水污染综合实验报告

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1、水污染综合实验报告水污染综合实验报告一、实验目的与要求1. 掌握测试不同废水的色度、浊度、COD、电导、pH等水质指 标的分析方法。2. 增强对污染物综合分析能力。3. 根据废水水质选择所用的混凝剂、吸附剂类型；根据实验结果 计算出所选混凝剂、吸附剂对废水的去除效率。4. 对废水的进一步治理提出可行性治理方案。二、实验内容1. 根据高锰酸钾法测定废水的COD，利用pH酸度计，光电浊度 计，色带，色度计分别测定pH值、浊度、色度，并预习实验内容，进 行实验准备。2. 按照自己所取锅炉排污水、洗衣废水或其他废水的水质特点， 自己设计实验方案。3 .针对某一废水，实验比较后确定自己认为合适的处理流程

2、。 确定每种处理流程最佳投药量、pH值、搅拌速度及其他操作条件。给 出治理结果。4. 处理结果达不到排放标准或回用标准的提出进一步治理方案。三、实验原理由于胶粒带电，将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜， 水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。因此胶体微粒不能相互聚结而长 期保持稳定的分散状态。投加混凝剂能提供大量的正离子，可以压缩 双电层，降低Z电位，静电斥力减少，水化作用减弱；混凝剂水解后 形成的高分子物质或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构， 在胶粒与胶粒之间起吸附架桥作用，也有沉淀网捕作用。这样投加了 混凝剂之后，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体后沉淀。活性炭吸附就是利用

3、活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的 吸附作用，以达到净化水质的目的。活性炭的吸附作用产生于两个方 面，一是由于活性炭内部分子在各个方向都受着同等大小的力而在表 面的分子则受到不平衡的力，这就是其他分子吸附于其表面上，此为 物理吸附；另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此为 化学吸附。活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。离子交换或臭氧氧化属于深度净化，可以有效降低废水中的含盐 量、COD、色度等。强酸H交换器失效后，必须用强酸进行再生，可 以用HCl，也可以用H2SO4。相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀 物析出，所以操作比较简单。再生浓度一般为2%4%，再生流速一 般为5

4、m/h左右。强碱OH交换树脂再生液浓度一般为1%3%，流 速5m/ho GB121451999水汽质量标准规定一级复床出水水质为: 电导率5?S/cm。混床出水残留的含盐量在1.0mg/L以下，电导率在 0.2S/cm以下，残留的SiO2在20?g/L以下，pH值接近中性。四、实验仪器，设备及试剂六联搅拌器，pH酸度计，光电浊度计，温度计1支，色度计 1000ml 烧杯 6 个，1000ml 量筒 1 个 1ml、2ml、5ml、10ml 移液管 各一支 200ml 烧杯一个，吸耳球、FeCl3、Al2(SO4)3、FeSO4、 NaSiO3 10%的NAOH溶液和10%HCl溶液500ml各

5、1瓶振荡器， 离子交换拄，臭氧发生器，水浴锅，活性炭电厂污水或工业废水水样五、实验装置及方法1)高锰酸钾法测定废水COD1、实验原理高锰酸钾指数是指在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水 样时所消耗的氧量，以氧的mg/L来表示。水中部分有机物及还原性 无机物均可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸钾指数常作为水体受有机物 污染程度的综合指标。水样加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高锰酸钾溶液，并在沸 水浴中加热反应一定的时间。剩余的高锰酸钾加入过量草酸钠溶液还 原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出高锰酸盐指 数。2、仪器水浴装置250mL锥形瓶50mL酸式滴定管3、试剂1. 高锰酸钾溶液(

6、C(1/5 KMnO4)=0.1mol/L):称取3.2g高锰酸钾溶于1.2L水中，加热煮沸，使体积减少到约1L,放置过夜，用G -3玻璃砂芯漏斗过滤后，滤液储于棕色瓶中保存。2 .高锰酸钾溶液(C(1/5 KMnO4)=0.01mol/L):吸取 25mL 上述高锰酸钾溶液，？用水稀释至250mL，储于棕色瓶中。使用前进 行标定，并调节至0.01mol/L准确浓度。3 . 1+3硫酸4 .草酸钠标准溶液(C(1/2Na2C2O4)=0.1000mol/L) ?:称取 0.6705g在105-1101烘干一小时并冷却的草酸钠溶于水，移于 100mL容量瓶中，用水稀释至标线。5 .草酸钠标准溶液

7、(C(1/2Na2C2O4)=0.0100mol/L)?:吸取 10.00mL上述草酸钠溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至标线。4、实验步骤1. 取100mL混匀水样(如高锰酸盐指数高于5mg/L,则酌量少 取，并用水稀释至100mL )于250mL锥形瓶中。2. 加入5mL(1 + 3 )硫酸，摇匀。3 .加入10.00mL0.01mol/L高锰酸钾溶液，摇匀，立即放入沸水 浴中加热30分钟(从水浴重新沸腾起计时)。沸水浴液面要高于反应 溶液的液面。4 .取下锥形瓶，趁热加入10.00mL0.0100mol/L草酸钠标准溶 液，摇匀，？立即用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色，

8、记录高 锰酸钾溶液消耗量。5. 高锰酸钾溶液浓度的标定：将上述已滴定完毕的溶液加热至 70。？准确加入10.00mL草酸钠标准溶液(0.0100mol/L )再用 0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色。记录高锰酸钾溶液的消耗 量，按照下式求得高锰酸钾溶液的校正系数(K):K=10.00V式中：V一高锰酸钾溶液消耗量(mL)。若水样经稀释时，？应同 时另取100mL水，同水样操作步骤进行空白实验。2)混凝沉淀实验1. 试验机理：根据研究，胶体微粒都带有电荷。天然水中的粘土类 胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷。微粒 般由胶核、固定层和扩散层组成。胶核和固定层一般称为胶

9、粒，胶 粒与扩散层之间有一个电位差，此电位称为Z电位。胶粒在水中受几 方面的影响： 带相同电荷的胶粒之间产生的静电斥力； 胶粒在水中作的不规则运动，即布朗运动”； 胶粒之间的范德华引力； 水化作用，由于胶粒带电，将极性水分子吸引到它的周围形成 一层水化膜，水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。因此胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。投加混 凝剂能提供大量的正离子，可以压缩双电层，降低Z电位，静电斥力 减少，水化作用减弱；混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水 中的高分子物质一般具有链状结构，在胶粒与胶粒之间起吸附架桥作 用，也有沉淀网捕作用。这样投加了混凝剂之后，胶体颗粒脱稳后相 互聚结

10、，逐渐变成大的絮凝体后沉淀。2. 试验器材:六联搅拌器或磁力搅拌器1台pH酸度计1台或pH 试纸光电浊度计1台温度计1支200ml烧杯4个1000ml烧杯1个 1ml、2ml、5ml、10ml 移液管各一支 10%的 FeCl3、Al2(SO4)3、 NaSiO3溶液各1瓶500ml的NaOH溶液和的HCl溶液各1瓶。3. 试验步骤：最佳投药量实验步骤1、测定原水温度、浊度及pH值。2、分别取200ml水样于250ml烧杯中，每组4个水样，将4个 水样置于搅拌器上，分别加入数滴浓度为10%的Al2(SO4)3药液于各烧杯中。3、投药后迅速启动搅拌机，使搅拌机快速运转，同时开始记时， 快速搅拌3

11、0S,快速搅拌完成后，迅速将转速转制慢速搅拌阶段，时 间15分钟。4、搅拌过程中观察记录矶花形成的过程、矶花外观、大小、密实 程度（记录于表1中）。5、搅拌完成后停机，将水样杯取出置一旁静沉，并观察矶花形成 及沉淀的情况，待沉淀20分钟后，取烧杯中清液分别测定其pH值、 浊度，同时记录于表1中。6、确定最佳投药量。最佳pH值实验步骤1、在4个250ml烧杯分别放入200ml原水样，置于实验搅拌器 的平台上。2、确定原水特征（包括原水浊度、pH值、温度）。3、向各烧杯中加入相同量的混凝剂。（投加剂量按照最佳投药量 实验中得出的最佳投药量而确定）。4、用HCl或NaOH调整至各杯水样的pH至分别为

12、6、7、8、 9，记录所用酸碱的投加量（表2）。5、启动搅拌器，快速搅拌30秒；然后同（一）。6、关闭搅拌机，将水样取出置一旁静沉并观察矶花形成及沉淀的 情况，20分钟后，取烧杯的上清液，分别测定其浊度，记录于表2中。7、确定最佳pH.。完成第一组水样后，按同样步骤，用第二种混凝剂做第二组实验。六、实验数据及数据处理结果表二最佳投药量结果记录原水温度10 C浊度31.3 pH 6混凝剂的种类、浓度FeCl3 10%表三最佳pH试验结果记录原水温度10 C浊度31.3 pH 6使用混凝剂的种类、浓度FeCl3 10%1.高锰酸钾溶液的校正系数（K）:K=已知：V=18.2ml-10.4ml=7.

13、8ml 得：K=1.28 2 .水样不经稀释高锰酸钾指数（O2,mg/L） = 10.00V(1V1)K10M81000100已知：V1 =7.80ml K=1.28 M=0.01mol/L 得;高锰酸钾 指数 (O2,mg/L) = 10.23 3 .水样经稀释高锰酸钾指数(O2,mg/L)二(10V1)K10(10V0)K10CM81000V2已知：V1 =7.80ml K=1.28 M=0.01mol/L V0=ml C=0.5V2 = 100ml 得：高锰酸钾指数(O2,mg/L)=4.58六. 实验结果讨论由以上数据及处理结果可知水样高锰酸钾指数(O2,mg/L) = 10.23 ,

14、 PH=6 ;当混凝剂滴入0.4ml时混凝效果最好，PH为9时混凝效果最 好。七. 思考题1、为什么最大投药量时，混凝效果不一定好？投入的药量应根据胶体浓度及无机金属盐水解产物的分子形态、 荷电性质和荷电量等而确定。当高分子混凝剂投药量最大时，会产生 胶体保护”作用。胶体保护可理解为：当全部胶粒的吸附面均被高 分子覆盖以后，两胶粒接近时，就受到高分子的阻碍而不能聚集，这 种阻碍来源于高分子之间的相互排斥。排斥力可能来源于“胶粒-胶 粒”之间高分子受到压缩变形而具有排斥势能，也可能由于高分子之 间的电斥力(对带电高分子而言)或水化膜。而且投药量大也容易出 现产生大量含水率很高的污泥的问题。这种污泥难于脱水，会给污泥 处置带来很大困难。所以投药量最大时，混凝效果不一定是好的，应 该根据具体废水的性质以及共存杂质的种类和浓度，通过实验，选定 出适当的混凝剂种类与投加的剂量。2、助凝剂的作用是什么？助凝剂的作用机理是桥接固体炫富颗粒，从而使悬浮物迅速下沉。3、臭氧氧化的影响因素有哪些？温度、pH值、处理时间、空气湿度等。4、化学处理与生物处理的区别何在？化学处理采用化学试剂，如絮凝剂；生物处理采用微生物的代谢 来处理污染物。