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1、水污染控制工程实验指导书目 录第一节 传统实验3实验一 清水充氧实验3实验二 污水充氧修正系数、测定实验5实验三 成层沉淀实验6实验四 酸性废水过滤中和实验9实验五 活性污泥性能测定实验11实验六 纳滤和反渗透处理及水质在线监测实验14实验七 混凝实验16第二节 污水综合设计实验21实验一 管式絮凝沉淀器实验23实验二 UASB反应器运行参数的确定实验27实验三 Carrousel DenitIR A2/C氧化沟系统实验30实验四 CIBR同步脱氮除磷实验32实验五 充氧波形潜流人工湿地实验35实验六 虹吸式屋面雨水排水系统模拟实验38第一节 传统实验实验一 清水充氧实验一、 实验目的1掌握清
2、水充氧的实验方法；2计算曝气设备的氧总转移数Klas；3计算叶轮的充氧能力。二、 实验原理所谓曝气就是人为的通过一些设备，加速向水中传递氧的的种过程。现行通用曝气方法主要有三种，即鼓风曝气、机械曝气、鼓风机械曝气。对于氧转移的机理在水处理界比较公认的就是刘易斯（Lewis）与怀特曼（Whitman）创建的双膜理论。它的内容是：在气液两相接触界面两侧存在着气膜和液膜，它们处于层流状态，气体分子从气相主体以分子扩散的方式经过气膜和液膜进人液相主体，氧转移的动力为气膜中的氧分压梯度和液膜中的氧的浓度梯度，传递的阻力存在于气膜和液膜中，而且主要是存在于液膜中。 影响氧转移的因素主要有温度、污水性质、氧
3、分压、水的紊流程度、气液之间接触时间和面积等。根据双膜理论，氧转移的基本方程式为： （2-8） （2-9）式中，液相主体中氧转移速度mg/(L.min)； 液膜处饱和溶解氧浓度(mg/L)； 液相主体中溶解氧浓度(mg/L)； 氧总转移系数； 氧分子在液膜中的扩散系数； 气液两相接触界面面积(m2)； 液膜厚度(m)； 曝气液体容积(L)； 液膜中氧分子传质系数，。由于液膜厚度及两相接触界面面积很难确定，因而用氧总转移系数值代替。值与温度、水紊动性、气液接触面面积等有关。它指的是在单位传质动力下，单位时间内向单位曝气液体中充入氧量，它是反映氧转移速度的重要指标。将式(2-8)积分整理得到曝气设
4、备氧总转移系数值计算式，即 （2-10）式中，曝气池内液体饱和溶解氧(mg/L)； 曝气初始时，曝气池内溶解氧浓度(一般取t = 0时，=0)（mg/L）； t时刻曝气筒内溶液溶解氧浓度(mg/L)； t曝气时间(min)； 氧总转移系数(1/min)。由式（2-10）可求出： 求出实验中，并用式，求； 由下式求充氧能力：三、实验设备曝气筒、搅拌机、调速仪、天平、温度计等。四、实验步骤1测水温并查该温度下；2计算并称量脱氧剂及催化剂量；计算水样V0.02 m3；由，V计算脱氧剂无水Na2SO3及催化剂CoCl26H2O量。由2Na2SO3 O2 = 2Na2SO4 得O2/2Na2SO332/
5、(2126)=1/8。即脱氧剂理论用量为水中溶解氧8倍，考虑水中杂质会消耗一部分Na2SO3，故Na2SO3量为理论值1.5倍，即1.58V=12V (=?,V =0.02m3)。实验表明水中有效Co2+=0.4 mg/L较好，CoCl26H2O / Co2+=238/59=4.0, 故在实验中Co盐投加量为4.00.4V=1.6V (g)。3用温水溶解所称药品并投入曝气池；4开启叶轮，低速搅拌（不曝气）2min后取一样测定DO是否为零；5当DO值为零时加大转速曝气并在1min，2min，3min，5min，7min，9min取6个水样；6用碘量法测每个水样得DO，记录入表。碘量法：在水中依次
6、加1ml MnSO4，1ml碱性KI，待沉淀一半后摇晃，在沉淀一半后加2mlH2SO4溶解并取100ml溶液，用0.025N Na2S2O3 至淡黄色加一滴淀粉变蓝继续滴至无色溶液记录，并计算DONV81000/100。五、结果整理1记录表格表2-10 实验数据整理记录表温度T 时间t（min）123579（mg/L）（mg/L）2以为横坐标，t为纵坐标，作t曲线。3计算及。六 、思考题1本实验方法能否于流式曝气池？为什么？2和的物理意义是什么？曝气池充氧影响的因素有哪些？ 实验二 污水充氧修正系数、测定实验一 、实验目的1掌握、值的测定方法。2理解、值在曝气设备造型中的意义。二、 实验原理氧
7、向水中转移受水中无机物、有机物等影响，转移速率在清水和污水中不同，而评价设备性能指标均为清水中之值，故要引入修正系数。污水中含有各种杂质，特别是某些表面活性物质，如短链脂肪酸和乙醇等，这类物质的分子属两亲分子(极性端亲水、非极性端疏水)。它们将聚集在气液界面上，形成一层分子膜，阻碍氧分子的扩散转移，导致总转移系数值下降，为此引入一个小于1的修正系数。 （2-11） （2-12）由于在污水中含有盐类，因此，氧在水中的饱和度也受水质的影响，对此，引入另一数值小于l的系数予以修正。 （2-13） （2-14）修正系数、值，均可通过对污水、清水的曝气充氧试验予以测定。三 、实验步骤用污水代替清水重复实
8、验八的16步，求出，代入（2-15）、（2-16），求、值。 （2-15） （2-16）四 、数据记录及处理1记录表格表2-11 实验数据整理记录表温度T 时间t（min）123579（mg/L）（mg/L）2以为横坐标，t为纵坐标，作t曲线。3计算。4计算、。实验三 成层沉淀实验一 、实验目的1加深对成层实验的理解；2掌握活性污泥沉淀曲线的测定方法；3了解固定通量分析的过程。二 、实验原理浓度大于某值的高浓度水，如黄河高浊水，活性污泥法曝气池混合液、浓集？的化学污泥等，不论其颗粒性质如何，颗粒的下沉均表现为浑浊液面的整体下沉。这与自由沉淀、絮凝沉淀完全不同，后两者研究的都是一个颗粒沉淀时的运
9、动变化特点（考虑的是悬浮物个体），而对成层沉淀的研究却是针对悬浮物整体，即整个浑液面的沉淀变化过程。成层沉淀时颗粒间相互位置保持不变，颗粒下沉速度即为浑液面等速下沉速度。该速度与原水浓度、悬浮物性质等有关。活性污泥在二沉池中沉淀主要为两个因素，污泥自重引起的沉降和污泥回流与排泥产生底泥引起的沉降。上述过程用固体通量公式可表示为 ，式中第一项与污泥性质、浓缩要求、运行方式有关，设计中u取经验值1.410-4m/s。第二项与污泥沉降性有关，通过实验可求得。上述公式用固体通量图表示如下：静态浓缩试验（a）不同浓度的界面高度与沉降时间关系图 （b）固体通量与固体浓度关系图图中曲线3上的最低点b对应的固
10、体通量为极限固体通量，极限固体通量可以通过沉淀试验求得。1向下流固体通量： （2-17）2自重压密固体通量： （2-18）3总固体通量： （2-19）成层实验是在静止状态下，研究浑液面高度随沉淀时间的变化规律。以浑液面高度为纵轴，以沉淀时间为横轴，所绘得的Ht曲线，称为成层沉淀过程线，它是求二次沉淀池断面面积的基本资料。 成层沉淀过程线分为四段，如图2-6示。图2-6 成层沉淀过程线 ab段，称之为加速段或污泥絮凝段。此段所用时间很短，曲线略向下弯曲，这是浑液面形成的过程，反映了颗粒絮凝性能。 bc段，浑液面等速沉淀段或叫等浓沉淀区，此区由于悬浮颗粒的相互牵连和强烈干扰，衡？了它们各出的沉淀速
11、度，使颗粒群体以共同干扰后的速度下沉，沉速为一常量，它不因沉淀历时的不同而变化。表现在沉淀过程线上，bc段是一斜率不变的直线段，故称为等速沉淀段。 cd段，过渡段又叫变浓区，此段为污泥等浓区向压缩区的过度段，其中既有悬浮物的干扰沉淀，也有悬浮物的挤压脱水作用，沉淀过程线上，cd段所表现出的弯曲，便是沉淀和压缩双重作用的结果，此时等浓区沉淀区消失，故c点又叫成层沉淀临界点。 df段，压缩段，此区内颗粒间互相直接接触，机械支托？，形成松散的网状结构，在压力作用下颗粒重新排列组合，它所夹带的水分也逐渐从网中脱出，这就是压缩过程，此过程也是等速沉淀过程，只是沉速相当小，沉淀极缓慢。三、 实验设备沉降柱
12、、搅拌器、秒表、量筒等。四、 实验步骤1配置四组不同浓度混合液分别为4，5，6，7 (g/L)。配置方法：C1V1=C2V2 (C1=10g/L, C2=47g/L, V2=8L,V1=4L)。2将配好的混合液倒入高位水箱，并轻轻搅拌，开启阀门，将混合液注入沉降柱，同时开启电源，进行搅拌。3当出现泥水界面时开始每1min读一次，四次后改为2min读一次，同样记录四组数据，填表。五、 数据记录1记录表格表2-12 实验数据整理记录表时间t（min）1234681012H1（cm）H2（cm）H3（cm）H4（cm）2以t为横坐标，H为纵坐标作曲线图。3以Ht曲线的直线部分求界面流速、（Gg）。表2-13 实验数据整理计算表（mg/L）4以C为横坐标为纵坐标作重力固体通量曲线。六、 思考题实验中活性污泥浓度能否低于500mg/L?实验四 酸性废水过滤中和实验一 、实验目的1了
