环境工程实验 .pptx
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1、一、实验目的1 1 1 1、加深对混凝沉淀原理的理解;、加深对混凝沉淀原理的理解;、加深对混凝沉淀原理的理解;、加深对混凝沉淀原理的理解;2 2 2 2、掌握化学混凝工艺最佳混凝剂的筛选方法;、掌握化学混凝工艺最佳混凝剂的筛选方法;、掌握化学混凝工艺最佳混凝剂的筛选方法;、掌握化学混凝工艺最佳混凝剂的筛选方法;3 3 3 3、掌握化学混凝工艺最佳工艺条件的确定方法。、掌握化学混凝工艺最佳工艺条件的确定方法。、掌握化学混凝工艺最佳工艺条件的确定方法。、掌握化学混凝工艺最佳工艺条件的确定方法。第1页/共124页(一)化学混凝是用来去除水体中无机和有机的胶体悬(一)化学混凝是用来去除水体中无机和有机
2、的胶体悬浮物。浮物。通常,废水中胶体颗粒的粒径在通常,废水中胶体颗粒的粒径在1nm1nm至至0.1m0.1m之间。之间。(二)混凝机理:(二)混凝机理:1 1、压缩双电层机理、压缩双电层机理 2 2、吸附电中和机理、吸附电中和机理 3 3、吸附架桥机理、吸附架桥机理 4 4、沉淀物网捕机理、沉淀物网捕机理(三)常用混凝剂:铝系和铁系二大系列。(三)常用混凝剂:铝系和铁系二大系列。二、实验原理第2页/共124页三、实验装置和设备1 1、实验装置、实验装置 (1)(1)六联搅拌器六联搅拌器 (2 2)精密酸度计精密酸度计 (3 3)CODCOD测定装置测定装置第3页/共124页2 2 2 2、实验
3、水样、实验水样、实验水样、实验水样 生活污水生活污水生活污水生活污水3 3 3 3、实验试剂、实验试剂、实验试剂、实验试剂 (1 1 1 1)10%10%10%10%聚合氯化铝;聚合氯化铝;聚合氯化铝;聚合氯化铝;(2 2 2 2)10%10%10%10%聚合硫酸铁;聚合硫酸铁;聚合硫酸铁;聚合硫酸铁;(3 3 3 3)10%10%10%10%聚合铝铁。聚合铝铁。聚合铝铁。聚合铝铁。第4页/共124页四、实验步骤(一)混凝剂最佳投药量的确定(一)混凝剂最佳投药量的确定 1 1、测测定定原原水水水水质质(CODCOD、pHpH、色色度度、温温度度等等),记记入入表表1-21-2。2 2、依依次次
4、用用量量筒筒取取400mL400mL水水样样,倒倒入入烧烧杯杯中中,将将烧烧杯杯置置搅拌机平台上,进行预搅拌搅拌机平台上,进行预搅拌0.5min0.5min。3 3、用用移移液液管管分分别别称称取取混混凝凝剂剂0.50.5、1 1、1.51.5、2 2、2.52.5、3mL3mL,依次加入水样烧杯中。,依次加入水样烧杯中。4 4、搅搅拌拌:快快速速300300转转/分分2min2min;慢慢速速6060转转/分分10min10min。搅搅拌拌过过程程中中,观观察察矾矾花花形形成成的的过过程程,记记录录矾矾花花形形成成的的时间。搅拌结束后,搅拌轴自动提机、停机。时间。搅拌结束后,搅拌轴自动提机、
5、停机。第5页/共124页5 5、静静置置沉沉降降3030分分钟钟。观观察察并并记记录录矾矾花花的的大大小小、密密实实和和沉降过程。沉降过程。6 6、取取各各烧烧杯杯水水样样上上清清液液进进行行测测定定pHpH、色色度度和和CODCOD值值(标准重铬酸钾法),记录数据(表(标准重铬酸钾法),记录数据(表4-24-2)。)。7 7、绘绘制制CODCOD去去除除率率-投投药药量量的的关关系系曲曲线线,初初步步确确定定药药量量的范围。的范围。8 8、由由8 8的的结结果果,进进一一步步设设定定投投药药量量,重重复复步步骤骤3-83-8,从从而确定最佳投药量而确定最佳投药量mg/Lmg/L。注:最佳投药
6、量是指使胶体体系脱稳所需的投药量,即设备处理效果(COD、色度等)最好时的投药量。最佳投药量一般是指设备出水达到一定的水质要求(国家制定的排放标准或回用标准等)时的最小投药量。第6页/共124页表表1-2 1-2 最佳投药量实验记录最佳投药量实验记录 第7页/共124页(二)混凝剂的筛选(二)混凝剂的筛选 对对于于混混凝凝剂剂的的选选择择,首首先先根根据据废废水水的的水水质质,对对出出水水水水质质的的要要求求及及有有关关的的实实验验资资料料,初初步步确确定定几几种种混混凝凝剂剂,按按实实验验步步骤骤(一一)进进行行实实验验,确确定定每每种种混混凝凝剂剂的的最最佳佳投投药药量量,据据此此进进行行
7、经经济济对对比比,从从中中选选择择既既经经济济处处理效果又好的混凝剂。理效果又好的混凝剂。第8页/共124页五、数据处理及结果讨论1、不同混凝剂对COD去除率的影响;2、最佳混凝剂的投加量对COD去除率的影响;3、pH值对COD去除率的影响;4、搅拌速度和搅拌时间对COD去除率的影响;5、混凝最佳工艺条件的确定。第9页/共124页六、思考题1 1、分析影响混凝效果的因素。、分析影响混凝效果的因素。2 2、当当投投药药量量超超过过最最佳佳投投药药量量后后,混混凝凝效效果果反反而而降降低,分析其原因。低,分析其原因。3 3、CODCOD测定时加入硫酸汞的原因。测定时加入硫酸汞的原因。第10页/共1
8、24页七、参考文献1 1 严严煦煦世世,范范瑾瑾初初给给水水工工程程(第第四四版版)北北京京:中中国国建筑工业出版社,建筑工业出版社,199919992 2 许许保保玖玖,安安鼎鼎年年给给水水处处理理理理论论与与设设计计北北京京:中中国国建筑工业出版社,建筑工业出版社,199219923 3 李李圭圭白白,张张杰杰水水质质工工程程学学北北京京:中中国国建建筑筑工工业业出出版社,版社,20052005第11页/共124页实验二实验二 离子交换实验离子交换实验第12页/共124页一、实验目的一、实验目的一、实验目的一、实验目的 1 1 1 1、掌握离子交换容量的分析与计算;、掌握离子交换容量的分析
9、与计算;、掌握离子交换容量的分析与计算;、掌握离子交换容量的分析与计算;2 2 2 2、了解交换带的移动过程;、了解交换带的移动过程;、了解交换带的移动过程;、了解交换带的移动过程;3 3 3 3、掌握穿透曲线和再生曲线的绘制技术。、掌握穿透曲线和再生曲线的绘制技术。、掌握穿透曲线和再生曲线的绘制技术。、掌握穿透曲线和再生曲线的绘制技术。实验三实验三 离子交换实验离子交换实验第13页/共124页二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理 离子交换反应是在两相中进行的,它服从当量定律离子交换反应是在两相中进行的,它服从当量定律离子交换反应是在两相中进行的,它服从当量定律离子交换反应是在两相
10、中进行的,它服从当量定律和质量作用定律,并且是可逆反应。离子交换法就是和质量作用定律,并且是可逆反应。离子交换法就是和质量作用定律,并且是可逆反应。离子交换法就是和质量作用定律,并且是可逆反应。离子交换法就是基于等当量交换和可逆反应进行交换和再生。基于等当量交换和可逆反应进行交换和再生。基于等当量交换和可逆反应进行交换和再生。基于等当量交换和可逆反应进行交换和再生。阴、阳离子交换树脂在交换过程中的反应为:阴、阳离子交换树脂在交换过程中的反应为:阴、阳离子交换树脂在交换过程中的反应为:阴、阳离子交换树脂在交换过程中的反应为:阴、阳离子在再生过程中的反应为:阴、阳离子在再生过程中的反应为:阴、阳离
11、子在再生过程中的反应为:阴、阳离子在再生过程中的反应为:实验三实验三 离子交换实验离子交换实验第14页/共124页三、实验材料与方法三、实验材料与方法三、实验材料与方法三、实验材料与方法 1 1 1 1、实验装置、实验装置、实验装置、实验装置 实验三实验三 离子交换实验离子交换实验废水池;废水池;去离子水池;去离子水池;再生剂池;再生剂池;离子交换柱;离子交换柱;收集筒。收集筒。第15页/共124页三、实验材料与方法三、实验材料与方法三、实验材料与方法三、实验材料与方法 2 2 2 2、实验用水、实验用水、实验用水、实验用水 人工配制含铬废水。人工配制含铬废水。人工配制含铬废水。人工配制含铬废
12、水。3 3 3 3、实验树脂、实验树脂、实验树脂、实验树脂 阴离子交换树脂(阴离子交换树脂(阴离子交换树脂(阴离子交换树脂(717#717#717#717#)4 4 4 4、分析方法、分析方法、分析方法、分析方法 CrCrCrCr6+6+6+6+的浓度测定采用分光光度计法。的浓度测定采用分光光度计法。的浓度测定采用分光光度计法。的浓度测定采用分光光度计法。实验三实验三 离子交换实验离子交换实验第16页/共124页四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤 (一)离子交换实验(一)离子交换实验(一)离子交换实验(一)离子交换实验 (1 1)把把把把预预预预处处处处理理理理好好好好的的的的一
13、一一一定定定定重重重重量量量量的的的的阴阴阴阴离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂(717#717#)转入交换柱,脂层高度为转入交换柱,脂层高度为转入交换柱,脂层高度为转入交换柱,脂层高度为0.150.20.150.2米,计算离子树脂的体积;米,计算离子树脂的体积;米,计算离子树脂的体积;米,计算离子树脂的体积;(2 2)把把把把含含含含铬铬铬铬废废废废水水水水注注注注入入入入废废废废水水水水池池池池,测测测测定定定定含含含含铬铬铬铬废废废废水水水水中中中中CrCr6+6+的的的的浓浓浓浓度;度;度;度;(3 3)打打打打开开开开进进进进水水水水阀阀阀阀,用用用用转转转转子子子子流
14、流流流量量量量计计计计控控控控制制制制废废废废水水水水流流流流量量量量,使使使使废废废废水水水水以以以以20602060升升升升/升升升升树树树树脂脂脂脂时时时时的的的的流流流流速速速速通通通通过过过过树树树树脂脂脂脂层层层层,用用用用量量量量筒筒筒筒计计计计算算算算出出出出水水水水体体体体积积积积。每每每每收收收收集集集集0.050.05升升升升出出出出水水水水,取取取取样样样样测测测测定定定定六六六六价价价价铬铬铬铬的的的的浓浓浓浓度度度度。当当当当交交交交换换换换带带带带前前前前沿沿沿沿就就就就近近近近出出出出水水水水口口口口时时时时,可可可可改改改改为为为为每每每每收收收收集集集集0.
15、010.01升升升升或或或或更更更更少少少少的的的的出出出出水水水水体体体体积积积积,测定一次六价铬浓度。注意交换带的移动;测定一次六价铬浓度。注意交换带的移动;测定一次六价铬浓度。注意交换带的移动;测定一次六价铬浓度。注意交换带的移动;第17页/共124页四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤 (一)离子交换实验(一)离子交换实验(一)离子交换实验(一)离子交换实验 (4 4)绘制穿透曲线()绘制穿透曲线()绘制穿透曲线()绘制穿透曲线(CrCr6+6+的泄漏量的泄漏量的泄漏量的泄漏量出水体积)并计出水体积)并计出水体积)并计出水体积)并计算当六价铬的泄漏量为算当六价铬的泄漏量为算
16、当六价铬的泄漏量为算当六价铬的泄漏量为0.50.5毫克毫克毫克毫克/升时的工作交换容量;升时的工作交换容量;升时的工作交换容量;升时的工作交换容量;(5 5)改变废水的滤速,重复上述步骤;)改变废水的滤速,重复上述步骤;)改变废水的滤速,重复上述步骤;)改变废水的滤速,重复上述步骤;(6 6)根据所得的数据,绘制当六价铬的泄漏量为)根据所得的数据,绘制当六价铬的泄漏量为)根据所得的数据,绘制当六价铬的泄漏量为)根据所得的数据,绘制当六价铬的泄漏量为0.5mg/L0.5mg/L时的滤速时的滤速时的滤速时的滤速-出水体积的关系曲线。出水体积的关系曲线。出水体积的关系曲线。出水体积的关系曲线。第18
17、页/共124页四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤(二)离子交换树脂再生实验(二)离子交换树脂再生实验(二)离子交换树脂再生实验(二)离子交换树脂再生实验 (1 1)用用用用去去去去离离离离子子子子水水水水反反反反冲冲冲冲树树树树脂脂脂脂层层层层,将将将将树树树树脂脂脂脂层层层层中中中中残残残残留留留留的的的的含含含含铬铬铬铬废废废废水水水水顶回废水池,直至出水无色为止;顶回废水池,直至出水无色为止;顶回废水池,直至出水无色为止;顶回废水池,直至出水无色为止;(2 2)正正正正向向向向接接接接通通通通去去去去离离离离子子子子水水水水,调调调调节节节节出出出出水水水水阀阀阀阀使使使使
18、滤滤滤滤速速速速为为为为1212升升升升/升升升升树树树树脂脂脂脂 时时时时,拆拆拆拆除除除除去去去去离离离离子子子子水水水水线线线线,使使使使交交交交换换换换柱柱柱柱内内内内液液液液面面面面降降降降至至至至树树树树脂脂脂脂层层层层顶顶顶顶部部部部下下下下一一一一厘厘厘厘米米米米处处处处,接接接接通通通通再再再再生生生生液液液液线线线线,使使使使10%10%的的的的氢氢氢氢氧氧氧氧化化化化钠钠钠钠流流流流入入入入交交交交换换换换柱柱柱柱,注注注注意意意意观观观观察察察察出出出出水水水水颜颜颜颜色色色色的的的的变变变变化化化化,一一一一旦旦旦旦出出出出现现现现黄黄黄黄色色色色,立立立立即即即即用
19、用用用5050毫毫毫毫升升升升量量量量筒筒筒筒收收收收集集集集之之之之。当当当当再再再再生生生生液液液液为为为为0.10.1、0.30.3、0.50.5、0.70.7、1.01.0、1.31.3、1.51.5、1.71.7、2.02.0、2.52.5、3.03.0、4.04.0、5.05.0倍倍倍倍树树树树脂脂脂脂体体体体积积积积时时时时,测测测测定定定定再再再再生生生生液液液液中中中中六六六六价价价价铬铬铬铬的浓度;的浓度;的浓度;的浓度;(3 3)再再再再生生生生结结结结束束束束后后后后,停停停停止止止止进进进进碱碱碱碱,把把把把交交交交换换换换柱柱柱柱内内内内的的的的碱碱碱碱全全全全部部
20、部部排排排排空空空空收收收收集之;集之;集之;集之;第19页/共124页四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤 (二)离子交换树脂再生实验(二)离子交换树脂再生实验(二)离子交换树脂再生实验(二)离子交换树脂再生实验 (4 4)正洗树脂用水量:强碱阴树脂)正洗树脂用水量:强碱阴树脂)正洗树脂用水量:强碱阴树脂)正洗树脂用水量:强碱阴树脂4545倍树脂体倍树脂体倍树脂体倍树脂体积,时间积,时间积,时间积,时间15201520分钟。弱碱阴树脂分钟。弱碱阴树脂分钟。弱碱阴树脂分钟。弱碱阴树脂6767倍,时间倍,时间倍,时间倍,时间20302030分分分分钟,正洗水带黄色部分收集于废水池;钟
21、,正洗水带黄色部分收集于废水池;钟,正洗水带黄色部分收集于废水池;钟,正洗水带黄色部分收集于废水池;(5 5)反冲,以)反冲,以)反冲,以)反冲,以10301030倍流速逆流反向进水,反冲树倍流速逆流反向进水,反冲树倍流速逆流反向进水,反冲树倍流速逆流反向进水,反冲树脂层,反冲水量:强碱阴树脂一倍树脂体积,时间脂层,反冲水量:强碱阴树脂一倍树脂体积,时间脂层,反冲水量:强碱阴树脂一倍树脂体积,时间脂层,反冲水量:强碱阴树脂一倍树脂体积,时间3535分钟,弱碱阴树脂二倍树脂体积,时间分钟,弱碱阴树脂二倍树脂体积,时间分钟,弱碱阴树脂二倍树脂体积,时间分钟,弱碱阴树脂二倍树脂体积,时间510510
22、分钟;分钟;分钟;分钟;(6 6)落床待用;)落床待用;)落床待用;)落床待用;(7 7)绘制再生效率曲线,即再生效率与再生剂用)绘制再生效率曲线,即再生效率与再生剂用)绘制再生效率曲线,即再生效率与再生剂用)绘制再生效率曲线,即再生效率与再生剂用量(树脂体积的倍数)之间的关系曲线。量(树脂体积的倍数)之间的关系曲线。量(树脂体积的倍数)之间的关系曲线。量(树脂体积的倍数)之间的关系曲线。第20页/共124页五、实验记录五、实验记录水样体积水样体积水样体积水样体积(mLmLmLmL)浓度浓度浓度浓度(mg/Lmg/Lmg/Lmg/L)第21页/共124页六、数据处理和结果六、数据处理和结果六、
23、数据处理和结果六、数据处理和结果 (1 1 1 1)绘制离子交换穿透曲线;)绘制离子交换穿透曲线;)绘制离子交换穿透曲线;)绘制离子交换穿透曲线;(2 2 2 2)绘制再生效率曲线。绘制再生效率曲线。绘制再生效率曲线。绘制再生效率曲线。七、问题讨论七、问题讨论七、问题讨论七、问题讨论 1 1 1 1、结合离子交换穿透曲线分析影响离子交换速、结合离子交换穿透曲线分析影响离子交换速、结合离子交换穿透曲线分析影响离子交换速、结合离子交换穿透曲线分析影响离子交换速度的因素;度的因素;度的因素;度的因素;2 2 2 2、分析影响离子交换再生的因素;、分析影响离子交换再生的因素;、分析影响离子交换再生的因
24、素;、分析影响离子交换再生的因素;3 3 3 3、实验过程中产生含铬废水应如何处理?、实验过程中产生含铬废水应如何处理?、实验过程中产生含铬废水应如何处理?、实验过程中产生含铬废水应如何处理?第22页/共124页八、参考文献八、参考文献八、参考文献八、参考文献1 1 1 1 严煦世,范瑾初给水工程(第四版)北京:中国严煦世,范瑾初给水工程(第四版)北京:中国严煦世,范瑾初给水工程(第四版)北京:中国严煦世,范瑾初给水工程(第四版)北京:中国建筑工业出版社,建筑工业出版社,建筑工业出版社,建筑工业出版社,19991999199919992 2 2 2 许保玖,安鼎年给水处理理论与设计北京:中国许
25、保玖,安鼎年给水处理理论与设计北京:中国许保玖,安鼎年给水处理理论与设计北京:中国许保玖,安鼎年给水处理理论与设计北京:中国建筑工业出版社,建筑工业出版社,建筑工业出版社,建筑工业出版社,19921992199219923 3 3 3 李圭白,张杰水质工程学北京:中国建筑工业出李圭白,张杰水质工程学北京:中国建筑工业出李圭白,张杰水质工程学北京:中国建筑工业出李圭白,张杰水质工程学北京:中国建筑工业出版社,版社,版社,版社,20052005200520054 4 4 4 张自杰,顾夏声等排水工程张自杰,顾夏声等排水工程张自杰,顾夏声等排水工程张自杰,顾夏声等排水工程 (第四版)北(第四版)北(
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