排水工程实验指导书

排⽔⼯程实验指导书
《⽔处理实验技术》 ---排⽔⼯程
实
验
指
导
书
⽬录
实验⼀⽣物接触氧化⼯艺 (3)
实验⼆间歇式活性污泥法(S B R法)实验 (4)
实验三⽣物转盘实验 (6)
实验四曝⽓设备充氧性能实验 (8)
实验五电解⽓浮实验 (13)
实验六活性炭吸附实验 (14)
实验七污⽔可⽣化性能测定 (16)
实验⼋酸性废⽔过滤中和实验 (17)
实验九⽓浮实验 (19)
实验⼗⽣物滤池实验 (25)
实验⼗⼀溶解氧(碘量法) (27)
实验⼗⼆⽣化需氧量 (28)
实验⼀⽣物接触氧化⼯艺
⼀、实验⽬的
(1) 通过观察接触氧化⼯艺系统的运⾏，加深对该处理系统特点及运⾏规律的认识。

(2) 加深对接触氧化⼯艺及运⾏过程的认识。

⼆、实验原理
⽣物接触氧化处理技术的实质之⼀是在池内充填填料，已经充氧的污⽔浸没全部填料，并以⼀定的流速流经填料。

在填料上布满⽣物膜，污⽔与⽣物膜⼴泛接触，在⽣物膜上微⽣物的新陈代谢功能下，污⽔中有机污染物得到去除，污⽔得到净化，因此，⽣物接触氧化技术，⼜称为“淹没式⽣物滤池”。

⽣物接触氧化技术的另⼀项技术实质是采⽤与曝⽓池相同的曝⽓⽅法，向微⽣物提供其所需要的氧，并起到搅拌和混合作⽤。

⽣物接触氧化是⼀种介于活性污泥法和⽣物滤池之间的⽣物处理技术。

兼有两者的优点。

由底部进⽔，采⽤曝⽓盘曝⽓，由附着在填料上⽣长的⽣物处理污⽔。

由上部的三⾓堰出⽔。

三、⼯艺特点(优点)
1．处理时间短，装置设备占地⾯积⼩；
2．能够克服污泥膨胀问题，且剩余污泥量少；
3．BOD容积负荷⾼，污泥⽣物量⼤，处理效果相对较⾼，且对进⽔冲击负荷的适应性强；
4．可以间歇运转；
5．维护管理⽅便，⽆须污泥回流。

三⼯艺设备简易流程图
图1 ⼏种形式的接触氧化池
1⼀进⽔管；2⼀出⽔管；3⼀进⽓管；4⼀叶轮；5⼀填料；6⼀泵思考题：⽣物接触氧化技术的⼯艺特点有哪些？
实验⼆间歇式活性污泥法(SBR法)实验
⼀、实验⽬的
(1)了解SBR法系统的特点。

(2)加深对SBR法⼯艺及运⾏过程的认识。

⼆、实验原理
间歇式活性污泥法，⼜称序批式活性污泥法(Sequencing Bath Reactor Activat ed Sludge Process，简称SBR)是⼀种不同于传统的连续流活性污泥法的活性污泥处理⼯艺。

SBR法实际上并不是⼀种新⼯艺，1914年英国的Alden和Lockett⾸创活性污泥法时，采⽤的就是间歇式。

当时由于曝⽓器和⾃控设备的限制该法未能⼴泛应⽤。

随着计算机的发展和⾃动控制仪表、阀门的⼴泛应⽤，近年来该法⼜得到了重视和应⽤。

SBR⼯艺作为活性污泥法的⼀种，其去除有机物的机理与传统的活性污泥法相同，即都是通过活性污泥的絮凝、吸附、沉淀等过程来实现有机污染物的去除；所不同的只是其运⾏⽅式。

SBR法具有⼯艺简单，运⾏⽅式也较灵活，脱氮除磷效果好，SVI值较低，污泥易于沉淀，可防⽌污泥膨胀，耐冲击负荷和所需费⽤较低，不需要⼆沉池和污泥回流设备等优点。

SBR法系统包含预处理池、⼀个或⼏个反应池及污泥处理设施。

反应池兼有调节池和沉淀池的
功能。

该⼯艺被称为序批间歇式，它有两个含义：(1)其运⾏操作在空间上按序排列；(2)每个SBR
的运⾏操作在时间上也是按序进⾏。

SBR⼯作过程通常包括5个阶段：进⽔阶段(加⼊基质)；反应阶段(基质降解)；沉淀阶段(泥⽔分离)；排放阶段(排上清液)；闲置阶段(恢复活性)。

这5个阶段都是在曝⽓池内完成，从第⼀次进⽔开始到第⼆次进⽔开始称为⼀个⼯作周期。

每⼀个⼯作周期中的各阶段的运⾏时间、运⾏状态可根据污⽔性质、排放规律和出⽔要求等进⾏调整。

对各个阶段若采⽤⼀些特殊的⼿段，⼜可以达到脱氮、除磷，抑制污泥膨胀等⽬的。

SBR法典型的运⾏模式见图2。

图2 SBR法典型运⾏模式图
三、设备及⽤具
①SBR法实验装置及计算机控制系统1套，如图3所⽰。

②⽔泵。

③⽔箱。

④空⽓压缩机。

⑤DO仪。

⑥COD测定仪或测定装置及相关药剂。

图3 SBR法实验装置⽰意
l⼀进⽔管；2⼀排⽔管；3⼀空⽓管：4⼀曝⽓管；5⼀放空管；6⼀滗⽔器；7⼀排⽓管；8⼀液位继电器；9⼀⽔箱；lO⼀⽔泵；1l⼀计算机；12⼀电磁阀；13⼀⼿动阀
四、步骤及记录
(1)打开计算机并设置各阶段控制时间(填⼊表1中)，启动控制程序。

(2)⽔泵将原⽔送⼈反应器，达到设计⽔位后停泵(由⽔位继电器控制)。

(3)打开⽓阀开始曝⽓，达到设定时间后停⽌曝⽓，关闭⽓阀。

(4)反应器内的混合液开始静沉，达到设定静沉时间后，阀I打开滗⽔器开始⼯作，关闭阀⼯打开阀Ⅱ，排出反应器内的上清液。

(5)滗⽔器停⽌⼯作，反应器处于闲置阶段。

(6)准备开始进⾏下⼀个⼯作周期。

表1 SBR法实验记录
五、成果整理
计算在给定条件下SBR法的有机物去除率η：
式中Sa——进⽔中有机物浓度，mg/L；
Se——出⽔有机物浓度，mg/L。

思考题
(1)简述SBR法与传统活性污泥法的同异?
(2)SBR法⼯艺上的特点及滗⽔器的作⽤。

(3)如果对脱氮除磷有要求，应怎样调整各阶段的控制时间?
实验三⽣物转盘实验
⼀、实验⽬的
1．了解由盘体、氧化槽、转动轴和驱动装置等各部分的构造。

2．通过观察重物转盘处理系统的运⾏，加深对该处理系统的特点和运⾏规律的认识。

⼆、设备简图
图4 ⽣物转盘设备简图
三、构造
⽣物转盘主体由盘⽚，转轴和氧化槽三部分组成。

盘⽚串联成组，形成盘体，中⼼贯以转轴，两端固定在氧化槽边的⽀座上，盘⽚⾯积有40～50％浸没在氧化槽内的污⽔中。

由电机以变速箱驱动缓慢旋转。

(0.8～0.3转/分)使盘⽚交替地与污⽔和空⽓接触，盘⽚上所繁殖的微⽣物得以交替地吸附污⽔中的有机物和吸收空⽓中的氧，从⽽净化污⽔。

氧化槽为半园形断⾯，与盘⽚形状吻合，盘边与槽⾯⾄少相距15 mm，槽底设排泥、放空阀门，槽两侧设齿形溢流堰。

级间设导流槽(本设备为单轴三级)。

四、运⾏操作
污⽔从被引⼊第⼀级导流槽溢流进第⼀级氧化槽后，由于进出⽔堰的⾼差，⽔⾃动地从第⼀组逐级向后流动、到第三级出⽔。

故主要的操作就是在盘⽚上的⽣物膜培养⽣成后，根据所需的污⽔处理程度、调整进⽔流量。

运转中⽼化的⽣物膜要脱落，故间歇地要从各级氧化槽排泥。

对各级的污⽔，都可以取样分析化验，监测运转情况。

五、⼯程实例
1．阳光校区污⽔处理站⼯艺流程：
2．流程说明
①校园内⽣活污⽔经过格栅除污机去除⽔中漂浮物及⼤颗粒杂质后进⼊调节池进⾏⽔量调节和⽔质均化。

②调节池出⽔通过提升泵进⼊⽔⼒旋转⽣物膜反应器处理系统，该系统由⽣物膜反应器和⽔⼒驱
动装置两部分组成。

⽔⼒旋转⽣物膜反应器是由固定在横轴上的⼀系列间距很近的桔瓣形转笼所组成，转笼可由不锈钢⽹或塑料⽹制成，转笼内装填⾼效⽣物填料，每个转笼周边有⼆个配⽔槽。

转笼横轴以下的部分浸没于半圆形或矩形断⾯的⽔槽（转笼槽或反应槽）中，当污⽔在配⽔槽中积累⾄⼀定量时，⽔槽中的⽔在重⼒作⽤下驱动转笼以很⼩的转速转动。

污⽔中原有的或接种培养的微⽣物被吸附于⽣物填料表⾯，逐渐繁殖形成⽣物膜。

当转笼⽔下部分旋转露出⽔⾯时，填料夹带的污⽔进⼊空⽓中，污⽔由⽣物膜表⾯向下滴洒时从空⽓中吸氧，⽽⽣物膜内的微⽣物则从污⽔薄膜中得到所需要的氧并吸收和降解污⽔中的有机物。

转笼交替地使⽣物膜与污⽔和空⽓相接触，让经过曝⽓和净化的污⽔膜回到转笼槽内，从⽽使槽内污⽔增加溶解氧和降低有机物含量。

如此连续转动，达到污⽔进⾏⽣物处理的效果。

⽣物填料通过污⽔时，填料之间相互碰撞及⽔⼒剪⼒作⽤，使过量的⽣物膜脱落在槽内混合液中；由于转笼的搅拌作⽤，使反应槽中活性污泥、脱落的⽣物膜维持在悬浮状态。

当处理过的污⽔流出槽外时，它夹带剥落的⽣物膜和活性污泥，在沉淀池内进⾏固液分离。

③沉淀的⼤部分污泥回流⾄⽔⼒旋转⽣物膜反应器进⽔端，以保持活性污泥量，提⾼反应器转速，增加供氧量并达到脱氮除磷⽬的。

因⽣物膜⼯艺污泥产量少，故剩余污泥采⽤板框压滤机脱⽔。

剩余污泥经过污泥浓缩池浓缩后进⼊板框压滤机进⾏泥⽔分离，滤液回调节池再处理，泥饼可作为校园绿化肥料或外运填埋。

思考题：画出阳光校区污⽔处理站⼯艺流程图并说明该流程。

实验四曝⽓设备充氧性能实验
1．实验⽬的
活性污泥法处理过程中曝⽓设备的作⽤是使空⽓、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，促使氧⽓从⽓相转移到液相，从液相转移到活性污泥上，保证微⽣物有⾜够的氧对有机污染物进⾏氧化降解。

由于氧的供给是保证⽣化处理过程正常进⾏的主要因素之⼀，因⽽需通过实验测定氧的总传递系数K La ，评价曝⽓设备的供氧能⼒和动⼒效率，为合理的选择曝⽓设备提供理论依据。

通过本实验希望达到以下⽬的：
(1) 掌握曝⽓设备清⽔充氧性能的测定⽅法； (2) 了解求曝⽓设备氧总转移系数k 的实验⽅法； (3) 评价曝⽓设备充氧能⼒的好坏。

2. 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过程。

曝⽓⽅式主要有⼆种，⿎风曝⽓和机械曝⽓。

本实验装置采⽤⿎风曝⽓⽅式。

影响氧转移的因素主要有温度、污⽔性质、氧分压、⽔的紊流程度、⽓流之间接触时间和⾯积。

氧转移的基本⽅程式为
)(C C K dt
dc S La -?= （1）
式中 dC/dt —— 液相中氧转移速度[mg/(L ·h)]；
K La —— 氧总转移系数；
C S —— 实验室的温度和压⼒下，⾃来⽔的溶解氧饱和浓度， mg/L ： C —— 相应某⼀时刻t 的溶解氧浓度，mg/L 。

上式积分，得ln(C S -C)= - K La t + 常数
得C S 和相应于每⼀时刻t 的C 后绘制ln(C S -C)与t 的关系曲线，或dc/dt 与C 的关系曲线便可得到K la 。

由于溶解氧饱和浓度、温度、污⽔性质、氧分压、⽔的紊流程度等因素均影响氧的传递效率，因此应进⾏温度、压⼒校正，并测定校正废⽔性质的修正系数a 、β。

所采⽤的公式如下
20
024
.1)20()(-?=T La La ℃K T K （2）
（3）
充氧能⼒为
)/()()20(h kg V C ℃K V dt
dc
Qs S La ??=?=校正（4）
3．装置的组成和规格
曝⽓充氧装置外形尺⼨长×宽×⾼＝830m m×500mm×3100mm，其主体是⼀个Φ400mm×300mm 圆柱形的有机玻璃⽔池。

采⽤三种曝⽓⽅式，即压缩空⽓⽅式、机械曝⽓⽅式或射流⽅式。

主要设备如下： (1) 单相⾃吸式清⽔泵⼀台，Q ＝3m 3/h 、H ＝50m 、功率0.75w ； (2) 压⼒表⼀台，0.4Mpa ；
(3) ⽓体转⼦流量计⼆个，⼀个LZB-6 lm 3/h ，另⼀个LZB-10 2.5m 3/h ；
(4) 电源控制箱⼀个；
(5) 曝⽓头⼆个，⼀个射流曝⽓头或机械曝⽓，另⼀个压缩空⽓曝⽓头压缩空⽓。

4．实验配套设备及仪器 (1) 溶解氧测定仪； (2) 秒表； (3) 电⼦天平； (4) 烧杯；
(5) 亚硫酸钠(Na 2SO 3·7H 2O)； (6) 氯化钴(CoCl 2·6H 2O)。

5．实验步骤
(1)向主体内注⼊⾃来⽔，计算⽔样体积V和测定⽔温。

(2)由⽔温查出实验条件⽔样溶解氧饱和值C
S ，并根据C
S
和V求投药量，然后投药脱氧。

①脱氧剂亚硫酸钠(Na
2SO
3
·7H
2
O)的⽤量计算。

2Na
2
SO
3
+ O
2
= 2Na
2
SO
4
在⾃来⽔中加⼊ Na
2SO
3
·7H
2
O还原剂来还原⽔中的溶解氧。

Na
2
SO
3
·7H
2
O理论⽤量为⽔中溶解
氧量的16倍。

⽽⽔中有部分杂质会消耗亚硫酸钠，故实际⽤量为理论⽤量的1.5倍。

所以实验投加的Na
2SO
3
·7H
2
O⽤量为
V
C
W
S
=16
5.1（5）
式中W ——亚硫酸钠投加量，g；
C
S
——实验时⽔温条件下⽔中溶解氧饱和浓度，mg/L； V——⽔样体积，m3。

②根据⽔样体积V确定催化剂的⽤量。

清⽔中有效钴离⼦浓度⼤约为0.4mg/L，⼀般使⽤氯化钴(CoCl
2·6H
2
0)，所以单位体积⽔样钴
盐投加量为1.6g/m3。

③将亚硫酸钠⽤热⽔溶解，均匀倒⼊本体内，并加⼊催化剂，轻微搅动使其混合。

(3)待溶解氧降为零以后，开始曝⽓，当溶解氧出现上升时开始计时每隔O.5～1 min测定⼀次溶解氧值，直到溶解氧值不再增长。

(4)记录空⽓流量、⽓温、⽔温。

6．实验记录
①曝⽓设备清⽔充氧记录，见表1。

表1 曝⽓设备清⽔充氧记录
②⽔中溶解氧测定记录，见表2。

表2 ⽔中溶解氧测定记录
7．注意事项
①实验前必须熟悉设备、仪器的使⽤⽅法及注意事项。

②测饱和溶解氧值时，⼀定要在读数稳定后进⾏。

③⽔温、风量、风压应取实验开始、中间和结束前的平均值。

8．成果整理
(1)参数的确定
因为氧总转移系数K La 要求在标准状态下测定，即清⽔在1个⼤⽓压、20℃下的充氧性能。

但⼀般充氧实验过程并⾮在标准状态下，因此需要对压⼒和温度进⾏修正。

t
s s La C C C C t t K ---=
00
lg
013.2 (6)
式中 K la ——氧总转移系数，L/min 或L/h ； t 0、t ——曝⽓时间，min ；
C 。

——曝⽓开始时池内溶解氧浓度，t 0= 0时，C o = 0mg/L ； C S ——曝⽓池内液体饱和溶解氧值，mg/L ；
C t ——曝⽓某时刻t 时，池内液体溶解氧浓度，mg/L 。

①温度修正系数
K=1.024
20—T
(7)
修正后的氧总转移系数为
K Las = KK La = 1.02420-T K La (8)
②⽔中饱和溶解氧值的修正由于⽔中饱和溶解氧受压⼒和所含⽆机盐种类及数量的影响，所以式(1)中的饱和溶解氧值最好⽤实测值，即曝⽓池内的溶解氧达到稳定时的数值。

(2)氧总转移系数K Las
氧总转移系数K Las ，是指在单位传质推动⼒的作⽤下，在单位时间、向单位曝⽓液体中所充⼊的氧量；它的倒数1/K Las ，单位是时间，表⽰将满池⽔从溶解氧为零充到溶解氧饱和值时所⽤时间。

因此K Las 是反映氧传递速率的⼀个重要指标。

K Las 的计算⾸先是根据实验记录，或溶解氧测定记录仪的记录和式(1)，按表3计算；或者是在半对数坐标纸上，以(C sm ⼀C t )为纵坐标，以时间t 为横坐标绘图求K La 值。

求得K La 值后，利⽤式(3)求得K Las 值。

表3 氧总转移系数K La 计算表
思考题
1．在⽣物处理中，曝⽓的作⽤是什么? 2．曝⽓充氧的主要影响因素是什么? 3．为什么要进⾏温度和压⼒的修正?
4．曝⽓设备类型有哪些，各⾃的优、缺点是什么? 5．氧总转移系数K Las 的意义是什么?
6．曝⽓设备充氧性能指标的测试条件是什么?
射流充氧实验装置
⼀、实验⽬的
活性污泥法处理过程中曝⽓设备的作⽤是使空⽓、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，促使氧⽓从⽓相转移到液相，从液相转移到活性污泥上，保证微⽣物有⾜够的氧对有机污染物进⾏氧化降解。

由于氧的供给是保证⽣化处理过程正常进⾏的主要因素之⼀，因⽽需通过实验测定氧的总传递系数K
La
，评价曝⽓设备的供氧能⼒和动⼒效率，为合理的选择曝⽓设备提供理论依据。

通过本实验希望达到以下⽬的：
1.掌握测定曝⽓设备的氧总传递系数和充氧能⼒的⽅法；
2.掌握测定修正系数α、B的⽅法；
3.了解各种测试⽅法和数据整理的⽅法。

⼆、实验装置的⼯作原理
评价曝⽓设备充氧能⼒的⽅法有两种：
(1)不稳定状态下的曝⽓试验，即试验过程中溶解氧浓度是变化的，由零增加到饱和浓度；
(2)稳定状态下的试验，即试验过程中溶解氧浓度保持不变。

本实验仅进⾏在实验室条件下进⾏的清⽔和污⽔在不稳定状态下的曝⽓试验。

实验装置的主要部分为泵型叶轮和模型曝⽓池，如下图所⽰。

也可不⽤泵型叶轮在池内放置曝⽓器，池外放置充氧泵，通过⽓管同曝⽓器连接。

⽤清⽔或污⽔进⾏曝⽓实验时，先⽤⽆⽔亚硫酸
钠(Na
2SO
3
·7H
2
O)去除⽔中溶解氧，然后进⾏曝⽓，直⾄⽔中溶解氧浓度升⾼到接近饱和的⽔平。

⽐
较曝⽓设备充氧能⼒时，⼀般认为⽤清⽔进⾏试验较好。

图5 充氧能⼒实验装置⽰意图
三、实验装置的组成和规格
实验装置由模型曝⽓池、泵型叶轮、电动机、调压器组成，如果不⽤叶轮曝⽓，⽽⽤空⽓曝⽓则需要微孔曝⽓器、空⽓管和充氧泵。

模型曝⽓池外形尺⼨：直径×⾼=Φ350mm×300mm
四、实验配套设备及仪器
溶解氧测定仪、⽆⽔亚硫酸钠、烧杯、秒表等
实验五电解⽓浮实验
⼀、实验⽬的
以电絮凝⽓浮法处理染料废⽔，通过测量⽔样处理前后的脱⾊率及CODCr去除率等指标反映染料废⽔的处理效果。

考察染料初始浓度、pH值、反应时间、温度、外加电压/电流等不同条件对实验结果的影响。

⼆、实验原理
电絮凝⽓浮技术是在外电压的作⽤下，利⽤可溶性阳极(通常为铁阳极或铝阳极)产⽣的阳离⼦在溶液中⽔解、聚合⽣成⼀系列多核羟基络合物和氧氧化物，作为絮凝剂⽽起絮凝作⽤，其过程机理与化学混凝法相似，另外产⽣的络合离⼦与氧氧化物有很⾼的吸附活性，其吸附能⼒⾼于⼀般药剂法⽔解得到的氧氧化物，它能有效地吸附⽔中的有机污染物及其它胶体物质。

同时，由于⽔的离解和其它物质被电解氧化，在阳极和阴极上将产⽣氧⽓和氢⽓的微⼩⽓泡，这些⽓泡具有良好的黏附性能，可以将电解过程中产⽣的凝聚胶团及悬浮物带到⽔⾯达到分离的⽬的。

在电解过程中，还会发⽣电解氧化还原反应，分为直接氧化还原和间接氧化还原。

直接氧化还原是指污染物在电极上直接被氧化或还原⽽从废⽔中去除；间接氧化还原是指电解时产⽣的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化为毒性更
⼩的物质，如⽔离解时产⽣的新⽣态氢和活性氧，其它⼀些强氧化剂或⾃由基.通过氧化作⽤，溶液中的某些⼤分⼦有机物被分解为⼩
分⼦有机物，还有可能直接被氧化成CO
2和H
2
O⽽不产⽣污泥，⽽这些⼩分⼦有机物能在随后的絮凝、
⽓浮作⽤下得到有效分离；通过阴极上产⽣的新⽣态氧的还原作⽤，可以回收重⾦属，并且还原卤代烃及带苯环的物质等，从⽽提⾼了废⽔的可⽣化性.所以电絮凝技术作为⽣物处理过程的预处理是⼗分有效的。

因此，电絮凝在处理废⽔的过程中，多种过程同时发⽣作⽤，污染物在这些作⽤下容易被去除。

三、实验部分
3．1 实验装置
该实验所⽤的电絮凝⽓浮装置为上海嘉定⼤名教具⼚⽣产,它包括电解槽、玻璃转⼦流量计，电源开关系统，刮泥机、循环泵。

3．2 实验步骤
电絮凝⽓浮处理分散艳蓝E-4R染料废⽔：配制16L分散艳蓝E-4R染料溶液模拟⽔样分别取浓度为200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L的分散艳蓝E-4R染料废⽔16L,打开电絮凝⽓浮装置,反应时间为60min,每隔10min取⼀次样,分别对所取⽔样进⾏吸光度的测定以及CODcr 的测定。

3．3 分析测试⽅法
3．3．1 测量⽔样的紫外-可见吸光度
将稀释后的⽔样使⽤UV-1100紫外/可见分光⼴度仪，在200～800nm之间对其进⾏紫外-可见全波长扫描。

分散艳蓝E-4R在低浓度情况下由其溶液的紫外-可见光谱分析可知，在λ=568nm处有特征吸收峰，且吸光度与浓度C之间遵守⽐⽿定律。

所以，脱⾊率计算见公式（2-1）。

脱⾊率（%）=[（C
0-C）/C
]×100%=[（A
-A）/A
]×100% 公式（2-1）
其中：C
、C————染料溶液的初始浓度、处理后的浓度；
A
、A————处理前后染料稀释后的溶液在λ=568nm处的吸⼴度。

3．3．2 测量⽔样的CODcr
测量⽔样的CODcr的步骤（参照国标GB11914-89）如下：
（1）取20mL⽔样于依次加⼊COD⽯英蒸馏管，依次加⼊0.4g硫酸汞,10 mL的重铬酸钾溶液(浓度0.025mol/L),30mL硫酸-硫酸银溶液。

最后加⼊⼏粒沸⽯。

将其充分摇匀后连接磨⼝回流冷凝管，加热回流2⼩时。

（2）冷却后，将混合液移⼊250mL锥形瓶中，⽤蒸馏⽔将COD⽯英蒸馏管少量多次冲洗，并将冲洗液同样移⼊锥形瓶中，使最后溶液体积不少于140mL。

（3）然后，加⼊3滴试亚铁灵指⽰液(约0.15mL),摇匀后⽤硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜⾊由黄⾊经蓝绿⾊⾄红褐⾊即为终点，纪录硫酸亚铁铵标准溶液的⽤量。

（4）在测定⽔样CODcr的同时，取20mL蒸馏⽔代替⽔样，按以上同样步骤作空⽩实验，纪录滴定空⽩实验时硫酸亚铁铵标准溶液的⽤量。

（5）计算CODcr值及其去除率（相关公式见公式2-2和2-3）
CODcr（O
2，mg/L）=[（V
-V
1
）×C×1000×8]/V 公式（2-2）
式中：C————硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（mol/L）；V
————滴定空⽩时硫酸亚铁铵标准溶液的⽤量（mL）；
V
1
————滴定⽔样时硫酸亚铁铵标准溶液的⽤量（mL）；V————⽔样的体积（mL）；
8————氧的摩尔质量（mg/L）。

CODcr去除率（%）=[（CODcr
0-CODcr
1
）/CODcr
] ×100% 公式（2-3）
式中：CODcr
0——处理前原⽔样的CODcr值（mg/L）；CODcr
1
——处理后原⽔样的CODcr值（mg/L）。

实验六活性炭吸附实验
1．⽬的
通过实验进⼀步了解活性炭的吸附⼯艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。

掌握⽤“间歇”法确定活性炭处理污⽔的设计参数的⽅法。

2．原理
活性炭吸附是⽬前国内外应⽤较多的⼀种⽔处理⼿段，由于活性炭对⽔中⼤部分污染物都有较好的吸附作⽤，因此活性炭吸附应⽤于⽔处理时往往具有出⽔⽔质稳定，适⽤于多种污⽔的优点。

活性炭吸附常⽤来处理某些⼯业污⽔，在有些特殊情况下也⽤于给⽔处理。

⽐如当给⽔⽔源中含有某些不易去除⽽且含量较少的污染物时，当某些偏远⼩居住区尚⽆⾃来⽔⼚需临时安装⼀⼩型⾃来⽔⽣产装置时，往往使⽤活性吸附装置。

但由于活性炭的造价较⾼，再⽣过程较复杂，所以活性炭吸附的应⽤尚具有⼀定的局限性。

活性炭吸附就是利⽤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，这就使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⼆种吸附综合作⽤的结果。

当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时，达到了动平衡称为活性炭吸附平衡，此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。

活性炭的吸附能⼒以吸附量q e表⽰：
)/()
(0g mg m
C C V q e e -=
(5-1)
式中 q e ——活性炭吸附量，即单位重量的吸附剂所吸附的容质量，mg/g ； V ——污⽔体积，L ；
C 0、C e ——分别为吸附前原⽔中容质浓度和吸附平衡时⽔中的容质浓度，
mg/L ；
m ——活性炭投量，g 。

在温度⼀定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提⾼⽽提⾼，两者之间的变化曲线称为吸附等温线，通常⽤弗罗因德利希(FreundLich)经验式加以表达：
n e e KC q 1
= (5-2)
式中 q e ——活性炭吸附容量，mg/g ；
C e ——被吸附物质平衡浓度，mg/L ；
K 、n ——是与溶液的温度、pH 值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。

图 6 吸附等温线
K 、n 值求法：通过间歇式活性炭吸附实验测得q e 、C e 值，将式(5—2)取对数后变型为下式：
e e C n
K q lg 1lg lg +
= (5—3)
将q e 、C e 相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为1/n ，截距则为K ，如图6所⽰。

图7 间歇式活性炭吸附实验装置
3．设备及⽤具
间歇式活性炭吸附实验装置如图7所⽰。

1)康⽒振荡器⼀台；2)500mL三⾓烧杯6个；3)烘箱；4)COD、SS等测定分析装置，玻璃器⽫、滤纸等。

4．步骤及记录
(1)间歇式活性炭吸附实验
1)将某污⽔⽤滤布过滤，去除⽔中悬浮物，或⾃配污⽔，测定该污⽔的COD、pH、SS等值。

2)将活性炭放在蒸馏⽔中浸24h，然后放在105％烘箱内烘⾄恒重，再将烘⼲后的活性炭压碎，使其成为能通过200⽬以下筛孔的粉状炭。

因为粒状活性炭要达到吸附平衡耗时太长，往往需要数⽇或数周，为了使实验能在短时间内结束，所以多⽤粉状炭。

3)在6个500mL的三⾓烧瓶中分别投加0、100、200、300、400、500mg粉状活性炭。

4)在每个三⾓烧瓶中投加同体积的过滤后的污⽔，使每个烧瓶中的COD浓度与活性炭浓度的⽐值在0.05～5.0之间(没有投加活性炭的烧瓶除外)。

5)测定⽔温，将三⾓烧瓶放在振荡器上振荡，当达到吸附平衡时即可停⽌振荡(振荡时间⼀般为30min 以上)。

6)过滤各三⾓烧瓶中的污⽔，测定其剩余COD值，求出吸附量。

实验记录见表1。

表1 活性炭间歇吸附实验记录
5．成果整理
(1)间歇式活性炭吸附实验
1)按表1记录的原始数据进⾏计算。

2)按式计算吸附量q
e
3)利⽤q～c相应数据和式(5—3)，经回归分析求出K、n值或利⽤作图法，将C和相应的q值在双对数坐标纸上绘制出吸附等温线，直线斜率为1/n、截距为K。

1/n值越⼩活性炭吸附性能越好，⼀般认为当1/n =0.1～0.5时，⽔中欲去除杂质易被吸附；1/n>2时难于吸附。

当1/n较⼩时多采⽤间歇式活性炭吸附操作，当1/n较⼤时，最好采⽤连续式活性炭吸附操作。

思考题：吸附等温线有什么现实意义，作吸附等温线时为什么要⽤粉状炭?
实验七污⽔可⽣化性能测定
由于⽣物处理法处理污⽔具有⾼效、经济等诸多优点，因⽽是⾸选的污⽔处理⽅法。

在采⽤⽣物处理法时，⾸先应考虑污⽔的可⽣化性能。

在⼀般情况下，⽣活污⽔、城市污⽔完全可以采⽤此法，但是对于各种各样的⼯业废⽔来讲，由于某些⼯业废⽔中含有难以⽣物降解的有机物，或含有能够抑制或毒害微⽣物⽣理活动的物质，或缺少微⽣物⽣长所必需的某些营养物质。

因此，通常要进⾏可⽣化性实验，以验证⽣物处理的可⾏性，为选定该污⽔处理⼯艺⽅法、处理⼯艺流程提供必要的依据。

测定污⽔可⽣化性的⽅法有许多种，主要有测定微⽣物的耗氧量(⽡波呼吸仪、BOD测定仪)、
测定污⽔的BOD
5与COD⽐值、摇床或模型测定BOD
5
与COD的去除率、ATP及脱氢酶活性的测定等⽅
法。

本试验采⽤BOD
5
／COD⽐值法。

⼀、实验⽬的
(1)理解污⽔可⽣化性的含义。

(2)了解并掌握测定污⽔可⽣化性实验的⽅法。

(3) 加深理解有毒物质对⽣化反应的抑制作⽤。

⼆、实验原理
1. BOD
5／COD
cr
⽐值法测定污⽔可⽣化性
污⽔中的有机污染物有些是可被微⽣物降解的，有些则是不易为微⽣物降解的。

COD
cr
(化学需氧量)是⼀定量的重铬酸钾溶液在强酸性和加热条件下，将还原性物质(有机和⽆机)氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指⽰剂，⽤硫酸亚铁铵回滴，由消耗的重铬酸钾数量即可计算出⽔样中有机物
质被氧化剂消耗的氧的毫克／升数。

是以氧的毫克数(0
2
mg／L)来间接表⽰污⽔中有机物数量的⼀种
综合性指标。

BOD
5
是⽤微⽣物在氧充⾜条件下，进⾏⽣物降解有机物时所消耗的⽔中溶解氧量以表
⽰污⽔中有机物量的综合性指标。

以测得的 BOD
5值来表⽰可降解的有机物量，⽽以COD
cr
，代表全部
的有机物，以BOD
5／COD
cr
⽐值反映污⽔中有机物的可降解程度。

对于污⽔的可⽣化性，⼀般按BOD
5／COD
cr
⽐值做如下划分：
①BOD
5／COD
cr
> 0.58为完全可⽣物降解污⽔；
②BOD
5／COD
cr。