水处理工程实验项目复习过程

《水处理工程》实验项目

清华大学环境科学与工程系一、必修实验

实验一：混凝

实验二：自由沉淀

实验三：气浮

实验四：过滤

实验五：废水可生化性

实验六：厌氧污泥活性的测试

实验七：污泥过滤脱水

二、选择实验

实验八：臭氧脱色

实验九：吸附

三、演示实验

①虹吸滤池

②脉冲澄清池

③活性污泥工艺

④UASB反应器

⑤膜分离技术

实验一混凝

一、实验目的

1、了解混凝的现象及过程，净水作用及影响混凝的主要因素；

2、学会求水样最佳混凝条件（包括投药量、pH值、水流速度梯度）的基本方法；

3、了解助凝剂对混凝效果的影响

二、实验原理

胶体颗粒带有一定电荷，它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。胶体表面的电荷值常用电动电位E表示，乂称为Zeta电位。Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围。一般天然水中的胶体颗粒的Zeta电位约

在-30mV以上，投加混凝剂之后，只要该电位降到-15mV左右即可得到较好的混凝效果。相反，当Zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态。

投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。

在水中投加混凝剂如Al2（SO4）3、FeCl3后，生成的Al（III）、Fe（III）化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度、水温的影响，还受水的pH值影响。如果pH 值过低（小于4）,则混凝剂水解受到限制，其化合物中很少有高分子物质存在，絮凝作用较差。如果pH值过高（大丁9-10）,它们就会出现溶解现象，生成带负电荷的络合离子，也不能很好地发挥絮凝作用。

投加了混凝剂的水中，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体，这时，水流速度梯度G值的大小起着主要的作用。在混凝搅拌实验中，水流速度梯度G值可按下式计算：G^/%V

式中：P一搅拌功率（J/s）；

H一水的粘度（Pa - s ）；

V一被搅动的水流体积（m3）;

本实验G值可直接由搅拌器显示板读出。

当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加助凝剂以提高混凝效果。助凝剂通常是高分子物质，作用机理是高分子物质的吸附架桥，它能改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而结实。

二、实验设备

1、梅宇SC2000-6智能型六联搅拌机（附6个1000ml烧杯）；

2、转速表（用丁校正搅拌机的转速）；

3、ORION 828 型pH 计；

4、温度计；

5、HANNA LP2000 浊度仪。

四、实验水样

各组自定实验水样。

水样参考：自配水(高岭土悬浊液) 五、实

、生活污水、河水等。

验药剂

1、精制硫酸铝A12(SO4)3 • 18H2O溶液；

2、氯化铁FeC13 - 6H2O溶液；

3、聚合氯化铝[A12(OH)m C16-m]n溶液；

4、聚丙烯酰胺PAM溶液(助凝剂)；

5、浓度为10%的HCl溶液(化学纯)；

6、浓度为10%的NaOH溶液(化学纯)。

本实验提供较高浓度的混凝剂和助凝剂，各组可根据自己实验要求进行稀释。

六、实验方案

1、观察研花：于烧杯中加入一定体积的原水并用玻璃棒慢速搅拌，向烧杯中缓慢投加混凝剂并仔

细观察，直到研花的出现。

2、实验水样千差万别，对不同的水样、不同的混凝剂或助凝剂其最佳混凝条件也各不相同。各组

可根据自己的兴趣从以下参考实验方案中进行选择，也可发挥创造力自行确定实验方案。

(1) 选取某种混凝剂，比较其对不同实验水样的混凝效果

(2) 选取某种实验水样，比较不同混凝剂的混凝效果

(3) 选取某种实验水样，确定某种混凝剂的最佳投加量

(4) 选取某种实验水样，确定某种混凝剂的最佳pH值

(5) 选取某种实验水样和混凝剂投加量，确定助凝剂的最佳投加量

(6) 选取某种实验水样和混凝剂投加量，确定混凝最佳速度梯度

注意事项：

1、混凝一般分慢速搅拌和快速搅拌阶段，其搅拌速度和搅拌时间可根据实验自行确定；

2、实验过程中需记录水样的名称及浊度、pH值、温度等参数，同时记录所使用混凝剂或助

凝剂的种类和浓度以及混凝时的水流速度梯度等；

3、水样的浊度应取多次测量的平均值；

4、在最佳pH值实验中，用来测定pH值的水样，仍倒入原烧杯中；

5、在测定水的浊度用注射管抽吸上活液时，不要扰动底部沉淀物。同时，各烧杯抽吸的时间

间隔应尽量减小。

实验二自由沉淀

、实验目的

1、观察沉淀过程，加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解;

2、掌握颗粒自由沉淀实验的方法，求出沉淀曲线。

二、实验原理

浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀届丁自由沉淀，其特点是静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合Stokes公式。

由丁水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得，而是要通过静沉实验确定。

由丁自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，因而自由沉淀

可在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够大，一般应使D> 100mm以免颗粒沉

M 3

图1 自由沉淀实验装置图

1、沉淀柱

2、水泵

3、水箱

4、支架

5、气体流量计

6、气体入口

7、排水口

8、取样口

一般来说，自由沉淀实验可按以下两个方法进行：

（一）底部取样法

底部取样法的沉淀效率通过曲线积分求得。设在一水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验，如图1所示。将取样口设在水深H处，实验开始时（t=0）,整个实验筒内悬浮物颗粒浓度均为C0。分别在t1、t2、……、t n时刻取样，分别测