水污染控制工程实验讲义
水污染控制工程讲义
水污染控制工程第一章 概述1.1 生物处理的目的和重要性废水生物处理的目的：1) 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；2) 稳定和去除废水中的有机物；3) 去除营养元素氮和磷。
废水生物处理的重要性：1)城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；2)废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；3)目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；4)大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。
微生物在废水生物处理中主要有三个作用：1)去除有机物（以COD 或BOD 5表示），去除其它无机营养元素如N 、P 等；2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物；3)稳定有机物。
微生物代谢过程简介：微生物代谢所需要的几个基本要素：能源；碳源；无机营养元素——N 、P 、S 、K 、C a 、M g 等；有时还需要一些特殊的有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等）废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有：化能异养型代谢；化能自养型代谢；光合异养型代谢；光合自养型代谢。
生物处理中的重要微生物①细菌：细菌——包括了真细菌(eubacteria )和古细菌(archaebacteria )；——是废水生物处理工程中最主要的微生物；根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌(-10ºC ~15 ºC )、中温菌(15 ºC ~45 ºC )和高温菌(>45 ºC )②真菌：真菌的三个主要特点：1)能在低温和低pH 值的条件生长；2)在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；3)能降解纤维素。
真菌在废水处理中的应用：1)处理某些特殊工业废水；2)固体废弃物的堆肥处理③原生动物、后生动物：原生动物主要以细菌为食；其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。
水污染控制工程实验讲义汇总
水污染控制工程 实验讲义
南开大学环境科学与工程学院
实验一 混凝实验
一、目的 通过混凝实验，观察矾花的形成过程及 混凝沉淀效果，不仅可以选择投加药剂种 类，数量，还可确定其它混凝最佳条件。
五、注意事项 1. 反冲洗滤柱中的滤料时，不要使进水阀门 开启过大，应缓慢打开以防滤料冲出柱外。 2. 反冲洗时，为了准确地量出沙层的厚度， 一定要在沙面稳定后再测量。
六、成果整理 1. 过滤过程 1）将过滤时所测流量、测压管水头损失填 入下表； 2）根据表中数据绘出流速v与水头损失h的 关系曲线； 3）绘制流速与出水浊度关系图。
5. 悬浮物测定方法： 1将定量滤纸置于称量瓶内烘至恒重W1； 2将抽滤水样后滤纸放入称量瓶中，烘至恒重W2；3悬浮 物浓度
C W W2 W1 V V
布氏漏斗
抽滤瓶
干燥塔
抽气泵
抽滤装置图
搅拌电机每分钟1-2转
取样阀 4 液面标线 3
P
3
2 搅拌浆 1 4 放空管 进水管 2 1 2 聚乙烯水箱
五、成果整理 ABSi 1. 记录实验结果，计算吸光度去除率
ABS0
六、思考题 1. 由实验结果探讨工作流速的对吸附带长 度、去除效果的影响？ 2. 连续流的升流式和降流式运动方式各有 什么特点？
实验六 离子交换除盐实验
一、目的 了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操 作方法，加深对复床除盐基本理论的理解。
四 试验方法和步骤 1. 检查沉淀装置连接情况、保证各个阀门完全闭 合；各种用具是否齐全。 2. 打开阀门1、3，水泵接电，使水箱中污水在自 循环条件下混合均匀；取水箱水样测悬浮物浓度 C0。 3. 启动搅拌器控制转速为1rpm；打开阀门2、4， 慢速关小阀门3，使沉淀柱进水速度均匀；待沉淀 柱水位达到溢流管时依次关闭阀门2、4，并开始 记录时间。 4. 在开始后0、5、10、20、30、60min时分别在 1号取样口取样100ml，测悬浮物浓度。同时观察 悬浮颗粒沉淀特点、现象。
水控讲义
实验二过滤实验过滤是具有孔隙的滤料截留水中杂质从面使水得到澄清的工艺过程。
砂滤是一种最主要的应用于生产实际的水处理工艺，它不仅可以去除水中细小的悬浮颗粒杂质，而且能有效地去除水中的细菌，病毒及有机污染物质，降低水的出水浊度。
本实验采用石英砂作为滤料，进行清水、原混水及经混凝后的混水过滤实验及反冲洗实验。
一、实验目的通过本实验希望达到以下目的：(1) 掌握清洁滤料层过滤时水头损失的变化规律及其计算方法；(2)了解不同原水(清洁水、原混水及经混凝后的混水)过滤时，滤料层中水头损失变化规律的区别及其原因；(3)深化理解滤速对处理出水水质的影响；(4)进一步深化理解过滤的基本机理；(6)深入理解反冲洗强度与滤料层膨胀高度间的关系。
二、实验原理1 过滤本实验采用单层均匀石英砂滤料进行过滤实验。
过滤过程中，过滤的原水从过滤柱的上部流入，依次流经滤料层、承托层、配水区及集水区，从滤柱的底部流出，在清水过滤过程中，主要考察清洁滤料层随过滤速度的变化，其各滤料层的水头损失变化情况。
过滤过程中滤料层内始终保持清洁状态，因而在同一过滤速度下，各滤料层内的水头损失不随过滤时间的变化而变化；在原混水的过滤过程中，滤料层通过对混水中杂质的机械截留作用而使水中的杂质得到去除，滤料层中的水头损失将随过滤时间的延长而逐渐增加；在经混凝后的混水过滤过程中，水中的杂质主要通过接触絮凝的途径而从水中得以去除，其滤料层中水头损失的变化规律类似于原混水过滤，但其随过滤时间的延长而增加的速度要比原混水过滤时快，且其出水水质要比前者好．在过滤过程中，随滤料层截污量的增加，滤层的孔隙度m减小，水流穿过砂层缝隙的流速增大，导致滤料层水头损失的增加。
均匀滤料层的水头损失H可用下式进行计算：K=式中：K——无因次数，通常取4～5；do--滤料粒径(cm)；v——过滤速度(cm／s)；L0——滤料层厚度(cm)；μ——水的运动粘滞系数(cm2／s)；ψ——滤料颗粒球形度系致(为0.3左右)；m——滤料层的孔隙度（=1-G/V/Υ，其中G为滤料重量、V为滤料层体积、Υ为容重）上式中第一项为粘滞项，第二项为动力项，根据过滤速度大小的不同，各项所占的比例也不同．2．反冲洗为了保证过滤后的出水水质及过滤速度，但过滤一段时间后，需要对滤料层进行反冲洗，以使滤料层在短时间内恢复其工作能力。
水污染控制工程实习讲义
水污染控制工程实习讲义环境科学与工程系厦门大学嘉庚学院实验一混凝沉淀实验实验目的：１．通过本实验，加深对混凝机理的理解，了解影响混凝沉淀的主要因素；２．通过实验，确定给定所配水样的混凝剂最佳投药量；３．认识几种混凝剂，掌握其配制方法。
实验原理：水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面物质，致使水中这种含浊状态稳定。
向水中投加混凝剂后，由于１、能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的Zeta电位，实现胶粒“脱稳”；２、同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用；３、网捕作用；而达到颗粒的凝聚。
混凝是水处理工艺中十分重要的一个环节。
所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体物质。
混合和反应是混凝工艺的两个阶段，投药是混凝工艺的前提，选者性能良好的药剂，创造适宜的化学和水利条件，是混凝的关键问题。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。
混凝剂的效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。
投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。
投加量不足不可能有很好的混凝效果。
同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。
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。
设备及用具：１．定时变速六联搅拌机；２．HS酸度计；３．WG光电浊度仪；４．1000 mL烧杯、洗耳球、移液管；５．硫酸铝、氯化铁、蒸馏水；６．水样。
注意事项：1．在搅拌过程中，注意观察并记录矾花的形成、外观、大小、密实程度、沉降性能等；2．因投药量少，所以要用洗瓶将加药管内的残余药液洗至水样杯内以免影响投药量的精确度；３．吸取上清液时，要用相同条件吸取上清液，不要把沉下去的矾花搅带上来，以免影响测量效果。
步骤及纪录：１．测定原水水温、浊度；２．认真了解六联搅拌机的使用方法；３．分别量取原水样600mL于六个1000mL烧杯中，置于搅拌机下；４．选用一种混凝剂，用移液管分别量取不同量药液于搅拌机的加药试管中；５．开机，并调整搅拌机转速，至150转／分左右，待转速稳定后将投药管内的药剂投入水样杯中，并从投药那一刻开始计时，150~180 转／分，1分钟，100~120转／分，5分钟60 ~ 80转／分，10分钟６．搅拌完成达设定时间后，停机。
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实验一混凝实验一、实验目的1、通过实验观察混凝现象，加深对混凝理论的理解。
2、通过本实验，选择最佳混凝剂的类型。
3、学会确定某水样的最佳混凝剂条件（包括最佳投药量、最佳pH值等）的方法。
4、了解影响混凝条件的相关因素。
5、学习实验方案设计。
二、实验原理水中的胶体颗粒均带负电，胶粒间的静电斥力、胶粒的布朗运动和胶粒表面的水化作用等三种因素使胶粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态，三者中的静电斥力影响最大。
向水中投加混凝剂，能提供大橄的正电荷，压缩胶团的扩散层，使电位降低，静电斥力减少。
此时，布朗运动由稳定因素转变为不稳定因素，也有利于胶料的吸附凝聚。
同时，由于双电层状态的存在而产生的水化膜，也会因投加混凝剂降低电位，而使水化作用减弱。
视凝剂水解形成的高分子物质或直接加入水中的离分子物质一般具有链状结构，在胶粒与胶粒之间起着吸附架桥作用，即便电位没有降低或降低不多。
胶粒不能相互接触，通过高分子链状物吸附胶粒，也能形成絮凝体。
消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫做脱稳，胶稳后的脱粒，在一定的水力条件下才能形成较大的絮凝体，欲称矾花，直径较大且较密实的矾花容晶下沉。
自投混凝剂直至较形成矾花的过程叫混凝。
混凝过程中，不仅受水温、投加剂的量和水中胶体颗粒浓度的影响，还受水中的pH值的影响，如pH值过低（小于4）则所投混凝剂的水解受到限制，其主要产物中没有足够的羟基OH进行桥联作用，也就不容易生成高分子物质，絮凝作用较差；如果pH值高（大于9时）它又会出现溶解，生成带电荷的络合离子，不能很好地发挥混凝作用。
另外，混凝过程中的水力条件对絮凝体的形成影响极大，整个混凝过程分为两个阶段：混合阶段和反应阶段。
混合阶段要求使药迅速而均匀的扩散到全部水中，以创造良好的水解和聚合条件，因此，混合要求快速而剧烈搅拌，在几秒钟内完成；而反应阶段则要求混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好的沉降性能絮凝体，因此，揽拌强度或水流速度随絮凝体的结大而逐渐降低，以免大的絮凝体被打碎。
水污染控制工程讲义
水污染控制工程讲义—笔记（总6页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--内页可以根据需求调整合适字体及大小-专题一污水水质与污水出路污水水质国际通用三大类指标:物理性指标化学性指标生物性指标水质分析指标物理性指标温度：工业废水常引起水体热污染造成水中溶解氧减少加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化色度：感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物嗅和味：感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质固体物质：溶解物质悬浮固体物质挥发性物质固定性物质水和污水中固体成分的内部相关性水和污水中杂质颗粒分布化学性指标有机物生化需氧量(BOD) biological oxygen demand在一定条件下，好氧微生物氧化分解水中有机物所需要的氧量。
(207, 5d)。
反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量主要污染特性(以mg/L为单位)o 有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d 完成。
实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5日生化需氧量(BODs)；通常以20C。
为测定的标准温度。
讨论:①任何日BOD与第一阶段BOD(LO)的关系生化研究试验表明住化反应的速度决定于微生物和有机物的含量，至于水中溶解氧的含量只要满足微生物的生命活动就可以,在反应初期，微生物的数量是增加的，但到一定时间后，微生物的量就受到有机物含量的限制而达到最大值，此时反应速度受到有机物含量的限制，即有机物的降解速度和该时刻水中有机物的含量成正比，由于有机物可以用生化需氧量表示,所以水中的耗氧速率和该时刻的生化需氧量成正比d(Lo-Lt)/dt=KL t dLt/dt=-KL t式中：L。
水污染控制工程-实验教学
实验1 曝气设备清水充氧性能测定1． 本次实验的目的和要求（1）了解曝气设备清水充氧性能的实验方法，加深对曝气设备清水充氧机理性能的理解。
（2）测定几种不同曝气设备氧的总转移系数K la ，。
2． 实践内容或原理曝气的作用是向液相供给溶解氧。
氧由气相转入液相的机理常用双膜理论来解释。
双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜和液膜）的物理模型。
气膜和液膜对气体分子的转移产生阻力。
氧在膜内总是以分子扩散方式转移的，其速度总是慢于在混合液内发生的对流扩散方式的转移。
所以只要液体内氧未饱和，则氧分子总会从气相转移到液相的。
根据氧传递基本方程（dc/dt ）=—k la (Cs-C)积分整理后得到的氧总转移系数：tS S La C C C C t t K ---=0lg303.2 将待曝气之水脱氧至零后，开始曝气。
把液体中溶解氧的浓度Ct 作为时间t 的函数。
曝气后每隔一定时间t 取曝气水样，测定水中溶解氧浓度，从而利用上式计算Kla 值。
或是以亏氧量（Cs-Ct ）为纵坐标，以时间t 为横坐标，在半对数格纸上绘图，直线斜率即为Kla 值，其中Cs 为曝气池内液体饱和溶解氧值。
3． 需用的仪器、试剂或材料等溶解氧测定仪；天平、秒表、量筒；无水亚硫酸钠、氯化钴 4． 实践步骤或环节（1）正确调试溶解氧测定仪，使之处于工作状态。
（2）在曝气罐中装入自来水8升，测定水中的溶解氧值，计算罐内溶解氧量G=DO ·V. 计算投药量：a 、脱氧剂采用无水亚硫酸钠：2NaSO 3+O 2=2Na 2SO 4由此，则投药量g=G ×8×(1.1~1.5) 1.1~1.5值是为脱氧安全而采取的系数。
b 、催化剂采用氯化钴，投加浓度为0.1mg/l ，将所称得的药剂用温水化开，倒入曝气罐内，几分钟后测定水中的溶解氧值。
（3）当水中的溶解氧值为零后，打开空压机，开始曝气，并记录时间，同时每隔一定时间（一分钟）读取一次溶解氧值，连续读取10—15个数值，然后拉长间隔，直至水中溶解氧达到饱和为止，停止曝气，并测试罐内水温。
水污染控制工程实验讲义
内部资料，不要外传实验一混凝一、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ξ表示，又称为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（大于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=式中：P—搅拌功率（J/s）；μ—水的粘度（Pa·s）；V—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。
三、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（用于校正搅拌机的转速）；3、 ORION 828型pH计；4、温度计；5、 HANNA LP2000浊度仪。
水污染控制工程实验讲义
水污染控制工程实验指导书环境科学与工程学院湖南大学目录实验一活性污泥法处理市政污水实验 (1)实验二混凝法处理市政污水实验 (6)实验三曝气充氧实验 (9)实验四颗粒自由沉淀实验 (11)实验一活性污泥法处理市政污水实验一、实验目的1. 通过培养活性污泥，加深对活性污泥法作用机理及主要技术参数，如溶解氧浓度（DO）、活性污泥浓度（MLSS）、有机物去除率、污泥增长规律等的理解；2．掌握活性污泥批量实验在污泥培养、污水可生化性测定的重要意义；3．通过批量实验了解市政污水的生物降解过程。
二、实验原理废水的生化处理法就是利用自然界广泛存在的、以有机物为营养物质的微生物来降解或分解废水中溶解状态和胶体状态的有机物，并将其转化为CO2和H2O等稳定无机物的方法，通常又称为生物处理法。
从1916年开始到现在，废水生物处理技术经历了从简单到复杂、从单一功能到多种功能、从低效率到较高效率的纵向发展阶段；从英国到世界各地，废水生物处理技术经历了由点到面、由生活污水处理到各种工业废水处理的横向发展阶段。
活性污泥法开创于1914年的英国，即习惯所称的普通活性污泥法或传统活性污泥法，其工艺流程如图１所示，由初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、曝气设备以及污泥回流设备等组成，主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。
图1 普通活性污泥法的基本流程在活性污泥法中起主要作用的是活性污泥，由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物和无机物组成。
活性污泥微生物从污水中连续去除有机物的过程包括以下几个阶段：(1)初期去除与吸附作用；(2)微生物的代谢作用；(3)絮凝体的形成与凝聚沉淀。
BOD污泥负荷率、水温、pH值、溶解氧(DO)、营养物质及其平衡、有毒物质等环境因素都会影响活性污泥法的处理效果，而活性污泥法处理设备的任务就是要创造有利于微生物生理活动的环境条件，充分发挥活性污泥微生物的代谢功能。
三、实验设备及仪器1．5L的塑料容器（批量活性污泥反应器）；2．WTW多参数水质分析仪；3．COD消解仪；4. 滴定管、漏斗、量筒、空压机、曝气头。
水污染控制工程_实验指导课件
三、实验装置、设备
1、过滤装置 2、实验设备及器皿：
过滤柱：有机玻璃d=100mm L=2000mm 一根 测压板、测压管 一套 筛子 孔径0.2-2mm，中间不少于4档 1组 托盘天平(500g/0.1g)、烘箱、量筒、容量瓶、 比重瓶、干燥器、钢尺、温度计等
四、实验步骤
• • • 1、滤料筛分 2、清洁砂层过滤水头损失实验 3、滤层反冲洗实验
记下滤柱最高、最
增大过滤水量 滤速依次为 8 、 10、12、14 m/h 分别测
出滤柱最高、最低两根测压管中水位值 , 记入表 2-2 中。 注意：在过滤实验前，滤层中应保持一定水位，不要把水放空以免过滤实验时测压管中 积存空气
表2-2
流量Q (Ｌ /h)
清洁砂层水头损失实验记录表
实测水头损失 滤 速 测压管水头 cm (m/h) 水头损失理 误 差 备 注
1、滤料筛分
• ① 称取洗净并105℃烘干的滤料200g； • ② 用孔径0.1—2.0mm的一组筛子过筛，称出留 在各筛号上的砂重（精确到0.1g）；所有各筛余 重量与底盘中剩余试样重量之和与筛分前的试样 总重相比，其差值不应超过1%；记入表2-1 • 注意：用筛子筛分滤料时不要用力拍打筛子
滤料筛分实验结果
实验一 混凝实验
• • • • 一、实验目的 二、实验原理 三、实验装置、设备及材料 四、实验内容及步骤
一、实验目的
1、通过实验观察混凝现象，加深对混凝 理论的理解； 2、学会选择和确定最佳混凝工艺条件的基本 方法； 3、了解影响混凝过程的相关因素。
二、实验原理
天然水体中存在大量悬浮物，悬浮物的形态是不同的，大颗粒悬浮物可 在自身重力作用下沉降；另一种是胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原 因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能除去的。因为水中胶体颗粒微小、主要是带 负电的粘土颗粒，胶粒间存在着静电斥力、胶粒的布朗运动、胶粒表面的水 化作用，使胶粒具有分散稳定性。因此可在废水中预先投加化学药剂来破坏 胶体的稳定性，并提供胶粒碰撞的动能，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集 成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去。 消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的 水力条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花 。直径较大且较密的矾花 容易下沉，自投加混凝剂直至形成矾花的过程叫混凝。 影响混凝效果的因素有：水体的PH值、混凝剂种类、水温、混凝剂投加量、水 力条件等。
水污染控制工程实习讲义(完整)复习过程
水污染控制工程实习讲义环境科学与工程系厦门大学嘉庚学院实验一混凝沉淀实验实验目的：１．通过本实验，加深对混凝机理的理解，了解影响混凝沉淀的主要因素；２．通过实验，确定给定所配水样的混凝剂最佳投药量；３．认识几种混凝剂，掌握其配制方法。
实验原理：水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面物质，致使水中这种含浊状态稳定。
向水中投加混凝剂后，由于１、能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的Zeta电位，实现胶粒“脱稳”；２、同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用；３、网捕作用；而达到颗粒的凝聚。
混凝是水处理工艺中十分重要的一个环节。
所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体物质。
混合和反应是混凝工艺的两个阶段，投药是混凝工艺的前提，选者性能良好的药剂，创造适宜的化学和水利条件，是混凝的关键问题。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。
混凝剂的效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。
投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。
投加量不足不可能有很好的混凝效果。
同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。
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。
设备及用具：１．定时变速六联搅拌机；２．HS酸度计；３．WG光电浊度仪；４．1000 mL烧杯、洗耳球、移液管；５．硫酸铝、氯化铁、蒸馏水；６．水样。
注意事项：1．在搅拌过程中，注意观察并记录矾花的形成、外观、大小、密实程度、沉降性能等；2．因投药量少，所以要用洗瓶将加药管内的残余药液洗至水样杯内以免影响投药量的精确度；３．吸取上清液时，要用相同条件吸取上清液，不要把沉下去的矾花搅带上来，以免影响测量效果。
步骤及纪录：１．测定原水水温、浊度；２．认真了解六联搅拌机的使用方法；３．分别量取原水样600mL于六个1000mL烧杯中，置于搅拌机下；４．选用一种混凝剂，用移液管分别量取不同量药液于搅拌机的加药试管中；５．开机，并调整搅拌机转速，至150转／分左右，待转速稳定后将投药管内的药剂投入水样杯中，并从投药那一刻开始计时，150~180 转／分，1分钟，100~120转／分，5分钟60 ~ 80转／分，10分钟６．搅拌完成达设定时间后，停机。
水污染控制工程实习讲义完整
水污染控制工程实习讲义完整前言水污染控制工程是环境工程的一个重要分支，其主要任务是通过一系列的技术手段，对污染源废水进行收集、处理、排放，达到环境保护和经济可持续发展的目标。
水污染控制工程实习是培养环境工程学生实践能力的重要环节，为了更好地进行实习，我整理了本文档，旨在提供详细的实习讲义，帮助学生更好地完成实习任务。
实习目标本次实习旨在通过实践操作，了解以下内容： 1. 水样的取样和分析方法； 2.污水处理的基本流程和关键技术； 3. 常见污染物的特性和去除方法； 4. 污水处理设备及其运行原理。
实习内容实验室安全操作规程1.实验室内禁止吸烟、饮食；2.实验室内应保持安静，不得大声喧哗；3.对有毒、易燃、易爆等危险品要采取严格措施，保证操作人员的安全；4.实验室内所有操作前应进行安全交底，确认安全后再进行操作。
实验仪器和设备1.液位计：用于测量液体的高度和液面位置，为操作提供依据；2.恒温水浴：可以控制水的温度，用于分析实验中需要使用到恒定温度的水的实验；3.电动搅拌器：用于将待分析物溶解于水样中，将水样均匀混合；4.光度计：用于测量溶液的吸光度，确定溶液中污染物浓度。
实验内容和步骤1.水质检测实验–采集水样：根据实际情况选择合适的采样点进行水样采集，要保证水样的代表性；–室内分析：采用标准方法进行水样中有毒有害物质的测定；–数据处理：对实验数据进行处理、分析，得出。
2.污水处理实验–实验设备说明：包括污水调节池，曝气池，沉淀池、换热器等设备的结构、原理和工作方式；–排污处理实验：重点介绍污水的处理流程和处理设备的使用方法；–清洗工作：结束实验后，要将设备清洗干净，并恢复实验室的干净整洁。
实习实习是对本次实习经验的和评价，可以让学生对自己的实践能力进行回顾和反思，提高实践能力和综合素质。
建议学生在实习结束后，认真撰写实习，包括本次实习中的收获、遇到的困难和解决方法、学习体会和建议等，向实习导师汇报，并在实习后进行专业的深入讨论。
水污染控制工程实习讲义
水污染控制工程实习讲义环境科学与工程系厦门大学嘉庚学院实验一混凝沉淀实验实验目的：１．通过本实验，加深对混凝机理的理解，了解影响混凝沉淀的主要因素；２．通过实验，确定给定所配水样的混凝剂最佳投药量；３．认识几种混凝剂，掌握其配制方法。
实验原理：水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面物质，致使水中这种含浊状态稳定。
向水中投加混凝剂后，由于１、能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的Zeta电位，实现胶粒“脱稳”；２、同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用；３、网捕作用；而达到颗粒的凝聚。
混凝是水处理工艺中十分重要的一个环节。
所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体物质。
混合和反应是混凝工艺的两个阶段，投药是混凝工艺的前提，选者性能良好的药剂，创造适宜的化学和水利条件，是混凝的关键问题。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。
混凝剂的效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。
投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。
投加量不足不可能有很好的混凝效果。
同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。
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。
设备及用具：１．定时变速六联搅拌机；２．HS酸度计；３．WG光电浊度仪；４．1000 mL烧杯、洗耳球、移液管；５．硫酸铝、氯化铁、蒸馏水；６．水样。
注意事项：1．在搅拌过程中，注意观察并记录矾花的形成、外观、大小、密实程度、沉降性能等；2．因投药量少，所以要用洗瓶将加药管内的残余药液洗至水样杯内以免影响投药量的精确度；３．吸取上清液时，要用相同条件吸取上清液，不要把沉下去的矾花搅带上来，以免影响测量效果。
步骤及纪录：１．测定原水水温、浊度；２．认真了解六联搅拌机的使用方法；３．分别量取原水样600mL于六个1000mL烧杯中，置于搅拌机下；４．选用一种混凝剂，用移液管分别量取不同量药液于搅拌机的加药试管中；５．开机，并调整搅拌机转速，至150转／分左右，待转速稳定后将投药管内的药剂投入水样杯中，并从投药那一刻开始计时，150~180 转／分，1分钟，100~120转／分，5分钟60 ~ 80转／分，10分钟６．搅拌完成达设定时间后，停机。
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水污染控制工程专业实验实验一活性污泥法处理市政污水实验一、实验目的1. 通过培养活性污泥，加深对活性污泥法作用机理及主要技术参数，如溶解氧浓度（DO）、活性污泥浓度（MLSS）、有机物去除率、污泥增长规律等的理解；2．掌握活性污泥批量实验在污泥培养、污水可生化性测定的重要意义；3．通过批量实验了解市政污水的生物降解过程。
二、实验原理废水的生化处理法就是利用自然界广泛存在的、以有机物为营养物质的微生物来降解或分解废水中溶解状态和胶体状态的有机物，并将其转化为CO2和H2O等稳定无机物的方法，通常又称为生物处理法。
从1916年开始到现在，废水生物处理技术经历了从简单到复杂、从单一功能到多种功能、从低效率到较高效率的纵向发展阶段；从英国到世界各地，废水生物处理技术经历了由点到面、由生活污水处理到各种工业废水处理的横向发展阶段。
活性污泥法开创于1914年的英国，即习惯所称的普通活性污泥法或传统活性污泥法，其工艺流程如图１-1所示，由初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、曝气设备以及污泥回流设备等组成，主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。
图1-1 普通活性污泥法的基本流程在活性污泥法中起主要作用的是活性污泥，由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物和无机物组成。
活性污泥微生物从污水中连续去除有机物的过程包括以下几个阶段：(1)初期去除与吸附作用；(2)微生物的代谢作用；(3)絮凝体的形成与凝聚沉淀。
BOD污泥负荷率、水温、pH值、溶解氧(DO)、营养物质及其平衡、有毒物质等环境因素都会影响活性污泥法的处理效果，而活性污泥法处理设备的任务就是要创造有利于微生物生理活动的环境条件，充分发挥活性污泥微生物的代谢功能。
三、实验设备及仪器1．5L的塑料小桶（批量活性污泥反应器）；2．WTW多参数水质分析仪；3．COD消解仪；4. 滴定管、漏斗、量筒、空压机、曝气头。
四、实验耗材1．活性污泥；2．市政污水；3. COD测定的成套试剂。
五、实验步骤1．取沉降的活性污泥1L，加入1L的市政污水。
2. 开空压机进行曝气，控制DO=2mg/L。
3. 分别在0、2、4和6h取样并编号，用滤纸过滤得到澄清液，用来测定COD。
4、取样完成后用COD消解仪进行消解，用滴定法测定水样的COD。
六、实验数据记录与处理1. 数据记录表表１-1 活性污泥培养记录表七、思考题1．简述活性污泥法与化学法相比在废水处理中的优势。
2．结合实验结果判断市政污水的可生化性。
3．活性污泥处理废水主要成本包括哪些方面。
实验二混凝法处理市政污水实验一、实验目的1. 了解混凝的原理及主要过程。
2. 通过实验确定某市政污水的最佳投药量。
3. 观察混凝现象，加深对混凝理论的理解；二、实验原理污水中较大粒径的颗粒可以采用沉淀工艺进行分离，细小微粒由于沉降速度极小，很容易达到沉降平衡，不能有效地与水分离，这就是沉降稳定性。
欲破坏其沉降稳定性，应使微粒聚结变为更大的微粒，从而提高其沉降速度使之沉下来。
但颗粒因带有电荷相互排斥而具有聚结稳定性，所以须首先破坏其聚结稳定性。
聚结稳定性的破坏一般通过两种作用实现：①用电解质克服微粒间的静电斥力后，由Van der walls 引力引起微粒相互聚结变大，这种作用称为凝聚(Coagulation)；②用高分子化合物在微粒间“架桥”连接，引起微粒的聚结变大，这种作用称为絮凝(Flocculation)。
这里用“混凝”代表凝聚和絮凝两种作用，实际上是通过向胶体或悬浊液体系提供必要的化学条件和流体力学条件，促使微粒体积变大从而与介质分离的过程。
混凝是水处理的一个重要方法，用于除去水中细小的悬浮物和胶体。
混凝剂的混凝效果取决于混凝剂投加量、原水水质(特别是pH值)、水流速度梯度等因素。
显然投药量不足就不会有好的混凝效果；同样，过多的投药量也不会提高混凝效果，反而会起到负面作用。
对于每种原水，都有其最佳投药量，只有通过实验才能确定。
三、实验设备及仪器1.六联混凝仪；2. COD消解仪；3. 滴管；4. 500mL量筒；5. 移液管。
四、实验耗材1. 市政污水；2. 混凝剂；3. 滤纸；五、实验步骤(1) 配制4%的聚合氯化铝混凝剂；（2）设置六联混凝仪程序：快速搅拌（300 rpm）30s，中速搅拌（150rpm）5min，慢速搅拌（70rpm）、10 min；(3) 6个1000mL的烧杯取混合均匀的原水水样800mL；(4)分别向上述5个烧杯中加入0、1、2、3、4、5mL的混凝剂，开启搅拌仪；(5) 搅拌过程中，注意观察并记录“矾花”形成过程及其外观、大小、密实情况；(6) 搅拌完成后，停机，静止15min，取上清液测COD。
六、实验数据记录与分析1. 记录表将实验结果和实验现象分别记录到表２-1和２-2中。
表２-1 混凝实验记录用表表２-2 混凝现象观察记录用表七、思考题1. 简述混凝法与生物处理相比的优势与不足。
2. 为什么最大投药量时，混凝效果不一定好？3. 简述混凝法在水处理中的适用范围。
实验三 曝气充氧实验一、实验目的1．测定曝气设备(扩散器)氧总转移系数K La 值； 2．加深理解曝气充氧机理及影响因素；3．了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法、评价氧利用率E A 和动力效率E p 。
二、实验原理根据氧转移基本方程)-c (c K dtdcs La =积分整理后，所得到的氧总转移系数表达式为， tc c l c c l K t s g s g La )]()([303.20---=(３-1)式中 La K —— 总转移系数，h -1；t —— 曝气时间，h ； C s —— 饱和溶解氧浓度；C 0 —— 曝气池内初始溶解氧浓度，本实验中t=0时，C 0=0 。
曝气是人为通过一些设备加速向水中传递氧的过程，常用的设备分为机械曝气和鼓风曝气两大类，无论那种曝气设备其充氧过程均属传质过程，氧传递机理为双膜理论。
实验是采用非稳态测试方法，即注满所需水后，将待曝气之水以无水亚硫酸钠为脱氧剂，氯化钴为催化剂脱氧至零后开始曝气，液体中溶解氧浓度逐渐提高，液体中溶解氧的浓度C 是时间t 的函数，曝气后每隔一段时间t 取曝气水样，测其中的溶解氧浓度，从而利用上式计算K La 或以)(0ts s gc c c c l --为纵坐标、以时间t 为横坐标，如下式所示，=--)(ts s g c c c c l t 303.2a ⋅L K (３-2) 在半坐标纸上绘图，所得直线斜率为303.2LaK 值。
三、实验设备及仪器1．曝气筒Φ120mm ，H=2.0m ； 2．扩散器(穿孔管或扩散板)； 3．转子流量计；4．秒表、压力表、真空表； 5．空压机； 6．溶解氧测定仪四、实验耗材无水亚硫酸钠；氯化钴；自来水。
五、实验步骤1．关闭所有开关，向曝气池内注入清水(自来水)至1.9m ，曝气10min ，取水样测溶解氧的饱和值s C ，并计算池内氧总量V Cs G ⋅=(mg)、H d 41V 2π=；同时计算投药量： ① 脱氧剂采用亚硫酸钠42232222SO Na O SO Na CaCl −−→−+ (３-3)875.71252322322==SO Na O (３-4) 投药量g=10×7.878×G(mg)，其中1.5为安全系数。
② 催化剂采用氯化钴，投加浓度4mg/L ，总量为g 2=4×V= (mg)药剂溶解后由筒顶倒入曝气筒中，开始曝气，并用多参数水质分析仪测定DO 值。
2．当水样脱氧至最低值时，计时每隔1min 测定并记录水中的DO ，直至DO 为95%的饱和值为止。
3．同时记录空气流量、温度、压力、水温等。
六、实验数据记录与分析1. 实验记录表３-1 实验条件记录用表表３-2 溶解氧(DO)记录用表2．实验结果处理与分析(1) 计算标准状况下的氧总转移系数K La(20))20()()20(02.1-=T T La La K K (３-5)此为经验公式，1.02是温度修正系数，T 为实验时水温。
(2) 实验条件下时的供氧量）（h mg Q h kg Q S T T T Q/1028.0/28.043.1%216)()()(⨯⋅==⨯= (３-6)式中 )(T Q —— 实验条件下T ℃时的空气量，m 3/h 。
(3) 计算实验条件下的氧利用率%1000⨯=SR E A (３-7) V c c K R s T La )(0)(0-= (mg/h) (３-8)七、思考题1．简述活性污泥法DO 浓度约为2mg/L ，DO 过高和过低的影响。
2、简述如何提高充氧效率？实验四 颗粒自由沉淀实验一、实验目的观察沉淀过程，求出沉淀曲线。
沉淀曲线包括沉淀时间t 与沉淀效率E 的关系曲线和颗粒沉降速度u 与沉淀效率E 的关系曲线。
二、实验原理自由沉淀示意图如图４-1所示，在含有分散性颗粒的废水静置沉淀过程中，设实验筒内有效水深为H ，通过不同的沉淀时间t 可求得不同的颗粒沉淀速度u ，u=H/t 。
对于指定的沉淀时间t 0可求得颗粒沉淀速度u 0。
对于沉降速度等于或大于u 0的颗粒在t 0时可全部去除。
而对于沉速u<u 0的颗粒只有一部分去除，而且按u/u 0的比例去除。
图 1小于u 0颗粒所占百分数沉速u 0X X O dx图４-1 自由沉淀示意图 图４-2 颗粒沉降速度累计频率图图４-2为颗粒沉降速度累计频率图，图中X 0代表沉降速度≤u 0的颗粒所占百分数，于是在悬浮颗粒总数中，去除的百分数可用1-X 0表示。
而具有沉降速度u≤u 0的每种粒径的颗粒去除的部分等于u/u 0。
因此考虑到各种颗粒粒径时，此颗粒的去除百分数为dx ux u ⎰0(４-1)总去除率=⎰+-x xdx u x 00001)1( (４-2)式(４-2)中第二项可将沉淀分配曲线用图解积分法确定，如图４-2中的阴影部分。
对于絮凝性悬浮物静置沉淀时的去除率，不仅与沉降速度有关，而且与深度有关。
因此实验筒的水深应与池深相同。
实验筒的不同深度设有取样口，在不同的选定时段，自不同深度取出水样，测定这部分水样中的颗粒浓度，并用以计算沉淀物质的百分数。
在横坐标为沉淀时间、纵坐标为深度的图上绘出等浓度曲线，为了确定一特定池中悬浮物的总去除率，可以采用与分散性颗粒相近似法求得(详见相关专业书籍介绍)。
上述是一般书中所提的废水静置沉淀实验方法。
这种方法的实验工作量相当大，因而在实验中未予采用，改为下述方法。
沉淀开始时可以认为悬浮物在水中均匀分布，但随着沉淀历时的增加，悬浮物在筒内的分布变为不均匀。
严格地说经过沉淀时间t后，应将实验筒内有效水深H的全部水样取出，测出其悬浮物含量，来计算出t时间内的沉淀效率。