水处理实验指导书讲解

给水排水工程专业

水处理实验指导书

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目录

混凝实验 (2)

絮凝沉淀实验 (6)

滤料筛分级配实验 (12)

过滤与反冲洗实验 (15)

曝气充氧实验 (19)

化学需氧量COD的测定（Cr法） (23)

生化需氧量BOD的测量 (26)

离心泵性能曲线测试，水泵单泵与并联运行工况点综合实验 (29)

总氮的测定 (34)

总磷的测定 (37)

三相生物流化床演示实验 (40)

加压溶气气浮实验演示 (42)

电解—电渗析实验演示 (45)

反渗透实验演示 (49)

氧化沟式微型污水处理系统演示实验 (52)

一、实验目的

1．进行原水混凝实验操作，了解混凝的现象、过程以及净水作用。 2．确定混凝剂的最佳用量。

二、实验原理

硫酸铝加入原水之后，产生离解和水解作用，其产物为Al 3+、Al(OH)2+、

+2Al(OH)、Al(OH)3等。它们一方面通过压缩胶体的扩散层降低ξ电位，可减小

胶粒之间的斥力，从而使胶粒脱稳互相聚合成大颗粒；另一方面，Al(OH)2+、

+2Al(OH)、Al(OH)3 对大小胶粒有强烈吸附作用。因此在胶粒之间进行架桥，颗

粒逐渐变大形成细矾花，细矾花能粘结悬浮物质、吸附溶解杂质，与其他矾花粘结成粗矾花，从水中分离出来，使浑水得到澄清。

由于原水的水质复杂，影响因素多，故在混凝过程中，对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定，必须依靠原水混凝实验来决定。混凝实验的目的：在于利用少量原水、少量药剂并模拟生产中的混凝处理过程，解决上述问题，提供设计及生产上的依据。实验设备是一台具有六个转轴的同步变速搅拌机，可以定时、变换转速。实验时用六个烧杯盛等量水样，分别加入不同用量的药剂，经快速混合、慢速反应及沉淀，比较不同烧杯中水样的处理效果。由于六个水样是在完全相同的条件下进行混凝的，所以根据它们之间效果的差异，经过分析比较就可以确定最佳投药量。改变搅拌机的转速及控制搅拌时间，可以达到模拟水厂的混凝过程，因此，所得的投药量即为接近水厂生产运转中最佳的投药量。

三、实验设备与器材

1．六联混凝搅拌机1台 2．浊度仪1台

3．1000毫升烧杯、100毫升烧杯各6个 4．秒表、温度计、10毫升移液管各1个

5．1%硫酸铝或1%三氯化铁或1%聚合聚化铝溶液1瓶

四、实验步骤

1．熟悉混凝搅拌机的操作，选择适当的快速混合转速（80转/分），混合时间（1—3分钟，可取2分钟）；慢速反应转速（30转/分）及反应时间（10—20分钟，可取10分钟）。

2．掌握浊度仪测定浊度的方法。 3．测定原水的浊度、温度、PH 值。

4．在6个烧杯中，分别注入混合均匀的原水水样1000毫升，将烧杯装入搅拌机，注意叶片在水中的相对位置应相同。

5．选择各个烧杯的加药量，用移液管将硫酸铝量入搅拌机的加药管中，准备投加。

实验时硫酸铝用量（m 了）可取下值： 第一组：0.5

1.0

1.5

2.0 2.5

3.0 第二组：

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

10.0

6．按混合搅拌速度开动搅拌机，并同时向各烧杯中倾注混凝剂溶液，当预定的混合时间到达后，立即按预定的反应搅拌速度将搅拌机转速降低至规定值，预定的反应时间到达后，立即停止搅拌。

7．在反应搅拌开始后，要注意观察并记录各个烧杯先后产生矾花的时间、矾花大小及松散密实程度。

8．反应搅拌结束后，轻轻提起搅拌叶片，原水静置沉淀10分钟，注意矾花沉降情况。

9．沉淀时间到达后，同时在各烧杯的取样口放出100毫升澄清水样，取样时应避免搅动已经沉淀的矾花。

10．测定各澄清水样的浊度、PH 值，并按下式计算其除浊百分率y 。

%Ma Mb

Ma y 100⨯-=

式中：Ma —原水浊度（NTU ）

Mb —沉淀5分钟后的浊度（NTU ）

11．重复4—10进行第二组试验。

附：矾花粒度大小对照图

五、实验报告

实验组别：报告人：日期：

1．原水水样描述

容积：毫升；温度：℃；浊度：NTU；PH值：2．混凝条件

混合时间：分钟；搅拌速度：转/分

反应时间：分钟；搅拌速度：转/分

沉淀时间：分钟

3．混凝剂溶液

品名：；浓度：%；每毫升溶液含混凝剂10毫克。

4．实验结果

组号烧杯

编号

原水

浑浊度

（NTU）

混凝剂

投加量

（mg/L）

矾花5分钟沉淀水

出现

时间

（min）

大小

（mm）

浑浊度

（NTU）

PH

除浊率

（%）

Ⅰ1 2 3 4 5

5．分别绘制投药量与沉淀水浊度、投药量与除浊百分率的关系曲线。6．通过观察现象和试验结果分析，从各种投药量中，确定最佳投药量。

絮凝沉淀实验

一、实验目的

1．了解絮凝沉淀特点和规律。

2．掌握絮凝沉淀实验方法和实验数据处理方法。

二、实验原理

絮凝沉淀的特点是颗粒在沉淀过程中其尺寸、质量会随深度增大而增大，因而沉速也随深度而增大。絮凝颗粒的沉淀轨迹是一条曲线，但难以用数学方法表达，因此要用实验室的沉淀分析来确定必要的设计参数。

如图2-1所示，絮凝颗粒A、B在沉淀过程中互相碰撞后形成了新的颗粒AB，由于其尺寸增大，故沉速V ab明显大于A、B二颗粒各自的沉速V a和V b，并沿着新的轨迹下沉。由于生产性沉淀池中水力特性的影响，实际的絮凝沉淀过程远比图2-1所示的现象复杂。颗粒碰撞时可能有互相阻碍作用，故在絮凝期间，颗粒向下运动的同时也可能向上运动。此外，颗粒到达池底以前还可能因紊流的作用被破碎。目前尚无理论公式可用以描述沉淀池中的这一复杂现象，一般是通过沉淀柱中的静态试验来确定某一指定时间的悬浮物去除率。

图2-1 絮凝颗粒的沉淀轨迹示意图

1.2. 颗粒A和B的沉淀轨迹、其沉速分别为V a和V b

3. A、B颗粒碰撞聚成较大颗粒AB后的轨迹，其沉速为V ab，V ab>V a>V b

4. 絮凝颗粒沉淀轨迹

沉淀柱的不同深度设有取样口。试验时，在不同的沉淀时间，从取样口取出水样，测定悬浮物的浓度，并计算出悬浮物的去除百分率，然后将这些去除百分率点绘于相应的深度与时间的坐标上，并绘出等去除率曲线（见图2-2），最后借