水处理工程实验项目

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

、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，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AIQII）、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：

式中：P—搅拌功率（J/s）；

卩一水的粘度（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。

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）、生活污水、河水等。

五、实验药剂

1、精制硫酸铝Al2（SO4）3 • I8H2O溶液；

2、氯化铁FeCl3 • 6H2O溶液；

3、聚合氯化铝[Al2（OH）m Cl6-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 、观察矾花：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，直到矾花的出现。

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。

实验方案参考：

（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清液时，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、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，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。

由于水中颗粒的复杂性，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。

由于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

淀受柱壁干扰。

1 自由沉淀实验装置图

2、水泵

3、水箱

4、支架

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

C o 。分别在t l 、t 2、……、t n 时刻取样，分别测 得浓度为C l 、C 2、 C n 。那么，在时间恰好为t l 、t 2、 、t n 时，沉速为 h/t l =U 1、h/t 2=U 2、 、h/t n =U n 的颗粒恰好通过取样口向下沉，相应地这些颗

图

1、沉淀柱

5、气体流量计

r

X

8