水污染控制工程实验报告（环境工程专业适用）2014年至2015 年第 1 学期班级11环境1班姓名吴志鹏学号1110431108指导教师高林霞同组者汤梦迪刘林峰吴渊田亚勇李茹茹程德玺2014年4月目录实验一曝气设备充氧性能的测定 -------------------------------------------------- 1实验二静置沉淀实验----------------------------------------------------------------- 5实验三混凝实验---------------------------------------------------------------------- 8一、实验目的 ------------------------------------------------------------------------- 15实验一曝气设备充氧性能的测定一、实验目的1.掌握表面曝气叶轮的氧总传质系数和充氧性能测定方法2.评价充氧设备充氧能力的好坏。

二、实验原理曝气是指人为地通过一些机械设备,如鼓风机、表面曝气叶轮等,使空气中的氧从气相向液相转移的传质过程。

氧转移的基本方程式为：d/dt=K La（s-）（1）式中d/dt：氧转移速率，mg/（Lh）；K La：氧的总传质系数，h-1；s：实验条件下自来水（或污水）的溶解氧饱和浓度，mg/L；：相应于某一时刻t的溶解氧浓度mg/L，曝气器性能主要由氧转移系数K La、充氧能力OC、氧利用率E A、动力效率Ep四个主要参数来衡量。

下面介绍上述参数的求法。

（1）氧转移系数K La将（1）式积分，可得1n(s—)＝一K La t+ 常数（2）此式子表明，通过实验测定s和相应与每一时刻t的溶解氧浓度后，绘制1n(s—)与t关系曲线，其斜率即为K La。

另一种方法是先作-t曲线，再作对应于不同值的切线，得到相应的d/dt，最后作d/dt与的关系曲线，也可以求出。

（2）充氧性能的指标①充氧能力（OC）：单位时间内转移到液体中的氧量。

表面曝气时：OC（kg/h）= K La t（20℃）s （标）V （3）K La t（20℃）= K La t 1.02420T(T: 实验时的水温)s （标）=s （实验） 1.013105/实验时的大气压(Pa)V：水样体积②充氧动力效率（Ep）：每消耗1度电能转移到液体中的氧量。

该指标常被用以比较各种曝气设备的经济效率。

Ep（kg/kW·h）=OC/N （4）式中：理论功率，采用叶轮曝气时叶轮的输出功率（轴功率, kW）。

③氧转移效率（利用率，E A）：单位时间内转移到液体中的氧量与供给的氧量之比。

E A= （OC/S）100% （5）S—供给氧，kg/h。

三、实验步骤在实验室用自来水进行实验。

（1）向模型曝气池注入自来水至曝气叶轮表面稍高处，测出模型池内水体积V(L)，并记录。

（2）启动曝气叶轮，使其缓慢转动（仅使水流流动），用溶解氧仪测定自来水温和水中溶解氧'，并记录。

（3）根据'值计算实验所需要的消氧剂Na2SO3和催化剂CoCl2的量。

CoCNa2SO3 + 1/2O2 Na2SO4（6）（4）根据上式，每去除1mg的溶解氧，需要投加7.9mg Na2SO3。

因此，根据池子体积与自来水的溶解氧浓度，可以计算出Na2SO3 的理论需要量。

实际投加量应为理论值的150%~200%。

实际投加量W1 = V'7.9（150~200%）kg或g催化剂CoCl2的投加量按维持池子中的钴离子浓度为0.05~0.5 mg/左右, 其计算方法如下:催化剂CoCl2的投加量W2 = V 0.5 129.9/58.9（5）将消氧剂Na2SO3和催化剂CoCl2用水溶解后投放在曝气叶轮处（6）待溶解氧读数为零时，加快叶轮转速（此时曝气充氧），定期（0.5~1min）读出溶解氧数值() 并记录，直到溶解氧不变时（此即实验条件下的s），停止实验。

三、实验装置及试剂1、实验装置图见下2、本实验所需要的仪器及药品1)空压机；2)曝气简；3)搅拌器；4）秒表；5)分析天平；6)烧杯；7)亚硫酸钠(Na2SO3·7H2O)；8)氯化钻(CoCl2·6H2O)图1 曝气设备充氧能力实验装置图五、实验数据记录1.实验原始数据记录（1）记录实验设备及操作条件的基本参数：① 模型池内径D =34.72cm ，高度H =0.28 m ，水体积 = 0.0265 m 3 ② 水温 16.6 ℃，实验室条件下自来水的 = 7.66 mg·L -1 ③ 电动机功率 ④ 测定点位置⑤ 消氧剂Na 2SO 3投加量 3.2g ，催化剂CoCl 2投加量 0.029g 。

（2）记录不稳定状态下充氧实验测定得到的溶解氧数值。

六、作图（用坐标纸或者计算机画图粘贴）（1）以溶解氧浓度为纵坐标、时间t 为横坐标，用上表的数据作与t 的关系曲线。

t/min2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 /（mg·L -1） 0.96 1.32 3.21 3.82 4.35 4.69 4.93 5.08 5.2 5.25 5.28 5.28 （s -）/（mg·L -1）6.76.344.453.843.312.972.732.582.462.412.382.38（2）根据实验曲线-t计算相应与不同值的d/dt，记录与表2表2 不同值的d/dt（mg·L-1）.961.323.213.824.354.694.935.085.25.255.285.28d/dt （mg·L-1·min-1）.48.33.54.48.44.39.35.32.29.26.24.22（3）分别以ln（s-）和d/dt为纵坐标、时间t和为横坐标，绘制出两条实验曲线。

计算K L由上可知，两种方法求得K L分别为0.0482和0.0383，求平均值为0.0433七．实验分析这次实验的失误，由于一开始我们没有完全准备好，在操作的过程中，有很多操作不恰当的地方，测溶解氧是由于仪器的原因一些数据没有及时记录到。

从而在处理数据的时候存在一些问题。

实验二静置沉淀实验一、实验目的1、了解沉淀原理；2、观察沉淀过程，求出E-t、与E-u曲线二、实验原理在含有离散颗粒的废水静置沉淀过程中，若实验柱内有效水深为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t0可求得颗粒沉淀速度u0。

那些沉速等于或大于u0的颗粒在t0时间可全部除去，而对沉速小于u0的颗粒则只能除去一部分，其去除的比例为u/ u0。

去除效率与沉速和深度有关，在不同的选定时段，从不同深度取出水样，测定这部分水样中的颗粒浓度，并用以计算沉淀物的百分数。

在横坐标为沉淀时间t、纵坐标为颗粒物的去除效率E、横坐标为沉淀速度u、纵坐标为颗粒物的去除效率E分别可以绘出E-t、与E-u曲线。

三、实验步骤1、将低位水箱加满后停止加水；2、打开搅拌机，使水样搅拌均匀，并测定此时的SS值；3、打开计量泵将搅拌均匀的水样抽到高位水箱，同时打开各柱的进水阀，当柱内水位达到1.8m时，再关闭计量泵、进水阀，同时开始计时；4、沉淀到0 min、15 min、30 min、45 min、60min、120min时将中间取样点放掉一定的水样，然后在该样点准确取样20ml；5、沉降开始后SS的测定步骤：将滤纸标号、烘至恒重,并称量各滤纸重量m1，将所取水样用称至恒重的滤纸进行过滤，再将过滤后的滤纸烘至恒重m2，将各数据填入表1。

四、实验装置图及药品1、实验设备装置图2、本实验所需要的试剂(1)配水及投配系统包括钢板水池、搅拌装置、水泵、配水管、循环水管。

(2)计时用秒表或手表。

(3)玻璃烧杯、移液管盘等。

(4)悬浮物定量分析所需设备：万分之一天平、带盖称量瓶、干燥器、烘箱、抽滤装置、定量滤纸等。

(5)水样可用煤气洗涤污水、轧钢污水、或者模拟废水等。

五、实验数据记录1.实验主要仪器（名称、厂家和型号）和相应药品高岭土秒表玻璃烧杯万分之一天平干燥箱烘箱滤纸循环水管配水管钢板水池搅拌棒量筒漏斗2.实验原始数据记录与处理表1 E-t、与E-u原始记录数据原水样SS值0.105 mg/L时间/min采样点指标015304560120M1(mg)1.03191.02661.02511.0187 1.0371.0451m2 (mg)1.0341.0421 1.0391.03491.05721.0654SS(mg/L )0.1050.7750.6950.81 1.01 1.015E(%)0 6.381 5.6196.71438.6198.6667六、作图（用坐标纸或者计算机画图粘贴）。

根据上面所得数据绘出E-t、与E-u的曲线图实验三混凝实验一、实验目的1. 观察混凝现象，从而加深对混凝理论的理解；2. 掌握可编程六联电动搅拌器的使用方法；3. 了解混凝剂的筛选方法；4. 掌握混凝工艺条件的确定方法。

二、实验原理混凝沉淀是将化学药剂投入污水中，经充分混合与反应，使污水中悬浮态（大于100nm）和胶态(1～100nm)的细小颗粒凝聚或絮凝成大的可沉絮体，再通过沉淀去除的工艺过程。

混凝是一种复杂的物理化学现象，其机理主要为压缩双电层作用、吸附架桥作用和网捕絮凝作用。

混凝由混合、絮凝和沉淀三个过程组成。

混合的目的是均匀而迅速地将药液扩散到污水中，它是絮凝的前提。

当混凝剂与污水中的胶体及悬浮颗粒充分接触以后，会形成微小的矾花。

混合时间很短，一般要求在10～30s 内完成混合，最多不超过2min。

因而要使之混合均匀，就必须提供足够的动力使污水产生剧烈的紊流。

将混凝剂加入污水中，污水中大部分处于稳定状态的胶体杂质将失去稳定。

脱稳的胶体颗粒通过一定的水力条件相互碰撞、相互凝结、逐渐长大成能沉淀去除的矾花，这一过程称为絮凝或反应。

要保证絮凝的顺利进行，需保证足够的絮凝时间、足够的搅拌外力，但搅拌强度要远远小于混合阶段。

污水经混凝过程形成的矾花，要通过沉淀去除。

混凝剂的种类较多有：有机混凝剂、无机混凝剂、人工合成混凝剂（阴离子型、阳离子型、非离子型）、天然高分子混凝剂（淀粉、树胶、动物胶）等等。

为了提高混凝效果，必须根据废水中胶体和细微悬浮物的性质和浓度，正确地控制混凝过程的工艺条件。

混凝的效果受很多因素影响：（1）胶体和细微悬浮物的种类、粒径和浓度；（2）废水中阳离子和阴离子的浓度；（3）pH；（4）混凝剂的种类、投加量和投加方式；（5）搅拌强度和时间；（6）碱度；（7）水温等。