a环境工程学实验指导书《环境工程学实验》指导书杨红刚刘艳丽武汉理工大学资环学院2007年2月目录实验一曝气设备充氧性能测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3实验二混凝实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3实验三有害固体废物固化实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验四可燃固体废物热值的测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验五天然及污染水体综合处理分析技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验六空气中总悬浮微粒测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅15 实验七碱液吸收气体中SO2实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅19 实验八环境噪声测试（由杨红刚老师提供）实验一曝气设备充氧性能测定实验一、实验目的1.加强理解曝气充氧的原理及影响因素；2.了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法；3.测定曝气设备氧的总转移系数Kl a。

计算充氧能力Q s。

二、实验原理曝气是人为地通过一些设备，加速向水中传递氧的过程。

常用的曝气设备分为机械曝气和鼓风曝气两大类。

无论哪一种曝气设备，其充氧过程均属传质过程。

空气中的氧向水中转移的机理为双膜理论。

当气液两相作相对运动时，其接触面（界面）的两侧分别存在着气体边界层（气膜）和液膜边界层（液膜）。

氧在气相主体内以对流扩散方式通过气膜，最后以对流扩散方式转移到液相主体—水中，由于对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多，所以氧的转移阻力集中在双膜上（主要来自液膜）。

根据传质原理，氧向水中转移的速率与水中亏氧量及气液接触面面积呈正比。

其基本方程式为：dc/dt=-KL a(C s-C)变量分离积分整理后，得曝气设备总转移系数：KL a＝-2.303/(t-t0)*lg(C s-C0)/(C s-C t)式中：KL a—氧总转移系数（1/分或1/时）t、t0—曝气时间（分）C0—曝气初时池内溶解氧浓度实验时使C0＝0C s—曝气池内液体饱和溶解氧值（mg/l）C t—曝气某一时刻t时，池内溶解氧浓度（mg/l）由上式可看出，影响氧速度KL a的因素很多，除了曝气设备本身结构尺寸、运行条件之外，还与水质、水温有关。

为了进行互相比较，以及向设计、使用部门提供产品性能，故产品给出的充氧性能均为清水，标准状态下，即清水（一般多为自来水）一个大气压20℃下的充氧性能。

实验采用静态（非稳态）测试方法，即向曝气桶内贮满所需水后，将待曝气之水以亚硫酸钠为脱氧剂，氯化钴为催化剂，脱氧至零后开始曝气，向水中充氧，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。

曝气后每隔一定t时间取曝气水样，测定水中溶解氧的浓度，从而利用上式计算KL a的值或以亏氧量(C s-C t)为纵坐标、t时间为横坐标在半对数格纸上绘图，其直线之斜率即为KLa值。

三、实验装置及设备表面曝气机1套曝气筒 1个搅拌1根小烧杯 2个分析天平1台秒表 1块溶解氧测定装置1套四、实验步骤1.向曝气筒内注入清水（自来水）测定水样体积V（m3）和水温t（℃）。

2.由水温查出实验条件下水样溶解氧饱和值C s，并根据C s和V值求投药量，然后投药充氧.(1)脱氧剂亚硫酸钠（NaSO3）用量计算在清水中加入NaSO3·7H2O还原剂来夺取水中的溶解氧。

因为分子量比为O2/2NaSO3·7H2O＝32/2×252≈1/16所以NaSO3·7H2O理论用量为水样溶解氧含量的16倍，考虑到水中有部分杂志消耗了一部分亚硫酸钠，为了使水中溶解氧全部消除，实际用量为理论的1.5倍。

故本实验投加的NaSO3用量为：G＝1.5×16C s·V=24 C s·V式中：G—亚硫酸钠投加量（g）C s—实验时水温条件下水中饱和溶解氧值（mg/l）V—水样体积(2) 根据水样体积V确定催化剂（钴盐）投加量经验证明，清水中有效钴离子浓度约为0.4mg/l为好，一般使用氯化钴（CoCl2·6H2O）或硫酸钴（CoSO4·7H2O）。

因为CoSO4·7H2O/Co+ =281/59=4.76CoCl2·6H2O/Co+ =238/59=4.0所以单位水样投加钴盐量为：CoSO4·7H2O: 0.4×4.76＝1.9 g/m3CoCl2·6H2O: 0.4×4.0=1.6 g/m3本实验所需投加钴盐为:CoSO4·7H2O: 1.9 V(g)CoCl2·6H2O: 1.6 V(g)式中: V—水样体积(3) 将NaSO3用热水化开，均匀倒入曝气筒中，溶解的钴盐倒入水中，并开动搅拌叶轮轻微搅动使其混合，进行脱氧。

3.当清水脱氧至零时，提高叶轮转速，进行曝气，并计时。

每隔半分钟测定一次溶解氧值（用碘量法每隔一分钟测定一次），直到溶解氧达到饱和为止。

五、数据记录与整理1.记录数据2.根据测量记录计算KL a值（1）根据公式计算KL a＝2.303/(t-t0)*lg(C s-C0)/(C s-C t)（2）用图解法计算KL a值用半对数坐标纸作亏氧值C s-C t和t时间的关系曲线，其斜率即为KL a值。

3.计算叶轮充氧能力Q sQ s=60/100·KL a C s V (Kg/h)六、实验思考1.比较计算所得到的KLa 和图解得到KLa 数值上差别，说明原因。

2.Cs值偏大或者偏小对实验结果有何影响。

3.讨论如何测定推流式曝气池内曝气设备KLa值。

实验二混凝实验混凝沉淀实验是水处理基础实验之一，广泛用于科研、教学和生产中。

针对某水样，通过混凝沉淀实验，选择混凝剂种类，投加量，确定最佳混凝条件。

本实验为综合性实验。

一、实验目的1、应用混凝理论 , 模拟实际混凝过程。

2、针对某水样，通过混凝剂的混凝沉淀效果比较，选择最佳混凝剂和确定混凝最佳条件。

3、观察“矾花”的形成过程和混凝沉淀效果。

进行原水的混凝实验操作，了解混凝现象、过程及净化作用。

二、实验设备1.六联搅拌器 1台2.浊度仪 1台3.50ml烧杯 6个4.100ml量筒 1个5.1ml、10ml量筒各一个三、实验原理实验过程中 , 以流速梯度 G 和 GT 值作为相似准数 . 通过搅拌作用 , 模拟实际生产中的混合反应的水力条件；针对某水样，利用少量源水 , 选择所需的最佳混凝剂和确定混凝最佳条件。

混合或反应的速度梯度 G 值 :(1)式中：Ｐ：在同一体积内每一立方米水搅拌时所需的平均功率（ kg•m/m2•s ）μ：水的动力粘滞系数（kg•s/m2）Ｐ值的计算方法：式中：f：校正系数．ω：搅拌功率（kg•m/s）(2)式中n：搅拌机叶片转速（转／分）d：叶片直径．ρ：水的密度（1000/9.81kg•s2/m2）μ：水的动力粘滞系数（kg•s/m2）公式（1）仅适合于图１所示浆板搅拌的尺寸关系同时要求雷诺数在102～5x104的范围内。

当叶片和水体间尺寸与图一不符时，则由公式⑵求得的功率ω乘以校正系数f。

式中：D和H分别表示搅拌筒的直径及水深，h表示叶片高度，教正系数f适用于D/d=2.5～4.0， H/D=0.6～1.6，h/d=1/5～1/3的情况。

水的动力系数(μ)与水温的关系温度t℃μ(10-6kg·s/m2) 温度t℃μ(10-6kg·s/m2)1015 20 133.0116.5102.025303590.681.773.6四、试验步骤1.掌握六联搅拌机程序编写过程。

2.掌握浊度仪使用方法。

3.熟悉酸度计的使用方法。

4.测定原水的浊度、温度、PH值。

5.在六联搅拌机中依次加入混合均匀的水样1000ml，将烧杯装入搅拌机，放下搅拌架。

6.选择各个烧杯的加药量：（0.5％AlCl3溶液，mL）：1 2 3 4 5 67 8 9 10 11 127.开始搅拌程序。

8.观察搅拌过程中杯内产生矾花的变化。

9.搅拌结束后，静置5分钟。

10.从出水口取10Ml左右上清液，避免下层沉淀的矾花重新浮起。

11.测量各水样浊度，并计算浊度去除率百分率Y:12.Y=(Ma -Mb)/Ma *100%13.式中：Ma——原水浊度，度14.Mb——沉淀后水浊度，度15.12.清洗烧杯。

13.重复实验步骤5-12。

五、数据记录与整理1. 原水水样描述容积：温度：浊度：2. 混凝条件混凝步骤、时间、搅拌速度、沉淀时间1.混凝剂溶液名称：氯化铝，浓度：0.5％2.实验结果A.绘制投药量与出水浊度，投药量与除浊百分率的关系曲线。

B.分析实验现象和结果，确定最佳投药量。

C.计算水样混凝过程中三个反应阶段的速度梯度G和GT值及雷诺数。

（提示：先计算搅拌机功率W=14.35d4.38n2.69ρ0.69μ0.31kg.m/s雷诺数 Re=nd2ρ∏/μ）六、实验思考1.讨论混凝过程中为何采用不同转速及其在矾花形成过程中的作用。

2.混凝实验对生产有何意义?3.G、GT值相同其混合反应效果是否一致?为什么?实验三有害固体废物固化实验实验类型：验证实验1实验目的有害废物的固化处理是固体废物处理的一种常用的方法。

通过本实验，了解固化处理的基本原理，初步掌握固化处理有害废物的工艺过程和研究方法。

2 基本原理用物理－化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中使其达到稳定化的处理方法叫作固化处理。

有害废物经固化处理后，其渗透性和溶出性均可降低，所得固化块能安全地运输和方便地进行堆存或填埋，对稳定性和强度适宜的产品还可以作为筑路基材或建筑材料使用。

本实验采用水泥为基材，固化工业废渣。

水泥固化的原理是：水泥是一种无机胶凝材料，是以水化反应的形式凝固并逐渐硬化的，其水化生成的凝胶将有害废物包容固化，同时，由于水泥为碱性物质，有害废物中的重金属离子也可生成难溶于水的沉淀而达到稳定化。

3 实验要求（1）正确地掌握实验仪器设备的使用方法及操作规程，熟悉固化处理的一般步骤；（2）正确地进行各种原料的配比计算，称量；（3）准确地记录实验数据，填写表格，并进行相应的计算。

4 仪器设备及原料（1）仪器设备台秤，天平，凝结时间测定仪，胶沙搅拌机，模具，振动台，标准养护箱，秒表，量筒，压力实验机。

（2）实验原料普通硅酸盐水泥，黄沙，工业废渣。

5 实验步骤1. 测定水泥沙浆的标准稠度和凝结时间（1）以114毫升水与400克水泥拌和成均匀的水泥净浆，倒入圆模中；（2）用标准稠度与凝结时间测定仪测定试锥在水泥净浆中的下沉深度（S mm），按下式计算标准稠度用水量：P＝35.4－0.185S；（3）用标准稠度用水量制成标准稠度的水泥沙浆，立即一次倒入圆模中，振动刮平后放入养护箱内；（4）测定凝结时间。

从养护箱中取出圆模放在试针下，使试针与沙浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然松开螺丝，使试针自由插入浆体，观察指针读数。