《水处理实验技术》实验指导书武汉理工大学土建学院市政工程系二零零七年三月目录目录 (1)实验要求 (2)实验一混凝实验 (3)实验二絮凝沉淀实验 (9)实验三滤料筛分析实验 (12)实验四过滤与反冲洗实验 (14)实验五清水充氧实验 (17)实验六活性污泥性能测定实验 (21)实验七成层沉淀实验 (24)实验八水处理模型实验 (27)实验要求1、实验前应预习与实验有关的教材内容和实验指导书，搞清本次实验目的、实验原理和实验要求，以及本次实验与实际生产的相互关系，做到心中有数。

2、在实验室要首先弄清实验装置的构造和尺寸，了解有关仪器的特点、性能和使用方法，使用贵重仪器时需得到教师许可，才能动用。

3、实验时需严肃认真，一丝不苟，细致地观察实验中的种种现象，并作好记录。

通过实验，训练基本操作技能，培养科学的工作作风。

4、实验结束时，学生先检查各自实验记录，再经指导老师审阅，方可结束实验。

5、学生做完实验后，应将所用玻璃器皿和设备等擦洗干净，如不慎损坏实验室物品，应向教师报告并登记，酌情处理。

6、按规定格式认真填写实验报告，并按期交出。

实验一混凝实验一、实验目的1、进行原水混凝实验操作，了解混凝的现象，过程及净水作用。

2、确定混凝剂的最佳用量。

3、确定所用混凝剂在混凝时最佳pH值及适用范围（选做）。

二、实验设备1、DBJ—621型定时变速搅拌机1台2、GDS—3型光电浊度仪1台3、秒表1台4、1000毫升烧杯6个5、125毫升水样瓶6个6、10毫升、1毫升移液管各1只7、0—50℃温度计1只8、50毫升、100毫升量筒各1个9、浓度为1%和10%的硫酸铝溶液或三氯化铁溶液或浓度为0.5%聚合氯化铝溶液各1瓶。

10、浓度为10%的化学纯盐酸1瓶11、浓度为10%的化学纯氢氧化钠1瓶三、实验原理硫酸铝加入原水后，产生离解和水解作用，其产物为Al3+、Al（OH）2+、Al（OH）2+、Al（OH）3等，它们一面通过压缩胶团的扩散层降低ξ电位，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+、Al（OH）2+、Al（OH）3对于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。

混凝实验目的即在于利用少量原水，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。

实验设备是一台具备六个转杆的同步变速搅拌机，由调压变压器实现无级变速（60—500转/分，使用时最高300转/分）。

实验时用六个烧杯盛等量水样，分别加入不同用量的药剂，经快速搅拌及沉淀，比较不同烧杯中水样的处理效果。

由于六个水样系在完全相同的条件下混凝的，所以它们之间效果的差异，经过分析比较就可以决定最佳投药量。

调节搅拌机的转速及控制搅拌时间，可以达到模拟水厂的混凝的过程。

因此，所得的剂量即为接近水厂生产运转中最佳的投药量。

反应所能产生的流速梯度G，反映了搅拌强度，反应时GT值一定程度地反映了实验中能产生的总碰撞次数。

混凝实验与实际混凝过程的相似性，就是借助搅拌机的作用，控制两者有相同的GT值来达到。

实验（一）最佳剂量实验一、实验步骤1、熟悉混凝搅拌机的操作，选择适当的混合搅拌转速（300转/分），混合时间（1分钟），反应搅拌转速（100转/分—60转/分），反应时间（10分钟）。

2、掌握GDS—3B型光电浊度仪测定浊度的方法。

3、测定原水的浊度、温度。

4、在六个烧杯中，分别注入混合均匀的水样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。

实验时硫酸铝或三氯化铁用量（以毫升计）可取以下值：第一组实验（1%）0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00第二组实验（4%） 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 聚合氯化铝用量为（以毫升计）：第一组实验（0.5%）0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20第二组实验（0.5%）2.60 3.00 3.40 3.80 4.20 4.60将混凝剂量入小量筒，准备投加。

6、按混合搅拌速度300转/分，开动搅拌机，待转速稳定后，同时向各烧杯中倾注混凝剂溶液，并用秒表记录时间，当预定的混合时间到达时，立即将搅拌转速逐渐降低至规定的反应搅拌速度值，待预定的反应时间到达时，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，矾花的大小，及松散密度程度。

8、反应搅拌结束后，轻轻提起搅拌叶片（注意不要再搅拌水样），原水静置沉淀5分钟，注意观察矾花沉降情况。

9、时间到达后，同时用乳胶管虹吸取出各烧杯中的中层澄清水样，取样应避免搅动已沉淀的矾花。

10、测定各水样的浊度、PH值，并计算其除浊百分率Y。

Y=[(M a—M b)/M a]*100%式中：M a——原水浊度，度M b——沉淀后水浊度，度11、重复5—10进行第二组实验。

二、实验数据整理与分析实验组别------- 姓名----------- 日期------------1、原水水样描述容积------毫升，温度-------℃-，浊度---------度2、混凝条件混合时间-------分钟，速度--------转/分。

反应时间-------分钟，速度--------转/分-------分钟，速度--------转/分-------分钟，速度--------转/分沉淀时间-------分钟，搅拌器叶片直径-------米。

3、混凝剂溶液品名---------------浓度--------%4、实验结果记录表格（见表1—1）表1—1（1）分别绘制投药量与沉淀出水浊度，投药量与除浊百分率的关系曲线。

（2）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。

（3）计算烧杯内水样混凝过程中反应阶段的速度梯度G与GT值及雷诺数。

搅拌机的功率可接下式计算：W=14.35·d4..38n2.69ρ0.69μ0.31 W/m3式中：d—叶片直径（m）n—叶片转速（r/s）ρ—水的密度（kg/m3）μ—水的动力粘滞系数（P a·s）对1米3的搅拌功率为P=1000·0.75W W/m30.75—校正系数速度梯度G为G=（P/μ）0.5s-1雷诺数用以下公式计算Re = n·d2·ρ·π/μ式中各项符号同前。

实验（二）最佳pH剂量实验（选做）本实验是用酸碱调整pH值，使pH值在3～11左右一、实验步骤1.测定原水浊度、温度、pH值。

2.同于实验（一）的步骤5。

3.用移液管将酸或碱加入各水样中，用量参照表1－2。

4.启动搅拌机，快速搅拌约0.5分钟，转速300转/分，随后倒入100毫升烧杯内，用pH仪依次测定各水样的pH值，记入1－2表，注意测后应将小烧杯的水倒回原1000毫升烧杯。

5.按实验（一）所求最佳剂量，将混凝剂量入小量筒，然后按实验（一）的步骤7～11进行。

二、实验数据整理与分析实验级别＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿日期＿＿＿＿＿原水浊度＿＿＿度水温＿＿＿℃，PH＿＿混凝剂种类及浓度＿＿＿（1）记录表格表1－2（2）以剩余浊度为纵坐标，水样pH值为横坐标，绘制剩余浊度～pH值曲线。

从曲线中求得该混凝剂的最佳值及pH值适用范围。

实验二絮凝沉淀实验一、实验目的1、掌握絮凝沉淀实验的步骤与测试方法。

2、绘制去除百分数等值线并计算沉淀后的总去除率。

二、实验设备1、静置沉淀筒（附搅拌器）1套2、光电浊度仪1台3、秒表1块4、125毫升水样瓶5个5、混凝剂溶液1瓶6、100毫升量筒2个7、10毫升移液管1个三、实验原理絮凝沉淀（又称Ⅱ类沉淀）中的颗粒因不断絮凝而改变颗粒的大小与密度，对沉淀过程产生难以估计的影响，故不能用理论方程计算，只能通过沉淀试验进行分析。

将试验水样置于沉淀筒内，经投加混凝剂并作快速、慢速搅拌以后，让絮凝颗粒在沉淀筒内静置沉淀。

每隔一段时间，同时在各取样口放取水样测定其浊度并求去除率，绘制等浓度曲线。

理想沉淀池的去除率可根据等浓度曲线所列资料进行计算。

首先选定该池的溢流率为U0=h5/t2，沉速等于或大于U0的颗粒被全部去除。

而沉速U小于U0的颗粒，只能按U i/ U0的比例去除。

由等浓度曲线可见，与R c相应的平均沉速是等于或大于U0，故可全部去除。

剩余位于R c和R d之间，R d和R e之间的颗粒分别以h a/t2与h b/t2的平均沉速下沉。

因此沉淀池总的去除率可用下列近似公式计算：R=R c+h a/t2 U0（R d-R c）+h b/t2 U0（R e-R d）+…….. (2－1)等浓度曲线的间隔缩短，则计算式的项次增加，可提高总去除率的精度。

若按上式计算出的R不符合要求，可重新选择新的U/0（改变相应的沉淀时间t0），从而选择一个合适的沉淀池面积A=Q/U0/。

由上可知，Ⅱ类沉淀的沉淀效率不仅取决于溢流率U0，而且还受沉淀池深度的影响，这一点不同于Ⅰ类沉淀（分散颗粒沉淀）。

四、实验步骤1、测定原水浊度、容积，选定混凝剂投加量并量出混凝剂准备投加。

2、将水样混合均匀，加入混凝剂快速搅拌，并开泵，同时打开沉淀筒进水阀门，计时，启动搅拌器，沉淀筒内按300转/分的转速快速搅拌。

3、原水升至沉淀筒上红线标记处即关阀门停泵，并记下充水时间。

4、调节调压变压器，使沉淀筒内转速降至100转/分慢速搅拌10分钟后，停止搅拌，静置沉淀。

5、自停止搅拌时计时，令t=0，当t=15、30、45、60、75、90分钟，分别从沉淀筒五个取样口同时取水样各70毫升左右，测定其浊度，记入表2－1。

6、计算各取样口在不同时间所取水样的浊度去除率，记入表2－1。

五、实验数据整理与分析实验组别＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿日期＿＿＿＿＿＿原水浊度＿＿＿＿＿度水温＿＿＿＿＿℃（1）记录表格表2－1（2）以沉淀时间为横坐标，深度为纵坐标，将各取样口处颗粒去除百分比的数据点绘在方格纸上，用插入法描绘去除百分数等值线。

（3）绘简图表示沉淀筒装置各部名称与尺寸。

（4）按公式（2－1）即可计算出浊度总去除率（数值甚微各项可以忽略不计）。

实验三滤料筛分析实验一、实验目的1、掌握滤料筛分实验的方法。

2、绘制滤料筛分曲线。

3、根据试验所得筛分曲线进行滤料级配的选用。

二、实验设备1、恒温箱（200℃）2、φ200铜丝网分样筛，孔径2.0、1.6、1.25、1.0、0.9、0.8、0.71、0.63、0.56、0.5、0.45、0.355mm一套共12只。