废水处理工程实验

废水处理工程实验——南京师范大学化科院废水处理工程实验废水处理工程实验大纲废水处理工程实验的基本要求实验项目废水处理工程实验大纲学分：1课程总学时：24开课学期：6是否独立设课：是实验室名称：水处理工程实验室实验目的与要求：通过水处理工程实验，了解和掌握不同污水（废水）处理方法、原理、工艺以及相关设计参数的获得途径，加深对水处理工程技术理论课的理解。在实验中结合理论，培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力，加强学生动手能力的训练。结合每项试验，初步培养学生组织试验研究的能力，并提高与完善学生的操作技能及分析试验数据的能力。实验目的是：(1)掌握水处理实验原理及实验设备的结构性能；(2)掌握水处理指标分析方法、仪器设备工作原理及操作方法；(3)培养学生通过实验完成一整套的实验报告分析及实验结论。实验项目与提要：本实验包括曝气充氧设备性能实验、加压溶气气浮实验、活性炭吸附实验、紫外光催化降解水中的亚甲蓝、厌氧消化实验等实验方法。序号实验项目必做选做时数内容提要实验类型每套仪器人数1曝气充氧设备性能实验必做4掌握曝气设备Kla清水实验方法，了解DO仪的调试和使用方法，曝气设备曝气方式等。综合42加压溶气气浮实验必做4了解溶气水的制备方法，掌握最佳气固比的获得方法以及计算。综合43活性炭吸附实验必做4掌握在一定流速和运行操作方式下N0、K和D0等设计参数的获得方法。综合44紫外光催化降解水中的亚甲蓝必做4紫外光催化有机物降解的条件研究和方法。综合45厌氧消化必做4了解污水厌氧生物处理条件控制、水封和进出水方式、微生物活性与处理效果实验。综合4成绩考核方法：实验操作、平时实验成绩平均值结合笔试成绩教材及主要参考书：教材：《环境科学与工程实验》，钟文辉主编，南京师范大学出版社，2004。主要参考书：《水污染控制工程实验》，陈泽堂编，化学工业出版社，2003。《水处理实验技术》，李燕诚编，中国建筑工业出版社，1997。《排水工程》（下册），哈尔滨建筑工程学院，中国建筑工业出版社，1987。《水污染控制工程》（下册），高廷耀顾国维主编，高等教育出版社，2003。《水污染控制原理》谢嘉主编，四川大学出版社，2003。撰写人：李时银审订人：钟文辉废水处理工程实验的基本要求1.实验前的预习工作2.实验小组的分工和合作3.实验必须测取的数据4.实验数据的读取和记录5.实验过程中的注意点6.实验数据的整理7.实验报告的编写实验前的预习工作①阅读实验讲义，弄清本次实验的目的和要求。②根据本次实验的具体任务，研究实验的理论根据和实验的具体做法，分析哪些参数需要直接测量得到，那些参数不需要直接测量，而能够间接获得，并且要估计实验数据的变化规律。③到实验现场了解摸索实验流程，先看主要设备的构造，测料仪表的种类和安装位置，了解它们的测量原理和使用方法，最后全面审查整个实验流程的布置是否合理，审查主要设备的结构和安装是否合适，测量仪表的的量程、精度是否合适以及所装位置是否合理。④根据实验任务的现场勘查，最后确定实验方案，确定实验操作程序。实验小组的分工和合作废水处理工程实验一般都是由4-5人为一小组合作进行的，因此实验开始前必须做好组织工作，做到既分工又合作；既能保证质量，又能获得全面训练。每个实验小组要有1个组长负责执行实验方案、联络和指挥，与组员讨论实验方案，以使每个组员各司其职（包括操作、读取数据、记录数据及现象观察等），而且要在适当的时候轮换工作。实验必须测取的数据凡是影响实验结果或是数据整理过程中必须的数据都必须测取。它包括大气条件、设备有关尺寸、物料性质及操作数据等。但并不是所有数据都要直接测取，凡可以根据某一数据导出或从手册中查出的其他数据，就不必直接测定。例如水的密度、粘度、比热等物理性质，一般只要测出水温后即可查出，因而不必直接测定水的密度、粘度、比热，而只要测定水的温度就可以了。实验数据的读取和记录①实验开始前拟好记录表格，在表格中应记下各次物理量的名称、表示符号及单位。每位实验者都应有一专用实验记录本，不应随便用一张纸或讲义的空白处进行记录，要保证数据完整，条理清楚，避免记录错误。②实验时一定要等现象稳后才开始读取数据，条件改变，要稍等一会儿才读取数据，这是因为条件的改变破坏了原来的稳定状态，重新建立稳定态需要一定的时间（有的实验甚至要花很长时间才能到达稳定），而仪表通常又有显示数据滞后现象的缘故。③每个数据记录后，应该立即复核，以免发生错读或错记数据的事故。实验数据的读取和记录④数据的记录必须反映仪表的精确度。一般要记录到仪表上最小分度以下位数。例如温度计的最小分度为1℃，若当时的温度读数为20.5℃，则不能记为20℃；若当时的温度读数刚好为20℃，那应该记录为20.0℃。⑤记录数据要以实验当时的实验读数为准。⑥实验中如果出现不正常情况，以及数据有明显误差时，应在备注栏中加以说明。实验过程中的注意点•操作者必须密切注意仪表指示值的变动，随时调节，务使整个操作过程都在规定的条件下进行，尽量减少实验操作条件和规定操作条件的差距。操作人员要坚守岗位，不得擅离职守。•读取数据后，应立即和前次数据相比较，也要和其他有关数据相对照，分析相互关系是否合理，数据变化趋势是否合理。如果发现不合理的情况，应该立即共同研究可能存在的原因，以便及时发现问题、解决问题。•实验过程中还应该注意观察实验中产生的各种现象，特别是发现某些不正常现象时更应该抓住时机，研究产生不正常现象的原因，排除故障。有的实验者在做实验时，只读取数据，其他一概不管，这是不对的。实验过程中除了读取数据外，还应做好下列诸事：实验数据的整理①数据整理时应根据有效数字的运算规则，舍弃一些没有意义的数字。一个数字的精确是由测量仪表本身的精确度所决定的，它绝不因为计算时位数增加而提高。但是任意减少位数也是不许可的，因为这样做就降低了应有的精确度。②数据整理时，如果过程比较复杂，实验数据又多，一般以采用列表整理为宜，同时应将同一项目一次整理。这种整理方法既简洁明了，又节省时间。③计算示例。在所列表格下面要给出计算示例，即任取一列数据进行详细的计算，以便检查。实验报告的编写•报告的题目。•报告写作者及及同实验小组人员的姓名。•实验的目的。•实验的理论依据。•实验设备说明（应包括流程示意图和主要设备、仪表的类型及规格）。一份优秀的实验报告必须写得简洁明了，数据完整，交待清楚，结论正确，有讨论，有分析，得出的公式或曲线、图形有明确的实验条件。报告的内容一般包括：实验报告的编写⑦实验数据。应包括与实验结果有关的全部数据，报告中的实验数据不是指原始数据，而是指经过加工后用于计算的全部数据，至于原始记录则可作为附录附于报告后面。⑧数据整理及计算示例。其中引用的数据要说明来源，简化公式要写出导出过程，要列出一列数据的计算过程作为计算示例。⑨实验结果。根据实验任务，明确提出本次实验的结论，用图示法、经验公式或列表法均可，但都必须注明实验条件。⑩分析讨论。要对本次实验结果做出评价，分析误差大小及原因，对实验中发现的问题等作必要的讨论，对实验方法、实验设备有何建议也可写入此栏。实验项目曝气设备充氧性能实验加压溶气气浮实验活性炭吸附实验紫外光催化降解水中的亚甲蓝厌氧消化实验曝气设备充氧性能实验一．实验目的二．实验原理三．实验装置及流程四．实验步骤实验目的1.加深理解曝气充氧的机理及影响因素；2.了解掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法；3.测定曝气设备氧的总转移系数KLa，氧的利用率η％等；4.掌握测定修正系数α、β的方法。实验原理曝气是人为地通过一些设备加速向水中传递的过程，常用的曝气设备分为机械曝气与鼓风曝气两大类，无论哪一种曝气设备，其充氧过程均属于传质过程，氧传递机理为双膜理论，如图所示，在氧传递过程中，阻力主要来自液膜，氧传递基本方程为：)(CCKdtdcsLa由于液膜厚度YL和液体流态有关，而且实验中无法测定与计算，同样气液接触面积A的大小也无法测定与计算，故用氧总转移系数KLa代替。将上式积分整理后得曝气设备氧总转移系数KLa计算式:tssLaCCCCttK00lg303.2由上式中可见，氧总转移系数KLa是指在单位传质推动力的作用下，在单位时间内向单位曝气液体中充入的氧量。它的倒数1/KLa单位是时间，表示将满池水从溶解氧为零充到饱和值时所用时间，因此KLa是反映氧传递速率的一个重要指标，影响氧传递速率KLa得因素很多，除了曝气设备本身结构尺寸，运行条件之外，还与水质水温等有关。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。除氧总转移系数KLa外，常用指标还有充氧能力Qc和氧利用率η％。实验装置及流程1234561、模型曝气池2、泵型叶轮3、电动机4、温压电源5、溶解氧探头6、溶解氧仪实验步骤1．测定曝气池的容积（20L）；2．溶解氧测定仪的校准按下“ON或OFF“键，仪器将显示“JPSJ－605”和“雷磁”商标，此显示几秒后，仪器自动进入溶解氧浓度值测量工作状态。预热仪器30分钟，30分钟后进行以下校准。(1)零氧校准当仪器按“零氧”键，使仪器处于“零氧”校准状态。同时，将溶解氧电极放入5％的新鲜配置的亚硫酸钠溶液中，待仪器显示读数趋于稳定后，按下“确认”键，仪器即完成校准并返回测量工作状态。在校准过程中仪器显示溶解氧浓度值、溶解氧饱和度值或电流值可通过按“模式”键选择，仪器完成零氧校准后，必须进入满度校准。(2)满度校准当仪器按“满度”键，使仪器处于“满度”校准状态，把溶解氧电极从溶液中取出，用水冲洗干净，用滤纸小心吸干薄膜表面的水分，并放入盛有蒸馏水容器靠近水面的空气上或者放入空气中，但电极表面不能沾上水滴，待读数稳定后，按下“确认”键，仪器完成满度校准并返回测量状态。若在校准过程中按下“取消”键，仪器取消满度校准并返回测量工作状态。在校准过程中仪器显示溶解氧浓度值、溶解氧饱和度值或电流值可通过按“模式”键选择。(3)气压校准在仪器完成零氧校准、满度校准后，若当时大气压与标准大气压相差甚大时，须进行气压校准，按“气压”键，使仪器处于“气压”校准状态。然后，通过按上下键，调节气压设置参数，参数范围为（77.0－110.0）Kpa。再按“确认”键，仪器即完成气压校准并返回测量工作状态。若在调节过程中，按下“取消”键，仪器取消气压校准并返回测量工作状态；(4)盐度校准在仪器完成上述步骤后，仪器若用于海水或海水养殖场测量时，按“盐度”键，使仪器处于“盐度”键，使仪器处于“盐度”校准状态。然后，通过按上下键调节盐度设置参数，其参数为被测溶液的盐度值，参数范围为（0.0-40.0）g/L。再按下“确认”键，仪器即完成盐度校准并返回测量工作状态。校准好后的溶解氧测定仪和电极处于测量工作状态，电极放入蒸馏水中备用。3．曝气池内注入自来水，并用校准好后的溶解氧测定仪测定曝气池中自来水的溶解氧浓度，并记录溶解氧浓度；4．计算CoCl2和Na2SO3的需要量Na2SO3＋1/2O2→Na2SO4从上式可知，每去除1mg溶解氧需要投加7.9mgNa2SO3。根据水的容积（20L）和自来水（或污水）的溶解氧浓度可以算出Na2SO3的理论需要量。实际投加量应为理论值为1.2倍，计算方法为：W1＝V×Cs×7.9×1.2，式中：W1为Na2SO3的实际投加量（kg或g），V为曝气池水体积（m3或L）。催化剂CoCl2的投加量，按维持池子中的钴离子浓度为0.05－0.5mg/L左右计算，计算方法如下：W2＝V×0.5×129.9/58.9，式中：W2为CoCl2的投加量（kg或g），V的单位同上，本实验20L自来水约需要CoCl2的量为20mg。5．将校准后的溶解氧电极固定在曝气池内（电极插入水中约10cm）；6．将Na2SO3和CoCl2直接投加到曝气池中，依次打开控制器的电源开关、110V输出开关和搅拌机开关，慢慢调节搅拌转速微调开关到40V（切记：输出电压不能超过50V）；7．待溶解氧指示值从零开始上