水质工程学实验指导书.docx

1、水质工程学实验指导书实验指导书实验名称：混凝实验实验项目性质：验证性实验所涉及课程：水质工程学计划学时：2一、 实验目的使学生更好的了解、掌握混凝剂的性能，观察混凝现象，验证混凝的原理，通过实验确定特定混凝剂的最佳pH值和实验原水浊度下的最佳投药量。二、 实验内容与要求熟悉和掌握混凝实验方法，测定、计算反应过程的G值和GT值，是否在适宜范围。要求测定、计算反应过程的G值和GT值；观测混凝现象；描述矾花的形成和沉淀过程。三、 实验（设计）仪器设备和材料清单六联搅拌器；酸度计；浊度仪；温度计；1L烧杯；1L量筒；吸管；水样瓶；混凝剂等。四、 实验步骤及结果测试(1)熟悉搅拌器的操作：选择好混合搅拌

2、转速（100160r/min）、混合时间（13min）与反应搅拌转速（2040r/min），反应时间（1030min），把选择好的混合转速和反应转速在调节器上预调节好，配制好水样并开始运行。(2) 测定水样的温度、酸碱度、浊度和pH值。(3) 确定水样中能形成矾花的近似最小混凝剂量，可以通过慢慢搅动烧杯中的200mL水样，并且每次增加0.5mL的混凝剂投加量，直至出现矾花。(4) 根据确定的近似混凝剂量，确定最佳pH值。1 6个1L烧杯各注入1L混合均匀的水样，调整各烧杯的pH值，使pH值从410。向烧杯中投加混凝剂，把烧杯放在搅拌机的叶片下，将叶片放入烧杯正中。2 按混合搅拌速度开动搅拌机，

3、当预定的混合时间到达后，立即按预定的反应搅拌速度，降低搅拌机转速。在预定的反应时间到达后，停止搅拌机。注意记录反应过程中矾花出现的时间。3 反应搅拌结束后，轻轻提起搅拌机叶片。静止沉淀20min，注意矾花的沉降情况。4 沉淀时间到达后，同时取出各烧杯中的澄清水样，测定水样的pH值及剩余浊度。（5）根据步骤4确定的最佳pH值，确定最佳pH值时的最佳混凝剂投药量。（6）测量搅拌叶片面积，叶片边缘与轴的中心距。五、 实验报告要求1.将实验测得的数据和计算的结果分别填入表1-1、1-2。 原水浊度 ；碱度 ；室温 ；日期 ；混合时间 分钟；反应时间 分钟。表1-1 pH值与剩余浊度之间的关系形成矾花的

4、时间/minpH值剩余浊度/NTU表1-2 在pH= 时，混凝剂用量与剩余浊度的关系形成矾花的时间/min混凝剂用量/mg/L剩余浊度/NTU2.计算反应过程的G值和GT值。六、 思考题1.当一组实验得不出最佳的pH值或混凝剂用量的时候，如何根据实验结果进行分析，继续进行另一组混凝实验？2.反应过程的G值和GT值是否在适宜范围？3.结合实验过程和结论分析混凝效果的影响因素。实验指导书 实验项目名称：颗粒静置沉淀实验实验项目性质：综合性实验所属课程名称：水质工程学实验计划学时：3一、 实验目的1.加深理解沉淀的基本概念和颗粒沉降的规律；2.掌握沉淀实验方法，在不同时间测定取样口处的悬浮物浓度Ci

5、，计算沉速ui=H/ti和Ci/C0；3.利用实验数据绘制沉淀曲线；4.求不同沉速时的沉淀效率。二、 实验内容和要求在一水深H的沉淀柱内进行静置沉淀实验，观察悬浮颗粒沉淀特点、现象，每隔一定的时间从沉淀柱底部取样口取样，并测定水样悬浮物浓度Ci，计算沉速ui=H/ti和Ci/C0，以ui为横坐标，Ci/C0为纵坐标绘制沉淀曲线，利用沉淀效率公式求在不同沉速时颗粒的沉淀效率。 要求观察悬浮颗粒沉淀特点、现象，在不同时间从取样口处取样分析水样悬浮物浓度Ci，并计算沉速ui=H/ti和Ci/CO，以ui为横坐标，Ci/C0为纵坐标绘制沉淀曲线，求在不同沉速时颗粒的沉淀效率。 三、实验主要仪器设备和材

6、料有机玻璃的沉淀柱、配水及投配系统、分析天平、烘箱、定时钟、滤纸、漏斗、抽率装置、量筒、烧杯。四、 实验方法、步骤及结构测试（1）将实验用水倒入水池内，开启循环管路闸门2，用泵循环或机械搅拌装置搅拌，待池内水质均匀后，从池内取样，测定悬浮物浓度，此即为Co值。（2）开启闸门1、3，关闸门2，水经配水管进入沉淀管内，当水上升到溢流口，并流出后，关闭闸门 3、停泵。记录时间，沉淀实验开始。 图1-1 颗粒静沉实验装置 1、3配水管上闸门；2水泵循环管上闸门；4水泵；5水池；6搅拌机；7循环管；8配水管；9进水管；10放空管闸门；11沉淀柱；12标尺； 13溢流管；14取样器（3）隔5、10、20、

7、30、60、90、120min由取样口取样，记录沉淀柱内液面高度。（4）观察悬浮颗粒沉淀特点、现象。 （5）测定水样悬浮物含量。将取出的水样用滤纸过滤，将滤纸烘干，称量，求取出水样中的悬浮固体重量，记录在下表。（6）计算ui=H/ti和Ci/CO。（7）利用实验数据绘制沉淀曲线。（8）求不同沉速时的沉淀效率。五、实验报告要求1. 将实验数据填入记录表2-1。 表2-1 颗粒沉淀实验记录表沉淀高度H cm，悬浮物浓度CO mg/L沉淀时间（min）滤纸编号#滤纸重（g）取样体积（mL）滤纸+SS重（g）水样SS重（g）Ct（mg/L）Pi=Ci / C Oui=H/ti（cm/min）51020

8、3060901202. 以颗拉沉速ui为横坐标，以Pi为纵坐标，绘制u-P关系曲线。3.利用图解法计算不同沉速时，悬浮物的去除率。六、思考题1. 绘制颗粒沉淀曲线的方法及意义。2.沉淀柱高度不同时，沉淀实验的成果是否一样，为什么？实验指导书 实验项目名称：过滤实验实验项目性质：验证性实验所属课程名称：水质工程学实验计划学时：2一、 实验目的1.掌握清洁滤料层过滤时水头损失的变化规律及其计算方法；2.深入理解滤速对出水水质的影响；3.深入理解反冲洗强度与滤料层膨胀度、水头损失之间的关系。二、 实验内容和要求1.在不同滤速下，滤后水浊度的变化。2.在不同滤速下，清洁滤层过滤时水头损失的变化，绘制滤

9、速与清洁滤层过滤时水头损失的关系曲线。3.在不同的冲洗强度下，滤层膨胀度、滤层水头损失的变化。绘制冲洗强度与滤层膨胀率关系曲线；反冲洗流速与滤层水头损失之间的关系曲线。 要求按照实验内容作好相关数据的记录，根据数据绘制相关的曲线，并与已学的相关理论进行对照，以加深对所学理论知识的理解。三、实验主要仪器设备和材料有机玻璃过滤柱（直径100mm、高度2000mm，过滤水量0.15L/h）、反冲洗进水箱、过滤进水流量计、反冲洗流量计、过滤及反冲洗水泵、防水测压板、浊度仪、钢卷尺、秒表、量筒、烧杯、絮凝剂。二、 实验方法、步骤及结构测试1.将滤料进行一次冲洗，冲洗强度逐渐加大到1215L/s.m2，时

10、间几分钟，以便去除滤层内的气泡。 2.冲洗毕，开初滤水排水阀门，降低柱内水位。将滤柱有关数据记入下表3-1。 3. 调定量投药瓶投药量，使滤速8m/h时投药量符合要求，开始投药。4.通入浑水，开始过始，滤速8m/h。开始过滤后的1、3、5、10、20及30分钟测出水浊度，测进水浊度和水温。 5.调定量投药瓶投药量，使滤速16m/h时投药量仍符合要求.6.加大滤速至16m/h，加大滤速后的10、20、30分钟测出水浊度，测进水温度。 7.将步骤3、4、5、6有关数据记入下列表3-2。8.提前结束过滤，用设计规范规定的冲洗强度、冲洗时间进行冲洗，观察整个滤层是否均已膨胀。冲洗将结束时，取冲洗排水测

11、浊度。将有关数据记入下列表3-3。9.作冲洗强度与滤层膨胀率、水头损失之间关系的实验。测不同冲洗强度( 3、6、9、12、14、16 L/s.m2)时的滤层膨胀后厚度，以及滤层的水头损失值。将有关数据记入表3-4。 10.作滤速与清洁滤层水头损失的关系实验。通入清水，测不同滤速( 4、6、8、 10、12、14、16m/h)时滤层顶部的测压管水位和滤层底部附近的测压管水位。将有关数据记入表3-5。五、实验报告要求1.将实验数据填入记录表3-1、3-2、3-3、3-4、3-5。 表3-1 滤柱有关数据表 滤柱内径 (mm)滤料名称滤粒粒径 (cm)滤料厚度 (cm)表3-2 过滤记录表滤速（m/

12、h)流量(L/h)投药量 (mg/L)过滤历时 (min)进水浊度出水浊度混凝剂： 原水水温： 表3-3 冲洗记录表冲洗强度（L/s.m2）冲洗流量(L/h)冲洗时间 (min)滤层膨胀情况排水浊度2. 根据过滤记录表实验数据，以过滤历时为横坐标，出水浊度为纵坐标，绘滤速8m/h时的初滤水浊度变化曲线。设出水浊度不得超过1度，问滤柱运行多少分钟出水浊度才符合要求?绘滤速16m/h时的出水浊度变化曲线。表3-4 冲洗强度与滤层膨胀率、水头损失的关系实验记录表冲洗强度（L/s.m2）冲洗流量(L/h)滤层厚度 (cm)滤料膨胀后厚度 (cm)滤层膨胀率（%）滤层底部的测压管水位(cm)滤层顶部的测

13、压管水位(cm)滤层的水头损失(cm)冲洗水温： 表3-5 滤速与清洁滤层水头损失的关系实验记录表滤速（m/h)流量(L/h)清洁滤层顶部的测压管水位(cm)清洁滤层底部的测压管水位(cm)清洁滤层的水头损失(cm)水温： 3.根据冲洗强度与滤层膨胀度、水头损失的关系实验记录表的数据，以冲洗强度为横坐标，滤层膨胀率为纵坐标，绘冲洗强度与滤层膨胀率关系曲线；以反冲洗流速为横坐标，滤层水头损失为纵坐标，绘制反冲洗流速与滤层水头损失之间的关系曲线。4.根据滤速与清洁滤层水头损失的关系的实验数据，以滤速为横坐标，清洁滤层水头损失为纵坐标，绘制滤速与清洁滤层水头损失的关系曲线。六、思考题1.滤层内有空气

14、泡时对过滤、冲洗有何影响?2.当原水浊度一定时，采取哪些措施，能降低初滤水出水浊度? 3.冲洗强度为何不宜过大? 实验指导书 实验项目名称：曝气充氧实验实验项目性质：综合性实验所属课程名称：水质工程学实验计划学时：3一、 实验目的1.了解曝气设备充氧能力的实验方法，加深对曝气充氧机理的认识。2. 熟悉曝气设备氧总转移系数KLa及其他各项评价指标的计算方法。二、 实验内容和要求测定不同时间脱氧清水中的溶解氧含量，根据实验数据绘图求氧总转移系数KLa或按公式计算氧总转移系数KLa，从而求其他评价指标。 要求测定不同时间脱氧清水中的溶解氧含量，能够根据实验数据绘图求氧总转移系数KLa或按公式计算氧总

15、转移系数KLa，以及计算其他评价指标。三、 实验主要仪器设备和材料曝气池(有机玻璃制成)、空压机（充氧泵）、溶解氧测定仪、秒表或定时钟，试剂：亚硫酸钠、氯化钴。四、 实验方法、步骤及结构测试(1) 曝气池中注满自来水至有效高度。测定水中溶解氧、温度及水容积。(2) 计算投药量，根据溶解氧含量计算亚硫酸钠及氯化钴的用量。(3) 将上两种药液混合投入实验柱内，搅拌均匀，5min后测定水中溶解氧，当溶解氧至零时，准备曝气充氧。(4) 开始供气，同时记录时间，控制气量0.35m3/h。(5) 充氧开始后，每隔12min，用溶解氧测定仪测定溶解氧值Ct，一直到达到或接近水温T时的饱和溶解氧值时停止。五、

16、 实验报告要求1. 将实验数据填入下表：水容积 m3，T ，Cs ，供气量 m3/h，亚硫酸钠投量 g，氯化钴投量 g。序号t（min）Ct（mg/L）Cs-Ct（mg/L）lg（Cs-C0）/（Cs-Ct）123以lg（Cs-C0）/（Cs-Ct）为纵坐标，以t为横坐标作图，可得一通过原点的直线，其斜率为KLa/2.303，KLa则可求出。2. 求充氧量R。 式中 T实验水温； 9.1720时、101.325kPa，纯水的饱和溶解氧， mg/L； V实验柱内水体积，m3。 4.求氧的利用率Ea (1)计算供氧量S S = Gs0.211.429 （kgO2/h）（2）计算氧利用率式中 0.2

17、1氧在空气中的体积比； 1.429氧的密度，kg/m3；Gs转子流量计供气量读数，m3/h。 5.求动力效率Ep 式中 H水中风压，m3；r空气密度，1.024kg/m3 ；Gs转子流量计供气量读数， m3/h。 六、 思考题1.曝气充氧原理及其影响因素是什么? 2.温度修正、压力修正系数的意义如何？3.氧总转移系数KLa的意义是什么?怎样计算? 4.曝气设备充氧性能指标为何均是清水? 实验指导书实验名称：污泥比阻测定实验项目性质：验证性实验所涉及课程：水质工程学计划学时：2一、 实验目的1. 进一步加深理解污泥比阻的概念；2. 学会测定污泥比阻；3. 选择污泥脱水的药剂种类、浓度、投药量。二

18、、 实验内容和要求投加不同污泥混凝剂，在定压下抽滤污泥，测定不同过滤时间t时滤液的体积V，绘制t/V-V曲线，得直线斜率b；测定污泥在过滤前浓度和过滤后滤饼的浓度，求滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体重量，根据b、和污泥比阻的关系求污泥比阻，并选择混凝剂。 要求投加不同混凝剂，测定不同过滤时间t时滤液的体积V，绘制t/V-V曲线，求直线斜率b；测定污泥在过滤前浓度和过滤后滤饼的浓度，求滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体重量，根据b、和污泥比阻的关系求污泥比阻，进而选择混凝剂。三、 实验主要仪器设备和材料吸滤筒1套(1000ml计量筒、陶瓷布氏漏斗、抽气管、真空表、真空泵)、水分快速

19、测定仪、秒表、烘箱，FeCl3、Al2（SO4）3。四、 实验步骤及结果测试1.测定污泥含水率，求污泥的固体浓度Co；2.配制FeCl3（10g/L）和Al2（SO4）3（10g/L）混凝剂溶液；3.用FeCl3（10g/L）混凝剂调节污泥，（每组加一种混凝剂量，加量分别为污泥干重的5%、6%、7%、8%、9%、10%）；4.在布氏漏斗上放置快速滤纸（直径大于漏斗，最好大于1倍），用水湿润，贴紧周底；5.启动真空泵，用调节阀调节真空压力到比实验压力小约1/3，实验压力为35.5kPa（真空度266mmHg）或70.9 kPa（真空度532mmHg），使滤纸紧贴漏斗底，关闭真空泵；6.放5001

20、00ml调节好的污泥在漏斗内（污泥高度不超过滤纸高度），使其依靠重力过滤1分钟，启动真空泵，调节真空压力至实验压力，记下此时计量筒内的滤液体积V0。启动秒表。在整个实验过程中，仔细调节真空度调节阀，以保持实验压力恒定；7.每隔一定时间（开始过滤时可隔10s或15s，滤速减慢后可每隔30s或1min），记下计量筒内相应的滤液体积V1；8.定压过滤至滤饼破裂，真空破坏，如果真空长时间不破坏，则过滤20分钟后即可停止（也可3040min，待泥饼形成为止）；9.测出定压过滤后滤饼的厚度及固体浓度；10、另取Al2（SO4）3混凝剂的污泥（每组加混凝剂与加FeCl3量相同）及不加混凝剂的污泥，按实验步骤

21、49分别进行实验。五、 实验报告要求1.将实验记录填入下表。污泥比阻实验记录混凝剂时间t(s)计量筒内滤液V1（mL）滤液量V=V1-V0(mL)t/V（s/ mL）FeCl30V0Al2（SO4）32. 以V为横坐标，以t/V为纵坐标绘图，求b，如图所示。3.根据式或求。式中 Q0过滤污泥量，mL；Qy滤液量，mL；Cb滤饼浓度，g/mL；C0原污泥浓度，g/mL。4.按下式求污泥比阻。 r=（2PA2/）（b/） （m / kg）5.比较投加不同混凝剂时污泥的比阻。六、 思考题1.污泥比阻这个参数有什么用途？2.污泥比阻在什么范围就可以判断污泥脱水性能好？3.为什么污泥机械脱水前一般要投加混凝剂？