1、水 处 理 实 验 技 术主 编 张 可 方编 者 张 朝 升 周 莉 萍 伍 小 军暨 南 大 学 出 版 社中 国 广 州2003图 书 在 版 编 目 ( CIP) 数 据水 处 理 实 验 技 术 / 张 可 方 主 编 . 广 州 : 暨 南 大 学 出 版 社 , 2003 . 8 ISBN 7 - 81079 - 263 - 6 . 水 . 张 . 水 处 理 实 验 高 等 学 校 教 材 . TU991 . 2 - 33中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (2003) 第 053120 号出 版 发 行 : 暨 南 大 学 出 版 社地 址 : 中 国 广 州
2、 暨 南 大 学电 话 : 编 辑 部 ( 8620) 85226530 85226521 85228986 85225277营 销 部 ( 8620) 85226712 85228291 85220602 ( 邮 购 )传 真 : (8620) 85221583 ( 办 公 室 ) 85223774 ( 营 销 部 )邮 编 : 510630网 址 : http : / / www. jnupress . com http : / / press . jnu . edu . cn排 印版 :刷 :暨 南 大 学 出 版 社 照 排 中 心开 本 : 787mm1092mm 1/ 16印 张
3、: 9 . 25字 数 : 225 千版 次 : 2003 年 8 月 第 1 版印 次 : 2003 年 8 月 第 1 次印 数 : 13000 册定 价 : 16 . 00 元( 暨 大 版 图 书 如 有 印 装 质 量 问 题 , 请 与 出 版 社 营 销 部 联 系 调 换 )内 容 提 要本 书 是 给 水 排 水 工 程 专 业 和 环 境 工 程 专 业 给 水 处 理 、 污 水 处 理 、 工 业 给 水 处 理 、 工 业 废 水 处 理 课 程 的 配 套 教 材 , 书 中 介 绍 了 一 些 水 处 理 过 程 中 常 用 的 实 验 方 法 与 新 技 术 。
4、 其 中 包 括 了 实 验 基 本 原 理 、 实 验 目 的 、 实 验 设 备 、 实 验 步 骤 等 , 这 些 实 验 内 容 既 有 代 表 传 统 水 处 理 工 艺 的 内 容 , 又 有 体 现 近 年 来 国 内 先 进 的 处 理 方 法 和 手 段 , 尤 其 是 计 算 机 自 动 控 制 技 术 在 水 处 理 中 的 应 用 , 对 学 生 学 习 和 掌 握 新 技 术 是 非 常 有 益 的 。本 书 为 高 等 工 科 院 校 给 水 排 水 专 业 和 环 境 工 程 专 业 本 科 生 的 教 材 , 也 可 供 从 事 水 处 理 的 科 研 与 工
5、程 技 术 人 员 参 考 。前 言 水 处 理 实 验 技 术 是 给 水 排 水 和 环 境 工 程 专 业 的 必 修 课 , 是 给 水 处 理 、 污 水 处 理 、 工 业 给 水 处 理 、 工 业 废 水 处 理 课 程 的 配 套 教 材 。 本 书 根 据 全 国 高 校 给 水 排 水 工 程 学 科 专 业 指 导 委 员 会 制 定 的 教 学 实 验 基 本 要 求 编 写 。本 书 所 确 定 的 实 验 内 容 主 要 是 面 向 给 水 排 水 工 程 和 环 境 工 程 专 业 学 生 的 实 验 教 学 , 也 可 供 研 究 生 及 科 研 工 作 人
6、员 参 考 。 实 验 内 容 是 在 参 考 国 内 外 有 关 资 料 并 结 合 多 年 的 科 研 和 教 学 实 践 的 基 础 上 确 定 的 , 为 了 使 教 材 内 容 及 实 验 手 段 更 具 有 先 进 性 和 实 用 性 , 教 材 中 选 用 的 实 验 方 法 有 很 多 是 目 前 国 内 外 较 为 先 进 的 水 处 理 工 艺 和 技 术 。 这 对 开 阔 学 生 视 野 , 提 高 水 处 理 实 验 技 术 水 平 , 具 有 重 要意 义 。 通 过 本 课 程 的 学 习 , 可 以 加 深 学 生 对 水 处 理 技 术 的 基 本 原 理 的
7、 理 解 , 以 及 培 养 学 生 的 水 处 理 实 验 技 术 的 技 能 。本 书 所 选 用 的 教 学 实 验 装 置 与 设 备 , 既 有 代 表 传 统 水 处 理 工 艺 的 , 又 有 代 表 近 年 来 国 内 外 流 行 的 新 工 艺 、 新 技 术 。 为 了 使 本 书 内 容 更 系 统 和 完 整 、 使 用 方 便 , 书 中 给 出 了 与 教 学 实 验 密 切 相 关 的 一 些 水 质 分 析 方 法 和 仪 器 使 用 说 明 。本 书 共 分 5 章 。 其 中 , 第 一 章 、 第 二 章 、 第 五 章 、 附 录 第 二 部 分 由 张
8、 可 方 编 写 , 第 四 章 由 张 朝 升 编 写 , 第 三 章 由 周 莉 萍 编 写 , 附 录 第 一 部 分 由 伍 小 军 编 写 , 全 书 由 张 朝 升 主 审 。由 于 编 者 水 平 有 限 , 书 中 的 错 误 在 所 难 免 , 欢 迎 读 者 给 予 批 评 指 正 。编 者2003 年 6 月目 录第 一 章 给 水 处 理 实 验 ( 1)实 验 一 混 凝 沉 淀 实 验 ( 1)附 浊 度 测 定 的 标 准 分 析 方 法 ( 5)实 验 二 过 滤 及 反 冲 洗 实 验 ( 7)实 验 三 脉 冲 澄 清 实 验 (11)实 验 四 水 力 循
9、 环 澄 清 池 实 验 (13)实 验 五 重 力 式 无 阀 滤 池 实 验 (15)实 验 六 沉 淀 实 验 ( 双 向 流 斜 板 沉 淀 池 实 验 ) (17)实 验 七 虹 吸 滤 池 模 型 实 验 (18)实 验 八 树 脂 类 型 鉴 别 实 验 (19)实 验 九 强 酸 性 阳 树 脂 总 交 换 容 量 的 测 定 实 验 (21)实 验 十 强 酸 性 阳 树 脂 工 作 交 换 容 量 的 测 定 实 验 (24)实 验 十 一 纯 水 制 备 实 验 (26)第 二 章 污 水 处 理 实 验 (31)实 验 一 颗 粒 自 由 沉 淀 实 验 (31)附 悬
10、 浮 物 测 定 的 标 准 分 析 方 法 (33)实 验 二 曝 气 充 氧 实 验 (36)附 溶 解 氧 测 定 标 准 分 析 方 法 (39)实 验 三 完 全 混 合 式 活 性 污 泥 法 处 理 系 统 的 观 测 和 控 制 运 行 实 验 (41)附 COD 标 准 分 析 方 法 (43)实 验 四 污 泥 沉 降 比 和 污 泥 指 数 的 测 定 实 验 (46)实 验 五 SBR 法 计 算 机 自 动 控 制 系 统 实 验 (48)实 验 六 曝 气 池 中 环 境 因 素 的 监 测 和 菌 胶 团 中 生 物 相 的 观 察 实 验 (50)实 验 七 生
11、 物 转 盘 实 验 (53)实 验 八 塔 式 生 物 滤 池 实 验 (55)实 验 九 厌 氧 消 化 实 验 (57)实 验 十 活 性 炭 静 态 吸 附 实 验 (59)附 酚 的 测 定 标 准 分 析 方 法 (61)实 验 十 一 连 续 流 活 性 炭 吸 附 实 验 (64)实 验 十 二 加 压 溶 气 气 浮 实 验 (65)12第 三 章 水 处 理 微 生 物 学 实 验 (68)实 验 一 显 微 镜 的 使 用 及 微 生 物 形 态 的 观 察 实 验 (68)实 验 二 微 型 动 物 的 计 数 实 验 (72)实 验 三 细 菌 、 霉 菌 、 酵 母
12、 菌 、 放 线 菌 形 态 的 观 察 实 验 (74)实 验 四 微 生 物 的 染 色 实 验 (75)实 验 五 培 养 基 的 制 备 及 灭 菌 实 验 (77)实 验 六 微 生 物 纯 种 分 离 、 培 养 及 接 种 技 术 (81)实 验 七 纯 培 养 菌 种 的 菌 体 、 菌 落 形 态 观 察 实 验 (85)实 验 八 微 生 物 的 生 理 生 化 特 征 实 验 (86)实 验 九 大 肠 杆 菌 生 长 曲 线 的 测 定 (95)附 废 水 生 物 处 理 过 程 中 常 见 的 微 生 物 (97)第 四 章 水 泵 实 验 ( 104)离 心 泵 特
13、 性 曲 线 的 测 定 实 验 指 导 ( 104)第 五 章 水 样 的 采 集 与 保 存 ( 108)第 一 节 水 样 的 采 集 ( 108)第 二 节 采 样 的 形 式 ( 110)第 三 节 水 样 的 保 存 ( 111)附 录 ( 113)第 一 部 分 几 种 常 用 实 验 仪 器 的 使 用 说 明 ( 113)附 录 1 722 型 光 栅 分 光 光 度 计 使 用 说 明 ( 113)附 录 2 2100P 浊 度 仪 使 用 说 明 ( 113)附 录 3 TG 328A 型 电 光 分 析 天 平 使 用 说 明 ( 114)附 录 4 JYDI 型 溶
14、氧 仪 使 用 说 明 ( 118)附 录 5 XJI 型 COD 消 解 装 置 使 用 说 明 ( 120)附 录 6 ZR46 型 混 凝 试 验 搅 拌 器 使 用 说 明 ( 124)第 二 部 分 几 种 常 用 的 国 家 及 行 业 标 准 ( 126)附 录 7 地 面 水 环 境 质 量 标 准 ( 126)附 录 8 地 下 水 质 量 分 类 标 准 ( 128)附 录 9 第 一 类 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 ( 130)附 录 10 第 二 类 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 ( 一 ) ( 131)附 录 11 第 一 类 污 染 物
15、 最 高 允 许 排 放 浓 度 ( 二 ) ( 133)附 录 12 部 分 行 业 最 高 允 许 排 放 水 量 ( 一 ) ( 136)附 录 13 部 分 行 业 最 高 允 许 排 放 水 量 ( 二 ) ( 137)附 录 14 我 国 生 活 饮 用 水 水 质 标 准 ( 140)附 录 15 溶 解 氧 与 水 温 的 关 系 ( 141)参 考 文 献 ( 142)7第 一 章 给 水 处 理 实 验实 验 一 混 凝 沉 淀 实 验一 、 实 验 目 的(1) 要 求 认 识 几 种 混 凝 剂 , 掌 握 其 配 制 方 法 。(2) 观 察 混 凝 现 象 , 从
16、而 加 深 对 混 凝 理 论 的 理 解 。二 、 实 验 原 理水 中 粒 径 小 的 悬 浮 物 以 及 胶 体 物 质 , 由 于 微 粒 的 布 朗 运 动 , 胶 体 颗 粒 间 的 静 电 斥 力 和 胶 体 表 面 的 水 化 作 用 , 致 使 水 中 这 种 含 浊 状 态 稳 定 。向 水 中 投 加 混 凝 剂 后 , 由 于 如 下 原 因 : 能 降 低 颗 粒 间 的 排 斥 能 峰 , 降 低 胶 粒 的 电 位 , 实 现 胶 粒 “脱 稳 ”; 发 生 高 聚 物 式 高 分 子 混 凝 剂 的 吸 附 架 桥 作 用 ; 网 捕 作 用 , 从 而 达 到
17、 颗 粒 的 凝 聚 。三 、 实 验 设 备 及 药 品按 每 4 人 一 组 配 置 数 量 如 下 。 设 备 : 1000mL 量 筒 , 2 个 ; 1000mL 烧 杯 , 6 个 ; 100mL 烧 杯 , 2 个 ; 10mL 移 液 管 , 2 个 ; 2mL 移 液 管 , 1 个 ; 医 用 针 筒 , 1 根 ; 洗 耳 球 , 1 个 ; 光 电 浊 度 仪 , 1 台 ; 六 联 搅 拌 器 , 1 台 ; pH 计 , 温 度 计 。 药 品 : Al2 ( SO4 )3 ; FeCl3 。四 、 实 验 方 法2( 一 ) 方 法 1 变 速 混 凝 搅 拌 器
18、 混 凝 实 验实 验 步 骤 如 下 :(1) 认 真 了 解 ZR4 - 6 型 混 凝 试 验 搅 拌 器 的 使 用 方 法 。(2) 用 1 000ml 量 筒 取 6 个 水 样 至 6 个 1 000mL 烧 杯 中 。 注 意 : 所 取 水 样 要 搅 拌 均 匀 ,要 一 次 量 取 , 以 尽 量 减 少 取 样 浓 度 上 的 误 差 。(3) 投 药 量 : Al2 ( SO4 ) 3 10、 30、 50、 60、 70、 80mg/ L。(4) 将 第 一 组 水 样 置 于 ZR4 - 6 型 混 凝 试 验 搅 拌 器 下 。 ( 搅 拌 时 间 和 程 序
19、已 按 说 明 书 预 先 设 定 好 ) 与 此 同 时 , 按 计 算 好 的 投 药 量 , 用 移 液 管 分 别 移 取 不 同 量 的 药 液 至 加 药 管 中 。(5) 开 动 机 器 , 在 第 一 次 自 动 加 药 后 , 用 蒸 馏 水 冲 洗 加 药 试 管 2 次 。(6) 混 凝 实 验 搅 拌 器 以 500r/ min 的 速 度 搅 拌 30s , 150r/ min 的 速 度 搅 拌 5 min , 80r/ min的 速 度 搅 10 min。(7) 搅 拌 过 程 中 , 注 意 观 察 并 记 录 “矾 花 ” 形 成 的 过 程 , “ 矾 花
20、” 外 观 、 大 小 、 密 实 程度 等 。(8) 搅 拌 过 程 完 成 后 , 停 机 , 静 沉 15 min , 观 察 并 记 录 矾 花 沉 淀 的 过 程 。(9) 第 一 组 6 个 水 样 , 静 止 15 min 后 , 用 医 用 针 筒 取 出 约 100mL 的 上 清 液 , 置 于 6 个 洗 净 的 125mL 烧 杯 中 , 并 分 别 用 浊 度 仪 测 出 剩 余 浊 度 , 记 入 表 1 - 1 - 1、 1 - 1 - 2 内 。(10) 比 较 第 一 组 试 验 结 果 , 根 据 6 个 水 样 所 测 得 的 剩 余 浊 度 值 , 以
21、及 水 样 混 凝 沉 淀 时现 象 观 察 记 录 的 分 析 , 对 最 佳 投 药 量 所 在 区 间 作 出 判 断 , 缩 小 试 验 范 围 ( 加 药 量 范 围 ) , 重 新 设 定 ( 第 二 组 ) 实 验 的 最 大 和 最 小 投 药 量 值 a 和 b 以 及 a、 b 之 间 的 X1 、 X2 、 X3 、 X4 值 , 重 复 以 上 试 验 。五 、 注 意 事 项(1) 加 药 量 的 药 液 少 时 , 要 掺 点 蒸 馏 水 摇 匀 , 以 免 沾 在 试 管 上 的 药 液 过 多 , 影 响 投 药 量的 精 确 度 。(2) 移 取 烧 杯 中
22、的 沉 淀 水 上 清 液 时 , 要 用 相 同 的 条 件 取 上 清 液 , 不 要 把 沉 下 去 的 矾 花 搅起 来 。(3) 成 果 整 理以 投 药 量 为 横 座 标 , 以 剩 余 浊 度 为 纵 座 标 , 绘 制 投 药 量 剩 余 浊 度 曲 线 , 从 曲 线 上 可 求 得 最 佳 投 药 量 值 。9实 验 记 录 表 1 - 1 - 1混 凝 剂 名 称 原 水 浊 度 原 水 温 度 / 原 水 pH 值实 验 组 号编号 1 2 3 4 5 6水 样代号 X1 X2 X3 X4 bmL投 药 量mg/ L剩 余 浊 度沉 淀 后 pH 值编号 1 2 3
23、4 5 6水 样代号 X1 X2 X3 X4 bmL投 药 量mg/ L剩 余 浊 度沉 淀 后 pH 值实 验 记 录 表 1 - 1 - 2观 察 记 录实 验 组 号 水 样 编 号 矾 花 形 成 及 沉 淀 过 程 描 述小结123456123456( 二 ) 方 法 2 手 动 混 凝 搅 拌 实 验(1) 将 混 合 均 匀 的 水 样 注 入 1 000mL 量 筒 满 至 刻 度 。(2) 按 投 药 量 : Al2 ( SO4 )310、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80mg/ L 加 入 各 水 样 中 。4(3) 用 混 合 器 上 下 混 合 10
24、 次 , 使 水 与 药 剂 充 分 混 合 。(4) 用 清 洁 的 搅 拌 捧 在 量 筒 中 快 搅 1min , 慢 搅 2min ,放 好 记 录 时 间 。(5) 静 止 沉 淀 20min , 水 样 在 进 行 混 凝 和 沉 淀 时 需 仔 细 观 察 如 下 内 容 : 形 成 绒 粒 的 快 慢 ; 绒 粒 之 间 水 的 透 明 程 度 ; 绒 粒 大 小 和 下 沉 快 慢 。(6) 在 80mL 处 取 样 100mL 放 在 烧 杯 内 。(7) 用 光 电 浊 度 仪 分 别 测 示 出 水 剩 余 浊 度 。 图 1 - 1 - 1(8) 按 以 上 操 作
25、方 法 分 别 做 出 Al2 ( SO4 ) 3 、 FeCl3 最 佳 投 量 的 2 组 实 验 。(9) 列 表 计 算 , 并 绘 制 出 混 凝 曲 线 图 , 见 图 1 - 1 - 1。 (10) 结 果 分 析 。 根 据 混 凝 曲 线 图 确 定 两 种 药 剂 的 最 佳 投 药 量 和 最 佳 适 用 范 围 。 总 结 分 析 各 种 混 凝 剂 的 特 点 、 适 用 条 件 、 主 要 优 缺 点 。 在 混 凝 实 验 中 应 注 意 哪 些 操 作 方 法 , 对 混 凝 效 果 有 什 么 影 响 。 相 关 记 录 表 格 见 表 1 - 1 - 3、
26、1 - 1 - 4。混 凝 实 验 记 录 表 1 - 1 - 3混 凝 剂 名 称 原 水 浊 度 原 水 温 度 原 水 pH 值实 验 组 号 Al2 (SO4 )3水 样 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9mL投 药 量mg/ L剩 余 浊 度沉 淀 后 pH 值混 凝 剂 名 称 原 水 浊 度 原 水 温 度 原 水 pH 值FeCl3水 样 编 号mL投 药 量mg/ L剩 余 浊 度沉 淀 后 pH 值5混 凝 现 象 观 察 记 录 表 1 - 1 - 4观 察 记 录实 验 组 号 水 样 号 矾 花 形 成 及 沉 淀 过 程 描 述 小 结12345678123
27、45678六 、 实 验 结 果 与 讨 论(1) 根 据 实 验 结 果 以 及 实 验 中 所 观 察 到 的 现 象 , 简 述 影 响 混 凝 效 果 的 几 个 主 要 因 素 。(2) 为 什 么 投 药 量 最 大 时 , 混 凝 效 果 不 一 定 好 。附 浊 度 测 定 的 标 准 分 析 方 法浊 度浊 度 是 由 于 水 中 含 有 泥 砂 、 粘 土 、 有 机 物 、 无 机 物 、 浮 游 生 物 和 微 生 物 等 悬 浮 物 质 所 造 成 的 , 可 使 光散 射 或 吸 收 。 天 然 水 经 过 混 凝 、 沉 淀 和 过 滤 等 处 理 , 使 水 变
28、 得 清 澈 。测 定 水 样 浊 度 可 用 分 光 光 度 法 和 目 视 比 浊 法 。样 品 收 集 于 具 塞 玻 璃 瓶 内 , 应 在 取 样 后 尽 快 测 定 。 如 需 保 存 , 可 在 4 冷 暗 处 保 存 24h , 测 试 前 要 激 烈 振 摇 水 样 并 恢 复 到 室 温 。一 、 分 光 光 度 法( 一 ) 概 述1 . 方 法 原 理在 适 当 温 度 下 , 硫 酸 肼 与 六 次 甲 基 四 胺 聚 合 , 形 成 白 色 高 分 子 聚 合 物 。 以 此 作 参 比 浊 度 标 准 液 , 在 一6定 条 件 下 与 水 样 浊 度 相 比 较
29、 。2 . 干 扰 及 消 除水 样 应 无 碎 屑 及 易 沉 的 颗 粒 。 器 皿 不 清 洁 及 水 中 溶 解 的 空 气 泡 会 影 响 测 定 结 果 。 如 在 680nm 波 长 下 测定 , 天 然 水 中 存 在 的 淡 黄 色 、 淡 绿 色 无 干 扰 。3 . 方 法 的 适 用 范 围本 法 适 用 于 测 定 天 然 水 、 饮 用 水 的 浊 度 , 最 低 检 测 浊 度 为 3 度 。( 二 ) 仪 器(1 ) 50mL 比色 管 。 (2 ) 分 光 光 度 计 。 ( 三 ) 试 剂1 . 无 浊 度 水将蒸 馏 水 通 过 0 .2 m 滤 膜 过
30、滤 , 收集 于 用 滤 过 水 淋 洗 两 次 的 烧瓶 中 。2 . 浊 度 储 备 液(1 ) 硫酸 肼 溶 液 , 称 取 1 . 000g 硫 酸 肼 (NH2 )2 SO4 H2 SO4 , 溶 于 水 中 , 定 容 至 100mL。(2 ) 六次 甲 基 四 胺 溶 液 : 称 取 10 . 00g 六 次甲 基 四 胺 (CH2 )6 N4 , 溶 于 水 中 , 定 容至 100mL。(3 ) 甲 基 聚 合 物 标 准 液 : 吸 取 5 . 00mL 硫 酸 肼 溶 液 与 5 . 00mL 六 次 甲 基 四 胺 溶 液 于 100mL 容 量 瓶 中 , 混 匀 。
31、 于 (253) 温 度 下 反 应 24h , 用 水 稀 释 至 标 线 , 混 匀 。 此 储 备 液 的 浊 度 为 400 度 。 可 保 存 1 个 月 。( 四 ) 步 骤1 . 标 准 曲 线 的 绘 制吸取 浊 度 标 准 溶 液 0 , 0 . 50、1 . 25、2 . 50、 5. 00、 10. 00 和 12 .50mL , 置 于 50mL 比 色 管 中 , 加 水 至 标 线 。 摇 匀 后 即 得 浊 度 为 0、4、 10、20、 40、80、 100 的 标 准 系 列 。 于 680nm 波 长 , 用 3 cm 比 色 皿 , 测 定 吸 光 度 ,
32、 绘 制 校 准 曲 线 。2 . 水 样 的 测 定吸 取 50 . 0mL 摇 匀 水样 (如 浊 度 超 过 100 度 , 可 酌情 少 取 , 用 水 稀 到 50mL) , 于 50mL 比色 管 中 , 按 校 准 曲 线 步 骤 测 定 吸 光 度 。 由 校 准 曲 线 上 查 得 水 样 浊 度 。浊 度 计 算 公 式 :浊度 (度 ) = A 50C式中 : A稀 释 过 水 样 的 浊度 :C原水 样 体 积 (50mL) 。 不 同 浊 度 范 围 读 数 精 度 要 求 , 见 表 1 - 1 - 5。表 1 - 1 - 5 测 定 浊 度 的 精 度 要 求浊
33、度 范 围 报 告 报 录 至 浊 度 值1 10 110 100 5100 400 104 000 1 000 50 1 000 100二 、 目 视 比 浊 法( 一 ) 概 述71 . 方 法 原 理将 水 样 与 硅 藻 土 ( 或 白 陶 土 ) 配 制 的 浊 度 标 准 液 进 行 比 较 。 相 当 于 1mg 一 定 粒 度 的 硅 藻 土 ( 白 陶 土 )在 100mL 水 中 所产 生 的 浊 度 , 称 为 1 度 。( 二 ) 仪 器(1 ) 100mL 具 塞 比 色 管 。(2 ) 250mL 具 塞 无 色 玻 璃 瓶 , 玻 璃 质 量 和 直 径 均 需
34、一 致 。(3 ) 分 光 光 度 计 。 ( 三 ) 试 剂 浊 度 标 准 液(1) 称 取 10g 通 过 0 . 1mm 筛 孔 (150 目 ) 的 硅 藻 土 , 于 研 钵 中 加 入 少 许 蒸 馏 水 调 成 糊 状 并 研 细 , 移 至 1 000mL量筒 中 , 加 水 至 刻 度 。充 分 搅 拌 , 静 置 24h , 用 虹 吸 法 仔 细 将 上 层 800mL 悬 浮 液移 至 第 二 个 1 000mL 量 筒 中 , 向 第 二 个 量 筒 内 加 水 至 1 000mL, 充 分 搅 拌 后 再 静 置 24h。虹 吸 出 上 层 含 较 细 颗 粒 的
35、 800mL 悬 浮 液 。 弃 去 。 下 部 沉 积 物 加 水 稀 释 至 1 000mL。充 分 搅 拌 后 储 于 具 塞 玻 璃 瓶中 , 作 为 浑 浊 度 原 液 , 其 中 含 硅 藻 土 颗 直 径 大 约为 400 m。取 上 述 悬 浊 液 50. 0mL 置 于 已 恒 重 的 蒸 发 皿 中 , 在 水 浴 上 蒸 干 。 于 105 烘 箱 内 烘 2h , 置 干 燥 器 中 冷 却 30min , 称 重 , 重 复 以 上 操 作 , 即 , 烘 1h , 冷 却 , 称 重 , 直 至 恒 重。 求 出 每 毫 升 悬 浊 液 中 含 硅 藻 土 的 重
36、量 (mg) 。(2) 吸 取 含 250mg 硅 藻 土 的 悬 浊 液 , 置 于 1 000mL 容 量 瓶 中 , 加 水 至 刻 度 , 摇 匀 。 此 溶 液 浊 度 为250 度 。( 3) 吸 取 浊度 为 250 度 的 标 准 液 100mL 置 于 250mL 容量 瓶 中 , 用 水 稀 释 至 标 线 , 此 溶 液 浊 度 为 100 度 的 标 准 液 。于上 述 原 液 和 各 标 准 液 中 加 入 1g/ L 氯 化 汞 , 以 防 菌 类 生长 。( 四 ) 步 骤1 . 浊 度 低 于 10 度 的 水 样(1 ) 吸 取 浊 度 为 100 度 的 标
37、 准 液 0、1 . 0、 2 . 0、 3 . 0、 4 .0、 5 . 0、 6 .0、 7 . 0、 8 .0、 9 . 0 及 10 . 0mL 于 100mL比 色 管 中 , 加 水 稀 释 至 标 线 , 混 匀 。 其 浊 度 依 次 为 0 , 1 . 0 , 2. 0 , 3 .0 , 4 .0 , 5 . 0 , 6 . 0 , 7 . 0 , 8 . 0 , 9 . 0 ,10 . 0 度 的 标 准 液 。(2) 取 100mL 摇 匀 水 样 置 于 100mL 比 色 管 中 , 与 浊 度 标 准 液 进 行 比 较 。 可 在 黑 色 底 板 上 , 由 上
38、往 下 垂直 观 察 。2 . 浊 度 为 10 度 以 上 的 水 样(1) 吸 取 浊 度 为 250 度 的 标 准 液 0、 10、20 、30、 40、 50、 60、 70、 80、90 及 100mL 置 于 250mL 的 容 量瓶 中 , 加 水 稀 释 至 标 线 , 混 匀 。 即 得 浊 度 为 0、 10、 20、30 、40、 50、 60、 70、 80、 90 和 100 度 的 标 准 液 ,移 入 成 套 的 250mL 具 塞 玻 璃 瓶 中 , 每 瓶 加 入 1g 氯 化 汞 , 以 防 菌 类 生 长 , 密 塞 保 存 。(2) 取 250mL 摇
39、 匀 水 样 , 置 于 成 套 250mL 具塞 玻 璃 瓶 中 , 瓶 后 放 一 有 黑 线 的 白 纸 作 为 判 别 标 志 , 从 瓶 前 后 观 察 , 根 据 目 标 清 晰 程 度 , 选 出 与 水 样 产 生 视 觉 效 果 相 近 的 标 准 液 , 记 下 其 浊 度 值 。(3 ) 水 样 浊 度 超 过 100 度 时 , 用 水 稀 释 后 测 定 。 浊 度 计 算 同 分 光 光 度 法 。实 验 二 过 滤 及 反 冲 洗 实 验一 、 实 验 目 的(1) 观 察 过 滤 及 反 冲 洗 现 象 , 加 深 理 解 过 滤 及 反 冲 洗 原 理 。8(
40、2) 了 解 过 滤 及 反 冲 洗 模 型 试 验 设 备 的 组 成 与 构 造 。(3) 了 解 进 行 过 滤 及 反 冲 洗 模 型 试 验 的 方 法 。(4) 测 定 滤 池 工 作 的 主 要 技 术 参 数 并 掌 握 观 测 方 法 。二 、 实 验 原 理水 的 过 滤 是 在 滤 池 中 进 行 的 , 滤 池 净 化 的 主 要 作 用 是 接 触 凝 聚 作 用 , 水 中 经 过 絮 凝 的 杂 质 截 留 在 滤 池 之 中 , 或 者 有 接 触 絮 凝 作 用 的 滤 料 表 面 粘 附 水 中 的 杂 质 。 滤 层 去 除 水 中 杂 质 的 效 果 主
41、 要 取 决 于 滤 料 的 总 表 面 积 , 过 滤 及 反 冲 洗 装 置 如 图 1 - 2 - 1 所 示 。图 1 - 2 - 1 过 滤 及 反 冲 洗 实 验 装 置 示 意 图随 着 过 滤 时 间 的 增 加 , 滤 层 截 留 的 杂 质 增 加 , 滤 层 的 水 头 损 失 也 随 之 增 长 , 其 增 长 速 度 随 滤 速 大 小 、 滤 料 颗 粒 的 大 小 和 形 状 , 过 滤 进 水 中 悬 浮 物 含 量 及 截 留 杂 质 在 垂 直 方 向 的 分 布 而 定 , 当 滤 速 大 、 滤 料 颗 粒 粗 、 滤 料 层 较 薄 时 , 滤 过 水
42、 水 质 将 很 快 变 差 , 过 滤 水 质 的 周 期 变 短 ; 如 滤 速 大 , 滤 料 颗 粒 细 , 滤 池 中 的 水 头 损 失 增 加 很 快 , 这 样 很 快 达 到 过 滤 压 力 周 期 , 所 以 在 处 理 一 定 性 质 的 水 时 , 正 确 确 定 滤 速 、 滤 料 颗 粒 的 大 小 、 滤 料 及 厚 度 之 间 的 关 系 , 有 重 要 的 技 术 意 义 与 经 济 意 义 , 这 一 关 系 可 用 实 验 方 法 确 定 。滤 料 层 在 反 冲 洗 时 , 当 膨 胀 率 一 定 , 滤 料 颗 粒 越 大 , 所 需 冲 洗 强 度
43、便 越 大 ; 水 温 越 高 ( 即 水 的 粘 滞 系 数 越 小 ) , 所 需 冲 洗 强 度 也 越 大 。 对 于 不 同 的 滤 料 来 说 , 同 样 大 小 颗 粒 的 滤料 , 当 密 度 大 的 与 密 度 小 的 滤 料 膨 胀 相 同 时 , 其 所 需 冲 洗 强 度 就 大 。 精 确 确 定 在 一 定 的 水 温 下 冲 洗 强 度 与 膨 胀 率 的 关 系 , 最 可 靠 的 方 法 是 进 行 反 冲 洗 实 验 。反 冲 洗 的 方 式 很 多 , 其 原 理 是 一 致 的 , 反 冲 洗 开 始 时 承 托 层 、 滤 料 层 未 完 全 膨 胀
44、、 相 当 于 滤 池 处 于 反 向 过 滤 状 态 , 这 时 滤 层 水 头 损 失 的 计 算 公 式 为L - L0 100 %e = L0式 中 : L砂 层 膨 胀 后 的 厚 度 , cm;L0 砂 层 膨 胀 前 的 厚 度 , cm。当 反 冲 洗 速 度 增 大 后 , 滤 料 层 完 全 膨 胀 , 处 于 流 态 化 状 态 。 根 据 滤 料 层 前 后 的 厚 度 便 可9求 出 膨 胀 率 。 膨 胀 率 e 值 的 大 小 直 接 影 响 了 反 冲 洗 效 果 。三 、 实 验 设 备 与 仪 器(1) 过 滤 实 验 装 置 。(2) 浊 度 仪 。(3)
45、 钢 卷 尺 。(4) 玻 璃 仪 器 等 。四 、 实 验 步 骤在 实 验 中 要 注 意 控 制 滤 料 层 上 的 工 作 水 深 应 保 持 基 本 不 变 。 仔 细 观 察 绒 粒 进 入 滤 料 层 深 度 的 情 况 以 及 绒 粒 在 滤 料 层 中 的 分 布 。(1) 对 照 工 艺 图 图 1 - 2 - 1 , 了 解 实 验 装 置 及 构 造 。(2) 测 量 并 记 录 表 1 - 2 - 1 中 所 列 的 数 据 。(3) 配 制 原 水 , 其 浑 浊 度 大 致 在 40 20mg/ L 范 围 内 , 以 最 佳 投 药 量 将 混 凝 剂 Al2
46、( SO4 ) 3或 者 FeCl3 投 入 原 水 箱 中 , 经 过 搅 拌 , 启 泵 进 行 过 滤 试 验 。(4) 列 表 记 录 每 隔 半 小 时 测 定 或 校 对 一 次 的 运 行 参 数 , 见 表 1 - 2 - 2。 (5) 观 察 杂 质 绒 粒 进 入 滤 层 深 度 的 情 况 。# :(6) 不 同 滤 管 采 用 不 同 滤 速 进 行 试 验 , 其 滤 速 的 分 配 为 : 12m/ h ; 4 # : 16m/ h。1 # : 5m/ h; 2 # : 8m/ h ; 3(7) 反 冲 洗 试 验 , 要 注 意 以 下 几 点 : 了 解 实 验
47、 装 置 。 列 表 测 量 并 记 录 各 参 数 , 见 表 1 - 2 - 3 和 表 1 - 2 - 4。 做 膨 胀 率 e = 20 % 、 40 % 、 80% 的 反 冲 洗 强 度 q 的 实 验 。 打 开 反 冲 洗 水 泵 , 调 整 膨 胀 度 e, 测 出 反 冲 洗 强 度 值 。 测 量 每 个 反 冲 洗 强 度 时 应 连 续 测 3 次 , 取 平 均 值 计 算 。表 1 - 2 - 1 原 始 条 件 记 录 表滤 管 编 号 滤 管 直 径 / mm 滤 管 面 积 / m2 滤 管 高 度 / m 滤 料 名 称 滤 料 厚 度 / m1234表
48、1 - 2 - 2 过 滤 实 验 记 录 表工 作 时 间 / min 备 注原 水 浊 度原 水 投 药 量 ( mgL - 1 )流 量 ( Ls - 1 )10流 速 ( ms - 1 )水 头 损 失 / cm工 作 水 深 度 / m绒 粒 穿 入 深 / cm滤 后 水 浊 度表 1 - 2 - 3 滤 池 反 冲 洗 实 验 记 录 表原 始 条 件试 管 编 号滤 管 直 径 / mm 滤 层 面 积 / m2 滤 料 名 称 滤 料 粒 径 / mm 滤 料 厚 度 / cm石 英 砂无 烟 煤表 1 - 2 - 4 滤 池 反 冲 洗 实 验 记 录 表项 目实 验 次
49、数 Q( Ps - 1 ) h/ min e = ( L - L0 )/L0 100 %q = Q/ F ( Ls- 1 m - 2 )水 温 / e 平 均 值 q 平 均 值123五 、 实 验 结 果 分 析(1) 根 据 过 滤 试 验 结 果 , 归 纳 4 支 滤 管 的 水 头 损 失 、 水 质 和 绒 粒 分 布 随 工 作 延 续 时 间 的变 化 , 绘 制 出 滤 池 工 作 水 质 曲 线 , 见 图 1 - 2 - 2。1 - 2 - 2 出 水 剩 余 浊 度 与 工 作 时 间 的 关 系 曲 线(2) 对 比 4 支 滤 管 不 同 流 速 与 水 头 损 失 的 变 化 规 律 , 加 深 对 滤 速 与 水 头 损 失 之 间 关 系 的11理 解 , 并 给 出 变 化 曲 线 , 见 图 1 - 2 - 3。1 - 2 - 3 流 速 与 水 头 损 失 的 关 系 曲 线 1 - 2 - 4 冲 洗 强 度 与 膨 胀 度 的 关 系 曲 线( 3) 根 据 反 冲 洗 度 验 记 录 结 果 , 绘 制 一
