观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件

水水 污污 染染 控控 制制 工工 程程 实实 验验 讲讲 义义南开大学南开大学环境科学与工程学院境科学与工程学院水 污 染 控 制 工 程 实 验 讲 义南开大学环境科学1实验一实验一 混凝实验混凝实验一、目的一、目的 通过混凝实验，观察矾花的形成过程及通过混凝实验，观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果，不仅可以选择投加药剂种混凝沉淀效果，不仅可以选择投加药剂种类，数量，还可确定其它混凝最佳条件。类，数量，还可确定其它混凝最佳条件。实验一 混凝实验一、目的2二、原理二、原理 消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫做脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的水力条做脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的水力条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花。件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花。直径较大且较密实的矾花容易下沉。自投直径较大且较密实的矾花容易下沉。自投加混凝剂直至形成较大矾花的过程叫混凝。加混凝剂直至形成较大矾花的过程叫混凝。二、原理3三、设备及用具三、设备及用具1.TS6程控混凝试验搅拌仪一台。程控混凝试验搅拌仪一台。2.洗耳球洗耳球1个，配合移液管移药用。个，配合移液管移药用。3.10mL 移液管移液管1根。根。4.1000mL量筒量筒1个，量原水体积。个，量原水体积。5.2 mg/mL（Al2O3计）浓度硫酸铝（或其它计）浓度硫酸铝（或其它混凝剂）溶液混凝剂）溶液1瓶。瓶。6.PHS-2型酸度计型酸度计1台。台。7.HACH 2100N浊度仪浊度仪1台。台。三、设备及用具4四、内容与步骤四、内容与步骤1.测原水浊度及测原水浊度及Ph值。值。2.用用1000mL量筒量取量筒量取6个水样置于搅拌烧杯个水样置于搅拌烧杯中。中。3.将测温探头放入仪器旁边盛水烧杯中。将测温探头放入仪器旁边盛水烧杯中。4.将第一组水样置于搅拌机中，启动仪器，将第一组水样置于搅拌机中，启动仪器，编程序（快速搅拌编程序（快速搅拌800rpm、1min、加药；、加药；中速搅拌中速搅拌150rpm、10min；慢速搅拌；慢速搅拌50rpm、10min；静沉；静沉30min）。）。四、内容与步骤55.用移液管向用移液管向1至至6号加药管中分别加入号加药管中分别加入1、2、3、4、5、6mL混凝剂。混凝剂。6.运行程序，注意观察并记录矾花形成、沉运行程序，注意观察并记录矾花形成、沉淀的过程，矾花外观、大小、密实程度等，淀的过程，矾花外观、大小、密实程度等，并记入表格中。并记入表格中。7.程序运行结束后，由上部取样口取杯中上程序运行结束后，由上部取样口取杯中上清液约清液约100mL（测浊度、（测浊度、pH即可），置于即可），置于六个洗净的六个洗净的100mL烧杯中，测浊度及烧杯中，测浊度及pH并并记入表中。记入表中。5.用移液管向1至6号加药管中分别加入1、2、3、4、5、65.用移液管向用移液管向1至至6号加药管中分别加入号加药管中分别加入1、2、3、4、5、6mL混凝剂。混凝剂。6.运行程序，注意观察并记录矾花形成、沉运行程序，注意观察并记录矾花形成、沉淀的过程，矾花外观、大小、密实程度等，淀的过程，矾花外观、大小、密实程度等，并记入表格中。并记入表格中。7.程序运行结束后，由上部取样口取杯中上程序运行结束后，由上部取样口取杯中上清液约清液约100mL（测浊度、（测浊度、pH即可），置于即可），置于六个洗净的六个洗净的100mL烧杯中，测浊度及烧杯中，测浊度及pH并并记入表中。记入表中。5.用移液管向1至6号加药管中分别加入1、2、3、4、5、7六、成果整理六、成果整理六、成果整理8 以投药量为横坐标，以剩余浊度为纵坐以投药量为横坐标，以剩余浊度为纵坐标，绘制投药量标，绘制投药量-剩余浊度曲线，从曲线上剩余浊度曲线，从曲线上可求得不大于某一剩余浊度的最佳投药量可求得不大于某一剩余浊度的最佳投药量值。值。以投药量为横坐标，以剩余浊度为纵坐标，绘制9七、思考题七、思考题1.根据实验结果以及实验中所观察到的现象，根据实验结果以及实验中所观察到的现象，简述影响混凝的几个主要因素。简述影响混凝的几个主要因素。2.为什么最大投药量时，混凝效果不一定好。为什么最大投药量时，混凝效果不一定好。3.参考本实验步骤，编写出测定最佳参考本实验步骤，编写出测定最佳pH值实值实验过程。验过程。七、思考题10实验二 沉淀实验 一、目的一、目的 通过沉淀实验，熟悉沉淀类型及各自特通过沉淀实验，熟悉沉淀类型及各自特点，掌握沉淀曲线测试与绘制方法。点，掌握沉淀曲线测试与绘制方法。实验二 沉淀实验 一、目的11二、原理二、原理 浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，其特点是静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉，其特点是静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合其沉速在层流区符合Stokes(斯笃克斯斯笃克斯)公式。悬公式。悬浮物浓度不太高，一般在浮物浓度不太高，一般在600700mg/L以下的絮以下的絮状颗粒的沉淀属于絮凝沉淀，沉淀过程中由于颗状颗粒的沉淀属于絮凝沉淀，沉淀过程中由于颗粒相互碰撞，凝聚变大，沉速不断加大，因此颗粒相互碰撞，凝聚变大，沉速不断加大，因此颗粒沉速实际上是一变速。浓度大于某值的高浓度粒沉速实际上是一变速。浓度大于某值的高浓度水，颗粒的下沉均表现为浑浊液面的整体下沉。水，颗粒的下沉均表现为浑浊液面的整体下沉。这与自由沉淀、絮凝沉淀完全不同，后两者研究这与自由沉淀、絮凝沉淀完全不同，后两者研究的都是一个颗粒沉淀时的运动变化特点，（考虑的都是一个颗粒沉淀时的运动变化特点，（考虑的是悬浮物个体），而对成层沉淀的研究却是针的是悬浮物个体），而对成层沉淀的研究却是针对悬浮物整体，即整个浑液面的沉淀变化过程。对悬浮物整体，即整个浑液面的沉淀变化过程。成层沉淀时颗粒间相互位置保持不变，颗粒下沉成层沉淀时颗粒间相互位置保持不变，颗粒下沉速度即为浑液面等速下沉速度。速度即为浑液面等速下沉速度。二、原理12 该速度与原水浓度、悬浮物性质等有关而该速度与原水浓度、悬浮物性质等有关而与沉淀深度无关。但沉淀有效水深影响变与沉淀深度无关。但沉淀有效水深影响变浓区沉速和压缩区压实程度。为了研究浓浓区沉速和压缩区压实程度。为了研究浓缩，提供从浓缩角度设计澄清浓缩池所必缩，提供从浓缩角度设计澄清浓缩池所必需的参数，应考虑沉降柱的有效水深。此需的参数，应考虑沉降柱的有效水深。此外，高浓度水沉淀过程中，器壁效应更为外，高浓度水沉淀过程中，器壁效应更为突出，为了能真实地反映客观实际状态，突出，为了能真实地反映客观实际状态，沉淀柱直径一般要沉淀柱直径一般要200mm，而且柱内还，而且柱内还应装有慢速搅拌装置，以消除器壁效应和应装有慢速搅拌装置，以消除器壁效应和模拟沉淀池内刮泥机的作用。模拟沉淀池内刮泥机的作用。该速度与原水浓度、悬浮物性质等有关而与沉淀深度无关。但13三三.试验设备材料试验设备材料 1.沉淀用有机玻璃柱，内径沉淀用有机玻璃柱，内径d=150mm，高，高H=1600mm，内设搅拌装置转速，内设搅拌装置转速1rpm，上设溢，上设溢流管、取样口、进水管及放空管；流管、取样口、进水管及放空管；2.配水系统一套（每套系统为两套沉淀装置供水）配水系统一套（每套系统为两套沉淀装置供水），包括小车、污泥泵、水箱等；，包括小车、污泥泵、水箱等；3.计量水深用标尺、计时用秒表；计量水深用标尺、计时用秒表；4.悬浮物定量分析用电子天平、定量滤纸、称量悬浮物定量分析用电子天平、定量滤纸、称量瓶、烘箱、抽滤装置、干燥器等装置；瓶、烘箱、抽滤装置、干燥器等装置；5.取样用取样用100ml比色管、比色管、100ml量筒、瓷盘等。量筒、瓷盘等。三.试验设备材料14四四 试验方法和步骤试验方法和步骤 1.检查沉淀装置连接情况、保证各个阀门完全闭检查沉淀装置连接情况、保证各个阀门完全闭合；各种用具是否齐全。合；各种用具是否齐全。2.打开阀门打开阀门1、3，水泵接电，使水箱中污水在自，水泵接电，使水箱中污水在自循环条件下混合均匀；取水箱水样测悬浮物浓度循环条件下混合均匀；取水箱水样测悬浮物浓度C0。3.启动搅拌器控制转速为启动搅拌器控制转速为1rpm；打开阀门；打开阀门2、4，慢速关小阀门慢速关小阀门3，使沉淀柱进水速度均匀；待沉淀，使沉淀柱进水速度均匀；待沉淀柱水位达到溢流管时依次关闭阀门柱水位达到溢流管时依次关闭阀门2、4，并开始，并开始记录时间。记录时间。4.在开始后在开始后0、5、10、20、30、60min时分别在时分别在1号取样口取样号取样口取样100ml，测悬浮物浓度。同时观察，测悬浮物浓度。同时观察悬浮颗粒沉淀特点、现象。悬浮颗粒沉淀特点、现象。四 试验方法和步骤155.悬浮物测定方法：悬浮物测定方法：1将定量滤纸置于称量瓶内烘至恒重将定量滤纸置于称量瓶内烘至恒重W1；2将抽滤水样后滤纸放入称量瓶中，烘至恒重将抽滤水样后滤纸放入称量瓶中，烘至恒重W2；3悬悬浮物浓度浮物浓度 5.悬浮物测定方法：1将定量滤纸置于称量瓶内烘至恒重W116观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件17五五 注意事项注意事项1向沉淀柱内进水时，速度要适中，既要较向沉淀柱内进水时，速度要适中，既要较快完成进水，以防进水中一些较重颗粒沉快完成进水，以防进水中一些较重颗粒沉淀，又要防止速度过快造成柱内水体紊动，淀，又要防止速度过快造成柱内水体紊动，影响静沉实验效果。影响静沉实验效果。2取样时，先排除管中积水而后取样（排出取样时，先排除管中积水而后取样（排出20ml左右），每次取样左右），每次取样100 mL。五 注意事项18六六 实验结果整理实验结果整理1.在格纸上绘制在格纸上绘制u-p关系曲线；关系曲线；2.利用图解法列表，计算不同沉速时悬浮物去除率利用图解法列表，计算不同沉速时悬浮物去除率E（记入表（记入表3）。）。试验日期：试验日期：水样性质及来源：水样性质及来源：沉淀柱内经：沉淀柱内经：150mm 柱高：柱高：H=1600mm 有效高度有效高度 h=1200mm水温：水温：C 每次取样体积每次取样体积V=100ml 原水悬浮物浓度原水悬浮物浓度:C0=mg/六 实验结果整理19观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件20观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件21观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件22七七 思考题思考题1若按若按 计算不同沉淀时计算不同沉淀时间间t的沉淀效率的沉淀效率E有何不妥有何不妥?此时试验方法应此时试验方法应如何改变。如何改变。七 思考题23实验三实验三 过滤实验过滤实验一、目的一、目的 熟悉普通快滤池过滤、冲洗的工作过程；熟悉普通快滤池过滤、冲洗的工作过程；加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度的变化、冲洗强度与滤层膨胀率滤水浊度的变化、冲洗强度与滤层膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失的关系关系以及滤速与清洁滤层水头损失的关系的理解；掌握清洁滤料过滤时水头损失计的理解；掌握清洁滤料过滤时水头损失计算方法和水头损失变化规律；算方法和水头损失变化规律；实验三 过滤实验一、目的24二、原理二、原理 快滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂质，主快滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂质，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用，当过要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用，当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需进行冲洗。滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需进行冲洗。为了保证滤后水质和过滤流速，当过滤一段时间后需要进为了保证滤后水质和过滤流速，当过滤一段时间后需要进行反冲洗，使滤层在短时间内恢复截污能力。反冲洗的方行反冲洗，使滤层在短时间内恢复截污能力。反冲洗的方式多种多样，但其原理是一样的。反冲洗开始时承托层、式多种多样，但其原理是一样的。反冲洗开始时承托层、滤料层未完全膨胀，相当于滤池处于反向过滤状态。当反滤料层未完全膨胀，相当于滤池处于反向过滤状态。当反冲洗速度增大后，滤料层完全膨胀，处于流态化状态。根冲洗速度增大后，滤料层完全膨胀，处于流态化状态。根据滤料层膨胀前后的厚度便可求出膨胀率：据滤料层膨胀前后的厚度便可求出膨胀率：式中：式中：L沙层膨胀后厚度（沙层膨胀后厚度（cm）；）；L0沙层膨胀前厚度（沙层膨胀前厚度（cm）。）。二、原理式中：L沙层膨胀后厚度（cm）；L0沙层膨胀25三、设备及用具三、设备及用具1过滤装置过滤装置1套。套。2浊度仪浊度仪1台。台。3100mL烧杯烧杯2个，个，100ml比色管比色管6个，取水个，取水样测浊度用。样测浊度用。4塑料尺一条。塑料尺一条。三、设备及用具26四、内容与步骤四、内容与步骤1.检查阀门保证所有阀门为全闭。检查阀门保证所有阀门为全闭。2.打开阀门打开阀门1、2、3、4、5、8，水泵接电，水泵接电，调节进口流量调节进口流量6L/min确保溢流口出水。调确保溢流口出水。调整出水口流量计使其分别在整出水口流量计使其分别在0.8L/min、1.0 L/min、1.2L/min、1.4 L/min、1.6L/min、1.8 L/min稳定运行五分钟左右，取样、测稳定运行五分钟左右，取样、测量测压管液位、出水浊度。量测压管液位、出水浊度。3.停止过滤，换清水。检查阀门，确保所有停止过滤，换清水。检查阀门，确保所有闸门为全闭。关闭测压管管夹。闸门为全闭。关闭测压管管夹。四、内容与步骤274.量出滤层厚度量出滤层厚度L0。5.打开阀门打开阀门1、3、4、6、7，水泵接电。慢，水泵接电。慢慢打开阀门慢打开阀门4，调节进水流量使滤料刚刚膨，调节进水流量使滤料刚刚膨胀起来，待滤层表面稳定后，记录反冲洗胀起来，待滤层表面稳定后，记录反冲洗流量和滤层膨胀后的厚度流量和滤层膨胀后的厚度L1,测反冲洗出水测反冲洗出水浊度。继续调节阀门浊度。继续调节阀门4，变化反冲洗流量，变化反冲洗流量，按以上步骤记录反冲洗流量和滤层膨胀后按以上步骤记录反冲洗流量和滤层膨胀后的厚度的厚度L2、L3（注意不能使滤料溢出滤池）。（注意不能使滤料溢出滤池）。6.停止反冲洗，水泵断电，关闭阀门，结束停止反冲洗，水泵断电，关闭阀门，结束实验。实验。4.量出滤层厚度L0。28五、注意事项五、注意事项1.反冲洗滤柱中的滤料时，不要使进水阀门反冲洗滤柱中的滤料时，不要使进水阀门开启过大，应缓慢打开以防滤料冲出柱外。开启过大，应缓慢打开以防滤料冲出柱外。2.反冲洗时，为了准确地量出沙层的厚度，反冲洗时，为了准确地量出沙层的厚度，一定要在沙面稳定后再测量。一定要在沙面稳定后再测量。五、注意事项29六、成果整理六、成果整理1.过滤过程过滤过程 1）将过滤时所测流量、测压管水头损失填）将过滤时所测流量、测压管水头损失填入下表；入下表；2）根据表中数据绘出流速）根据表中数据绘出流速v与水头损失与水头损失h的的关系曲线；关系曲线；3）绘制流速与出水浊度关系图。）绘制流速与出水浊度关系图。六、成果整理30七、思考题七、思考题 1滤层内有空气泡时对过滤、冲洗有何影滤层内有空气泡时对过滤、冲洗有何影响？响？2冲洗强度为何不宜过大？冲洗强度为何不宜过大？七、思考题31观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件32观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件332.反冲洗过程反冲洗过程将测量结果填入下表将测量结果填入下表2.反冲洗过程将测量结果填入下表34实验四 静态活性炭吸附实验 一、目的一、目的 通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。掌握性能，并熟悉整个实验过程的操作。掌握用用“间歇间歇”法确定活性炭处理污水的设计法确定活性炭处理污水的设计参数的方法。参数的方法。实验四 静态活性炭吸附实验 一、目的35二、原理二、原理 活性炭吸附是去除溶解性有机物的主要手活性炭吸附是去除溶解性有机物的主要手段，其吸附过程可用吸附等温线表示，在段，其吸附过程可用吸附等温线表示，在连续流吸附过程中形成一向前迁移的吸附连续流吸附过程中形成一向前迁移的吸附带。带。二、原理36三、设备及用具三、设备及用具1500mL三角烧杯三角烧杯6个；个；2摇床；摇床；3烘箱；烘箱；4752分光光度计，玻璃器皿，滤纸等；分光光度计，玻璃器皿，滤纸等；5活性炭。活性炭。三、设备及用具37四、内容与步骤四、内容与步骤1.自配染料污水。自配染料污水。2.将粉末活性炭放在蒸馏水中浸将粉末活性炭放在蒸馏水中浸24小时，然后放在小时，然后放在105烘箱内烘至恒重。烘箱内烘至恒重。（以上步骤由教师完成）（以上步骤由教师完成）3.在六个在六个500mL的三角烧瓶中发别投加的三角烧瓶中发别投加0、50、100、150、200、250mg粉末活性炭。粉末活性炭。4.在每个三角烧瓶中投加同体积（在每个三角烧瓶中投加同体积（300mL）自配污）自配污水。水。5.测定水温，将三角烧瓶放在摇床上振荡测定水温，将三角烧瓶放在摇床上振荡40min。6.过滤各三角烧瓶中的污水，在波长过滤各三角烧瓶中的污水，在波长460nm处测定处测定其吸光度值，通过标准曲线查出其吸光度值，通过标准曲线查出C。四、内容与步骤38五、成果整理五、成果整理1.记录实验基本参数记录实验基本参数实验日期实验日期 年年 月月 日日温度温度 震荡时间震荡时间 min 水样体积水样体积 ml五、成果整理392.各三角烧杯中水样过滤后各三角烧杯中水样过滤后ABSi测定结果测定结果 2.各三角烧杯中水样过滤后ABSi测定结果 40 3.以以 为纵坐标，为纵坐标，lgC为横坐标绘出为横坐标绘出Fruendlich吸附等温线。吸附等温线。六、思考题六、思考题 1.吸附等温线有什么现实意义，作吸附等吸附等温线有什么现实意义，作吸附等温线时为什么要用粉状炭？温线时为什么要用粉状炭？3.以 为纵坐标，lgC为41观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件42观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件43实验五 动态活性炭吸附实验 一、目的一、目的 通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。掌握性能，并熟悉整个实验过程的操作。掌握用连续流法确定活性炭处理污水的设计参用连续流法确定活性炭处理污水的设计参数的方法。数的方法。实验五 动态活性炭吸附实验 一、目的44二、原理二、原理 活性炭吸附是去除溶解性有机物的主要手活性炭吸附是去除溶解性有机物的主要手段，其吸附过程可用吸附等温线表示，在段，其吸附过程可用吸附等温线表示，在连续流吸附过程中形成一向前迁移的吸附连续流吸附过程中形成一向前迁移的吸附带。带。二、原理45三、设备及用具三、设备及用具 连续流活性炭吸附实验装置连续流活性炭吸附实验装置1套（单柱），套（单柱），内径内径25mm，高度，高度1000mm，炭层高度，炭层高度700mm；752分光光度计；分光光度计；玻璃器皿玻璃器皿等。等。三、设备及用具46四、内容与步骤四、内容与步骤 1.熟悉动态活性炭吸附装置。熟悉动态活性炭吸附装置。2.测自配污水吸光度。测自配污水吸光度。3.以以2L/h（20rpm）的流量按降流方式进行）的流量按降流方式进行单柱实验（运行时炭层不应有空气泡）。单柱实验（运行时炭层不应有空气泡）。运行运行30min，每隔，每隔5min取样测出水吸光度。取样测出水吸光度。4.改变流量分别以改变流量分别以3.0L/h（30rpm）、）、4.0L/h（40rpm）、）、5.0L/h（50rpm）、）、6.0L/h（60rpm）的流量运行）的流量运行10min，每隔，每隔5min取样测出水吸光度值。取样测出水吸光度值。四、内容与步骤47五、成果整理五、成果整理 1.记录实验结果，计算吸光度去除率记录实验结果，计算吸光度去除率六、思考题六、思考题 1.由实验结果探讨工作流速的对吸附带长由实验结果探讨工作流速的对吸附带长度、去除效果的影响？度、去除效果的影响？2.连续流的升流式和降流式运动方式各有连续流的升流式和降流式运动方式各有什么特点？什么特点？五、成果整理48实验六实验六 离子交换除盐实验离子交换除盐实验 一、目的一、目的 了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法，加深对复床除盐基本理论的理解。作方法，加深对复床除盐基本理论的理解。实验六 离子交换除盐实验 一、目的49二、原理二、原理 水中各种无机盐类经电离生成阳离子及阴离水中各种无机盐类经电离生成阳离子及阴离子，经过氢型离子交换树脂时，水中的阳离子被子，经过氢型离子交换树脂时，水中的阳离子被氢离子所取代，形成酸性水，酸性水经过氢氧型氢离子所取代，形成酸性水，酸性水经过氢氧型离子交换树脂时，水中的阴离子被氢氧根离子所离子交换树脂时，水中的阴离子被氢氧根离子所取代，进入水中的氢离子与氢氧根离子组成水分取代，进入水中的氢离子与氢氧根离子组成水分予予(H2O)，从而达到去除水中无机盐类的目的。水，从而达到去除水中无机盐类的目的。水中所含阴、阳离子的多少，直接影响了溶液的导中所含阴、阳离子的多少，直接影响了溶液的导电性能，经过离子交换树脂处理的水中，因离子电性能，经过离子交换树脂处理的水中，因离子很少，导电率很小，电阻值很大。生产上常以水很少，导电率很小，电阻值很大。生产上常以水的电导率控制离子交换后的水质。氢型树脂失效的电导率控制离子交换后的水质。氢型树脂失效后，用盐酸后，用盐酸(HCl)或硫酸或硫酸(H2S04)再生，氢氧型树再生，氢氧型树脂失效后用烧碱脂失效后用烧碱(NaOH)液再生。液再生。二、原理50三、实验设备和材料三、实验设备和材料1除盐装置除盐装置1套；套；2PHS-25型酸度计型酸度计1台；台；3DDS307型电导率仪型电导率仪1台；台；4100mL烧杯烧杯2个；个；5温度计温度计1个。个。6.3%HCl、5%NaOH溶液。溶液。三、实验设备和材料51观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件52四、内容与步骤四、内容与步骤1.熟悉实验装置，搞清楚每条管路，每个阀门的作熟悉实验装置，搞清楚每条管路，每个阀门的作用，保证所有阀门为全闭。测原水温度、电导率用，保证所有阀门为全闭。测原水温度、电导率及及pH值。值。2.打开打开1、3、5、7阀门，将蠕动泵进水口投入清阀门，将蠕动泵进水口投入清水池，调节蠕动泵转速到水池，调节蠕动泵转速到20rpm，反洗阳床，反洗阳床5分钟分钟（此步骤最好用阴床出水），停泵，关闭所有阀（此步骤最好用阴床出水），停泵，关闭所有阀门。先打开门。先打开5、7阀门，再慢慢打开阀门，再慢慢打开6阀门使水阀门使水流出，直到阳床中的液面高出树脂层流出，直到阳床中的液面高出树脂层15cm为止，为止，关闭所有阀门。关闭所有阀门。3.打开打开1、2、5、6阀门，将蠕动泵进水口投入酸阀门，将蠕动泵进水口投入酸池，调节蠕动泵转速到池，调节蠕动泵转速到20rpm，使，使3%的的HCl溶液溶液流过阳床，进行阳床再生。流过阳床，进行阳床再生。20分钟后停止进水，分钟后停止进水，保持阀门开闭不变。保持阀门开闭不变。四、内容与步骤534.将蠕动泵进水口投入进水池，调节蠕动泵转速到将蠕动泵进水口投入进水池，调节蠕动泵转速到50rpm，用清水淋洗阳床。测，用清水淋洗阳床。测6阀门出水阀门出水pH，直到直到pH为为2.5-4之间为止。停泵，关闭之间为止。停泵，关闭6阀门。阀门。5.打开打开11、12、15阀门，调节蠕动泵转速到阀门，调节蠕动泵转速到10rpm，反洗阴床，反洗阴床5分钟，停泵，关闭分钟，停泵，关闭11阀门。阀门。慢慢打开慢慢打开13阀门使水流出，直到阴床中的液面阀门使水流出，直到阴床中的液面高出树脂层高出树脂层15cm为止，关闭所有阀门。为止，关闭所有阀门。6.打开打开1、3、10、8、12、13阀门，将蠕动泵进阀门，将蠕动泵进水口投入碱池，调节蠕动泵转速到水口投入碱池，调节蠕动泵转速到20rpm，使，使5%的的NaOH溶液流过阴床，进行阴床再生。溶液流过阴床，进行阴床再生。20分钟分钟后停止进水，关闭所有阀门。后停止进水，关闭所有阀门。打开阀门打开阀门1、3、6用原水清洗管路，然后再关闭所用原水清洗管路，然后再关闭所有阀门。有阀门。4.将蠕动泵进水口投入进水池，调节蠕动泵转速到50rpm，547.打开打开1、2、5、10、8、12、14阀门，将蠕动泵阀门，将蠕动泵进水口投入进水池，保持蠕动泵转速进水口投入进水池，保持蠕动泵转速20rpm不变不变淋洗阴床淋洗阴床15min。调节蠕动泵转速到。调节蠕动泵转速到120rpm，测，测14阀门出水，直到出水电导率小于阀门出水，直到出水电导率小于200S/cm。8.开始除盐实验。保持阀门开启顺序不变，调整蠕开始除盐实验。保持阀门开启顺序不变，调整蠕动泵转速分别为动泵转速分别为70、90rpm，每种转速运行，每种转速运行5分分钟，测钟，测14阀出水电导率及阀出水电导率及pH。9.结束实验。结束实验。注意：步骤注意：步骤6、7之间由于管路内有碱液，应打开之间由于管路内有碱液，应打开阀门阀门1、3、6用原水清洗管路。用原水清洗管路。7.打开1、2、5、10、8、12、14阀门，将蠕动泵进水55五、成果整理五、成果整理1、把实验所测数据填入下表、把实验所测数据填入下表 查蠕动泵转速查蠕动泵转速流量图求得蠕动泵转速分流量图求得蠕动泵转速分别为别为20、40、50、70、90、120rpm时流时流量，并根据，量，并根据，s=.r2（r=0.0125m为交换柱为交换柱内径）求得交换柱水流速度。内径）求得交换柱水流速度。五、成果整理56观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件57六、思考题六、思考题1水流流速对离子交换运行结果的影响。水流流速对离子交换运行结果的影响。2强碱阴离子交换床为何一般都设置在强酸强碱阴离子交换床为何一般都设置在强酸阳离子交换床的后面。阳离子交换床的后面。3.试述离子交换柱再生效果的影响因素。试述离子交换柱再生效果的影响因素。六、思考题58观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果课件59实验七实验七 气浮试验气浮试验1实验目的目的1.了了解解和和掌掌握握气气浮浮净水水方方法法的的原原理理及及其工其工艺流程流程2.了了解解气气浮浮法法设计参参数数，掌掌握握最最佳佳反反应条件条件实验七 气浮试验实验目的60二、原理二、原理 气浮法就是使空气以微小气泡的形式出气浮法就是使空气以微小气泡的形式出现于水中并慢慢自下而上地上升，在上现于水中并慢慢自下而上地上升，在上升过程中，气泡与水中污染物质接触，升过程中，气泡与水中污染物质接触，并把污染物质黏附于气泡上（或气泡附并把污染物质黏附于气泡上（或气泡附于污染物上），从而形成密度小于水的于污染物上），从而形成密度小于水的气水结合物浮升到水面，使污染物质从气水结合物浮升到水面，使污染物质从水中分离出去。水中分离出去。二、原理611.三、三、设备及用具及用具2.接触气浮反接触气浮反应器器3.TA2I程控混凝程控混凝试验搅拌拌仪一台一台4.搅拌拌桨一个一个5.10ml移液管移液管1根根6.1000ml量筒量筒1个个7.10mg/ml聚合聚合氯化化铝溶液溶液1瓶瓶8.HACH 2100N浊度度仪一台一台三、设备及用具621.四、内容与步四、内容与步骤2.测量并量并记录原水原水浊度。度。3.用用1000ml量筒量取量筒量取2L原水置于反原水置于反应器中，盖好器中，盖好搅拌拌桨。4.启启动程程控控搅拌拌仪，编程程序序（快快速速搅拌拌500rpm、0.5min；一一级反反应155rpm、3min；二二级反反应 47 rpm、3min；进溶溶气气水水 20rpm、1min；静静置置 0rpm、5min）并并储存。存。5.5.用移液管向反用移液管向反应器中加入器中加入4ml4ml聚合聚合氯化化铝溶液。溶液。6.6.运运行行程程序序，在在进溶溶气气水水阶段段拧开开阀门，使使溶溶气气水水均均匀匀地地进入入反反应器器（速速度度400ml/min400ml/min），分分别设计进水水量量为0 0、5%5%、10%10%、15%15%（即即进水水时间分分别为0 0、1515、3030、45S45S）注意）注意观察絮体形成、并大、上升的察絮体形成、并大、上升的过程。程。6.程序运行程序运行结束后，由取束后，由取样口取口取样测量出水量出水浊度，并度，并记入表中。入表中。四、内容与步骤631.五、注意事五、注意事项2.取取原原水水及及混混凝凝剂时，在在量量取取之之前前要要先先搅拌均匀拌均匀3.进溶溶气气水水时要要保保证均均匀匀进水水，尽尽量量不要在不要在进水水过程中改程中改动进水流量。水流量。五、注意事项64六、数据整理六、数据整理六、数据整理651.七、思考七、思考题2.气气浮浮法法与与沉沉淀淀法法有有什什么么相相同同之之处？有什么不同之有什么不同之处？3.试述述影影响响混混凝凝气气浮浮工工艺的的主主要要因因素。素。3.气泡与絮体接触状况气泡与絮体接触状况对气浮效果有气浮效果有何影响？何影响？七、思考题66实验八 逆流气浮实验 1实验目的目的1.了了解解逆逆流流气气浮浮工工艺与与普普通通气气浮浮工工艺水水流流形形态的差异；的差异；2.进一步理解不同参数一步理解不同参数对气浮效果的影响。气浮效果的影响。实验八 逆流气浮实验 实验目的67二、二、实验原理实验原理 逆流气浮池是让混凝后带有絮粒的水由上而逆流气浮池是让混凝后带有絮粒的水由上而下流过池体，溶气水释放的气泡则由下而上浮起，下流过池体，溶气水释放的气泡则由下而上浮起，经过气浮处理后由池底流出。这样气泡在上升过经过气浮处理后由池底流出。这样气泡在上升过程中就会和下降的絮体进行反复的碰撞接触，增程中就会和下降的絮体进行反复的碰撞接触，增加相互碰撞的机会和次数，延长了接触时间。在加相互碰撞的机会和次数，延长了接触时间。在运行过程中气浮池上部形成一带气絮体悬浮层拦运行过程中气浮池上部形成一带气絮体悬浮层拦截随水流下行的絮体颗粒，带气絮体体积质量随截随水流下行的絮体颗粒，带气絮体体积质量随粘附气泡数量的增加而降低，最终上浮到气浮池粘附气泡数量的增加而降低，最终上浮到气浮池顶部被去除。在池体下部，由于气泡刚刚形成并顶部被去除。在池体下部，由于气泡刚刚形成并开始上浮，这时非常密集的气泡还没有被絮粒杂开始上浮，这时非常密集的气泡还没有被絮粒杂质吸附，由上部下来的漏网的絮粒不多，这就形质吸附，由上部下来的漏网的絮粒不多，这就形成众多的气泡包围稀少的絮粒，起到气浮池出水成众多的气泡包围稀少的絮粒，起到气浮池出水前对其中杂质颗粒的拦截作用，从而提高了气浮前对其中杂质颗粒的拦截作用，从而提高了气浮处理效果。处理效果。二、实验原理681设备及用具及用具1.混凝混凝/逆流气浮反逆流气浮反应器一套器一套2.10ml移液管移液管1根根3.1000ml量筒量筒1个个4.聚合聚合氯化化铝溶液溶液5.HACH 2100N浊度度仪一台一台设备及用具69试验步骤试验步骤1、熟悉实验仪器。检查溶气系统、回流系统、混凝、熟悉实验仪器。检查溶气系统、回流系统、混凝系统工作状况；系统工作状况；2、启动空气压缩机，打开溶气水回流系统；、启动空气压缩机，打开溶气水回流系统；3、打开进水泵，调节到合适的进水流量；、打开进水泵，调节到合适的进水流量；4、打开加药泵，调节到合适的加药流量；、打开加药泵，调节到合适的加药流量；5、打开溶气罐底部阀门，向逆流气浮柱内通入溶气、打开溶气罐底部阀门，向逆流气浮柱内通入溶气水；水；6、调节进、出水流量阀，改变气浮池内水力负荷、调节进、出水流量阀，改变气浮池内水力负荷、排渣比，观察气浮池内悬浮絮体变化。排渣比，观察气浮池内悬浮絮体变化。7、测量气浮池进、出水浊度，观察逆流气浮处理效、测量气浮池进、出水浊度，观察逆流气浮处理效果。果。试验步骤701.五、思考五、思考题2.那那些些因因素素可可以以提提高高影影逆逆流流气气浮浮处理理的效果。的效果。3.比比较逆流气浮与常逆流气浮与常规气浮有何不同。气浮有何不同。3.观察逆流气浮反察逆流气浮反应柱内气泡与絮体柱内气泡与絮体接触状况。接触状况。五、思考题71