高等学校教材
环境工程学
实验
南开大学环境科学与工程学院
环境工程学实验室
目录
实验室实验
实验一沉淀实验 (2)
实验二混凝实验 (6)
实验三静态活性炭吸附实验 (8)
实验四动态活性炭吸附实验.......................................................... ..11 实验五气浮实验.............................................. (12)
实验六逆流气浮实验................................................. . (14)
实验七曝气设备充氧能力的测定实验 (16)
实验八污泥脱水实验 (20)
实验一沉淀实验
一、目的
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。
二、原理
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，其沉速在层流区符合Stokes(斯笃克斯)公式。悬浮物浓度不太高，一般在600~700mg/L以下的絮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。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。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。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，器壁效应更为突出，为了能真实地反映客观实际状态，沉淀柱直径一般要≥200mm，而且柱内还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。
三试验设备材料
1. 沉淀用有机玻璃柱，内径d=150mm，高H=1600mm，内设搅拌装置转速1rpm，上设溢流管、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），包括小车、污泥泵、水箱等；
3. 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、称量瓶、烘箱、抽滤装置、干燥器等装置；
5. 取样用100ml比色管、100ml量筒、瓷盘等。
四试验方法和步骤
1. 检查沉淀装置连接情况、保证各个阀门完全闭合；各种用具是否齐全。
2. 打开阀门1、3，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C 0。
3. 启动搅拌器控制转速为1rpm ；打开阀门2、4，慢速关小阀门3，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2、4，并开始记录时间。
4. 在开始后0、5、10、20、30、60min 时分别在1号取样口取样100ml ，测悬浮物浓度。同时观察悬浮颗粒沉淀特点、现象。
5. 悬浮物测定方法： ○
1将定量滤纸置于称量瓶内烘至恒重W 1；○2将抽滤水样后滤纸放入称量瓶中，烘至恒重W 2；○
3悬浮物浓度V
W W V W C 1
2-==。 抽滤装置图
抽气泵
干燥塔
抽滤瓶
搅拌电机每分钟1-2转
五注意事项
1．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。
2．取样时，先排除管中积水而后取样（排出20ml左右），每次取样100 mL。
六实验结果整理
1. 在格纸上绘制u-p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E（记入表3）。
试验日期：
水样性质及来源：
沉淀柱内经：150mm 柱高：H=1600mm 有效高度h=1200mm
= mg/
水温：°C 每次取样体积V=100ml 原水悬浮物浓度C
表1 悬浮物性质测定记录表
表2 沉淀数据整理表
表3 沉淀物去除率E 的计算
七 思考题
1．若按%100C /)C (C E 0i 0⋅-=计算不同沉淀时间t 的沉淀效率E 有何不妥?此时试验方法应如何改变。
实验二混凝实验
一、目的
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类，数量，还可确定其它混凝最佳条件。
二、原理
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。自投加混凝剂直至形成较大矾花的过程叫混凝。
三、设备及用具
1. TS6程控混凝试验搅拌仪一台。
2. 洗耳球1个，配合移液管移药用。
3. 10mL 移液管1根。
4. 1000mL量筒1个，量原水体积。
5. 2 mg/mL（Al2O3计）浓度硫酸铝（或其它混凝剂）溶液1瓶。
6. PHS-2型酸度计1台。
7. HACH 2100N浊度仪1台。
四、内容与步骤
1. 测原水浊度及Ph值。
2. 用1000mL量筒量取6个水样置于搅拌烧杯中。
3. 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，编程序（快速搅拌800rpm、1min、加药；中速搅拌150rpm、10min；慢速搅拌50rpm、10min；静沉30min）。
5. 用移液管向1至6号加药管中分别加入1、2、3、4、5、6mL混凝剂。
6. 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，并记入表格中。
7. 程序运行结束后，由上部取样口取杯中上清液约100mL（测浊度、pH即可），置于六个洗净的100mL烧杯中，测浊度及pH并记入表中。
五、注意事项
1. 取水样时，所取水样要搅拌均匀，要一次量取以尽量减少所取水样浓度上
