环境工程实验设计吸附过滤离子交换等

颗粒自由沉淀实验

一、实验目的

1、过实验学习掌握颗粒自由沉淀的试验方法。

2、进一步了解和掌握自由沉淀的规律，根据实验结果绘制时间－沉淀率（t-E）、沉速－沉淀率（u-E）和C t/ C o~u的关系曲线。

二、实验原理

沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、沉淀絮凝、成层沉淀和压缩沉淀等4类。本实验是研究探讨污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律。实验用沉淀管进行。设水深为h，在t时间内能沉到深度h颗粒的沉淀速度vh/t。根据给定的时间t o计算出颗粒的沉速u o。凡是沉淀速度等于或大于u0的颗粒在t0时就可以全部去除。设原水中悬浮物浓度为C o则

沉淀率＝(C o-C t)／C0×100%

在时间t时能沉到深度h颗粒的沉淀速度u:

u=(h×10)／(t×60) (mm／s)

式中：C0——原水中所含悬浮物浓度，mg/l

C1————经t时间后，污水中残存的悬浮物浓度，mg/l;

h ——取样口高度cm;

t ——取样时间，min。

三、实验步骤

1、做好悬浮固体测定的准备工作。将中速定量滤纸选好，放入托盘，调烘箱至

105±1℃，将托盘放入105℃的烘箱烘45min, 取出后放入干燥器冷却

30min，在1/10000天平上称重，以备过滤时用。

2、开沉淀管的阀门将软化淤泥和水注入沉淀管中曝气搅拌均匀。

3、时用100ml容量瓶取水样100ml (测得悬浮物浓度为C0)记下取样口高度，

开动秒表。开始记录沉淀时间。

4、时间为

5、10、15、20、30、40、60 min时，在同一取样口分别取100 ml

水样，测其悬浮物浓度为（C t）。

5、一次取样应先排出取样口中的积水，减少误差，在取样前和取样后必须测量

沉淀管中液面至取样口的高度，计算时采用二者的平均值。

6、已称好的滤纸取出放在玻璃漏斗中，过滤水样，并用蒸馏水冲净，使滤纸上

得到全部悬浮性固体，最后将带有滤渣的滤纸移入烘箱，重复实验步骤（1）的工作。

7、浮物固体浓度计算

悬浮性固体浓度C mg/l={(W1-W2)×1000×1000}／v

式中：W1——滤纸重；

W2——滤纸＋悬浮性固体的重量；

V ——水样体积，100 ml。

六、对结果的分析、讨论及改进设想

1、 根据不同沉淀时间的取样口距液面平均深度h 和沉淀时间t 、计算各种颗粒的沉淀速度u t 和沉淀率E ，并绘制t-E 和u-E 的关系曲线。从上图可以看出随着沉淀时间的增长，沉淀效率不断增大，而自由沉速越来越小，可以得出时间与沉淀效率称成正比，与沉速成反比。从u-E 曲线可以看出沉淀效率与沉速成反比。

2、利用上述实验资料、计算不同时间t 时，沉淀管内未被去处的悬浮物的百分比，即

%10001

?=

C C P 以颗粒沉速u 为横坐标，以P 为纵坐标、在普通格纸上绘制u

－P 关系曲线。可以看出u-P 成反比。

3、实验要注意的地方是每一次取样应先排出取样口中的积水，减少误差，在取样前和取样后必须测量沉淀管中液面至取样口的高度，计算时采用二者的平均值。同时称滤纸的重量与滤纸与悬浮物的总重量必须迅速，不要另滤纸暴露在空气中，否则吸入空气中的水分影响实验准确度。

七、思考题

1、 自由沉淀中颗粒沉速与絮凝沉淀中颗粒沉速有区别吗？

答：有区别。自由沉淀和絮凝沉淀的沉淀条件不同，以致他们的沉速存在区别。

自由沉淀颗粒沉速：颗粒沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用，此时对应的沉速。絮凝沉淀颗粒沉速：颗粒在沉淀过程中，颗粒由于相互接触絮凝而改变其大小、形状、密度的沉淀，此时对应的沉速。

2、 绘制自由沉降曲线的意义。

答：自由沉降曲线是反映水中悬浮颗粒的沉淀性能。

对于指定的沉淀时间t 0可求得颗粒沉速u 0，沉速大于等于u 0的颗粒在t 0时可全部去处，而沉速u

曝气充氧实验

一、实验目的

1、 定曝气设备（扩散器）氧总转移系数Kla 值。

2、 深理解曝气充氧机理及影响因素。

3、 解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法，评价氧转移效率E A 和动力效率E p 。

二、实验原理

根据氧转移基本方程式

=dt

dc

K La (c s -c) 积分整理后可得

氧总转移系数K La =t

c c I c c I t s g s g )]

()([303.20---

式中：K La ――氧总转移系数，L/h ；

t ――曝气时间，h ； c s ――饱和溶解氧浓度；

c 0―― 曝气池内初始溶解氧浓度，本实验中t=0时，c 0=0； c t ――曝气某时刻t 时，池内液体溶解氧浓度，mg/L 。

曝气是人为通过一些设备加速向水中传递氧的过程。常用曝气设备分为机械曝气与鼓气曝气两大类，无论哪种曝气设备，其充氧过程均属传质过