水质工程学实验报告

南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：√验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验一混凝试验一、实验目的：1.学会求一般天然水体最佳混凝条件（包括投药量、PH、水流速度梯度）的基本方法；2.观察混凝现象，加深混凝机理的理解，了解混凝影响因素；二、实验基本原理：胶体微粒都带有电荷，它们之间的电斥力是影响胶体稳定性的主要因素，一般天然水体颗粒的电动电位在-30mv以上，投加混凝剂后，只要该电荷点位降到-15mv左右即可得到。三、主要仪器设备及耗材：智能型混凝试验搅拌仪（六联搅拌器），酸度计一台，低浊度仪一台，双向磁力搅拌器一台，1000ml烧杯六个，200ml烧杯两个，1000ml量筒一个，1ml、2ml、5ml移液管各一根，酸碱溶液各一瓶，混凝剂溶液一瓶（5%硫酸铝）四、实验步骤：(1)本次试验选用的是二号水样，将桶中原水搅拌均匀，测定水样的温度、酸碱度、浊度和pH值。(2)确定水样中能形成矾花的近似最小混凝剂量，在烧杯中加入200ml水样并将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，并且每次增加0.1mL的混凝剂投加量，直至出现矾花。记录生成小矾花是的混凝剂的最小投加量。(3)在六个大烧杯中分别加入1L的原水，以上一步所得的最小投加量为基准，设置六组梯度试验，每组用量别为最小投加量的1/3、2/3、1、1.5、2、2.5倍。加入到相应的药剂试管中。(4)设定六联混凝搅拌仪，第一阶段：时间30s，转速500r/min；第二阶段：时间10min，转速为250r/min；第三阶段；时间10min，转速100r/min；第四阶段沉淀10min。启动搅拌仪。(5)待搅拌仪停止后，分别从六个大烧杯中取样，测浊度，记录数据，得出最佳投加量。(6)再向六个烧杯中分别加入1L原水，以原水的PH值为基准，混凝剂的最适用PH值范围为参考范围，设置六组梯度试验，用10%NaOH溶液和10%HCL溶液来调节PH。(7)向六个大烧杯中加入之前测出的混凝剂的最佳投加量，启动搅拌仪。(8)重复5的步骤，测出浊度，记录数据，得出最适PH值。五、实验数据及处理结果组别项目123456加混凝剂的量（ml）2.54.6710.51417.5浊度（NTU）75.2512.457.76.054.46.05PH值45.67.178.49.210加酸或碱的量（ml）HCL0.55HCL0.3原水NaOH0.1NaOH0.22NaOH0.74浊度（NTU）26.116.958.857.29.0512.45有图可知，当投加量为14ml时，浊度最低为最佳投加量有图可知当ph=8.4时浊度最低，处理效果好，PH过大或过小都会抑制处理效果。六、思考讨论题1、根据实验观察及实验结果，简述影响混凝的几个因素？答：从实验结果和数据来看，影响混凝效果的因素主要有PH值、混凝剂的投加量，搅拌速度等。南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：√验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验二过滤反冲洗实验一、实验目的：1.掌握清洁过滤时水头损失的计算方法和水头损失的变化规律2.掌握反冲洗滤层的水头损失的计算方法二、实验原理快滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂志，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。要是想使过滤出水水质好，除了滤料组成须符合要求外，沉淀前或滤前头家混凝剂也是必不可少的。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。少数情况下，虽然水头损失未达到最大允许值，但如果滤池出水浊度超过规定要求，也需进行冲洗。冲洗强度需满足底部滤层恰好膨胀的要求。清洁滤层水头损失计算公式《水质工程学》教材公式。当滤速不高，清洁滤层中水流属层流时，水头损失与滤速成正比，二者成直线关系；当滤速较高时，计算结果偏低，即水头损失增长率超过滤速增长率。当滤池的水头损失达到预定极限或水质恶化时，就需要进行反冲洗。滤层的膨胀率对反冲洗效果影响大，对于给定的滤层，在一定水温下的滤层膨胀率决定于冲洗强度。三、实验设备及用具过滤装置一套（陶砾）、流量计两个、测压板一个。四、实验步骤1、将水箱灌满水，插上电源2、清洁砂层过滤，水头损失实验开始，开启进水阀门，过滤阀门，测压板第一个和最后一个阀门，关闭反冲洗阀门。3、调节流量计，改变其滤速并调节进水阀门，是的过滤柱内的水面保持不变，同时读出测压板两玻璃管的读数。记录数据，重复此步骤5次。4、关闭测压板上的两个阀门，进水阀门，将过滤柱中的水放干，用力拍过滤柱，是滤料分布均匀，量出滤层厚度。5、关闭过滤阀门，开启反冲洗阀门，调节反冲洗流量计，改变其滤速，待滤料表面稳定后，读出滤层厚度，重复此步骤5次，记录数据。五、实验数据与处理结果过滤实验数据测试次数流量（ml/s）滤速实测水头损失Q/W（cm/s）36Q/W（m/h）测压管水头（cm）hb-hahbha1250.39317449114.15428167185.2181.83.42500.78634898228.30856334157.4155.12.331001.57269796356.61712668156.1143.412.741502.35904694584.92569002151.2131.22052003.145395927113.2342534136.8106.830过滤反冲洗数据测试次数反冲洗量（ml/s）膨胀砂层厚度（cm）六、砂层膨胀度e=L-L0/L0（%）砂层原始厚度（cm）1520116.824.5202558693.8260011926.865671643680124.933.155650324720126.234.541577835800130.839.445629有图可知，在过滤试验中，滤速越大水头损失也增大，二者成线性相关。而在过滤与反冲洗试验中，冲洗量与砂层膨胀度也成线性关系。南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：√验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验三消毒实验一、实验目的氯消毒广泛应用于给水处理和污水处理。由于不少水源受到不同程度的污染，水中含有一定浓度的氨氮，掌握折点加氯消毒的原理及其实验技术，对解决受污染水源的消毒问题很有必要。目的：1、掌握折点加氯消毒的实验技术2、了解氯消毒的基本原理3、掌握加氯量，需氯量的计算方法二、实验原理氯气和漂白粉加入水中后发生如下反应：Cl2+H2O=HOCl+HCl（5-1）2Ca(OCl)2+2H2O=2HOCl+Ca(OH)2+CaCl2（5-2）HOCl=H++OCl—（5-3）次氯酸和次氯酸根均有消毒作用，但前者消毒效果较好，因细菌表面带负电，而HOCl是中性分子，可以扩散到细菌内部破坏细菌的酶系统，妨碍细菌的新陈代谢，导致细菌的死亡。如果水中没有细菌、氨、有机物和还原性物质，则投加在水中的氯全部以自由氯形式存在，即余氯量=加氯量由于水中存在有机物及相当数量的氨氮化合物，它们性质很不稳定，常发生化学反应逐渐转变为氨，氨在水中是游离状态或以铵盐形式存在。加氯后，氯与氨必生成“化合性”氯，同样也起消毒作用。根据水中氨的含量，pH值高低及加氯量多少、加氯量与剩余氯量的关系，将出现四个阶段，即四个区间。第一区OA段：表示水中杂质把氯消耗光，余氯量为零，消毒效果不可靠。第二区AH段：加氯量增加后，水中有机物等被氧化殆尽，出现化合性余氯，反应式为：NH3+HClO=NH2Cl+H2O（5-4）NH2Cl+HClO=NHCl2+H2O（5-5）若氨与氯全部生成NH2Cl则投加氯气用量是氨的4.2倍，水中pH6.5时主要生成NHCl2。第三区HB段：投加的氯量不仅生成NHCl2、NCl3，同时还发生下列反应：2NH2Cl+HOCl=N2↑+3HCl+H2O（5-6）结果使氨氮被氧化生成一些不起消毒作用的化合物，余氯逐渐减少最后到最低的折点B。第四区BC段：继续增加加氯量，水中开始出现自由性余氯。加氯量超过折点时的加氯称为折点加氯三、实验器材及设备六联搅拌仪，次氯酸钠漂白粉试剂，余氯检测计，1g/L的氨氮溶液，移液管1ml、5ml、10ml各一支，1000ml量筒一个，小烧杯若干，缓冲剂药片若干。四、实验步骤1、去5ml漂白粉试剂，稀释四倍，用余氯计测其氯值，确定其浓度记录数据。2、分别在六个大烧杯中加入1L的自来水，再分别加入1买了的氨氮溶液。3、根据计算公式，计算实验所需的投氯量。4、根据计算所得的投药量作为中间值，设置梯度实验六个，差值为1到2ml。5、将每组所要添加的试剂方到相应的药剂管，六联搅拌仪设定时间为11min，启动搅拌仪6、带仪器停止后，取样，测定其余氯值，记录数据绘图。五、实验数据与处理结果123456漂白粉投加量（ml）252728.829.830.832加氯量（mg/L）0.6060.6540.710.860.880.96余氯量（mg/L）0.680.870.6980.7220.7450.755南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：√验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验四离子交换实验一、实验目的1、了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法2、加深对复床除盐基本理论的理解二、实验原理离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换树脂在电解质溶液中进行的。利用阴阳树脂共同工作是目前制取纯水的基本方法之一。水中各种无机盐类电离生成的阴阳离子经过H型离子交换树脂时，水中阳离子被H+取代，经过OH型离子交换树脂时，水中阴离子被OH-取代。进入水中的H+和OH-结合成H2O，从而达到去除无机盐的效果。水中所含阴、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离子很少，导电率很小，电阻值很大，生产上常以水的导电率控制离子交换后的水质。阳离子交换树脂是以钠离子（Na+型）或氢离子型（H+型）置换溶液中的阳离子从而将其去除掉。置换反应为：钠型:NaOR+M2+→MR+2Na+氢型:H2R+M→MR+2H+反应式中R表示树脂，M2+表示阳离子。阴离子交换树脂是以羟基（OH-）离子置换溶液中的阴离子，从而将其去除掉，置换反应式为：R(OH)+A2-→RA+2OH-反应式中R表示树脂；A2-表示阴离子。三、实验装置设备离子软化与除盐实验装置,电导仪,酸度计,烧杯若干。四、实验步骤1、测定原水的PH值，电导率，记录数据。2、排除阴阳离子交换柱中的废液。3、开启阴离子交换柱进水阀和出水阀，调整交换柱内流速为20L/h4、先关闭阳离子的出水阀门，开启阴离子的交换柱的进水阀门及出水阀门。5、交换3到5min后，测定各离子交换柱出水的PH值和电导率。6、依次令交换柱内流速为40L/h，60L/h，80L/h，100L/h，进行实验，测定其出水的PH值及电导率，记录数据。五、实验数据及处理结果阴离子树脂流量（L/h）20406080100PH值10.3410.1410.1110.05975电导率（us/m）1190867702610497阳离子树脂流量（L/h）20406080100PH值3.053.063.153.163.19电导率（us/m）34903200282026602480南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：√验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验五活性炭吸附实验一、实验目的1、通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验操作2、掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法二、实验原理活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象，也有化学吸着作用。有一些被吸附物质先在活性炭表面上积聚浓缩，继而进入固体晶格原子或分子之间被吸附，还有一些特殊物质则与活性炭分子结合而被吸着。水中所含的溶解性杂质在活性炭表面积聚而被吸附，同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面，重新进入水中即同时发生解吸现象。当吸附和解吸处于动态平衡状态时，称为吸附平衡。这时活性炭和水（即固相和液相）之间的溶质浓度，具有一定的分布比值。如果在一定压力和温度条件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质为x毫克，则单位重量的活性炭吸附溶质的