水污染实验..docVIP

水污染控制工程实验 1 实验一 颗粒自由沉淀 1 实验二 混凝实验 5 实验三 活 性 炭 吸 附 实 验 9 实验四 加压溶气气浮实验 13 实验五 生物接触氧化实验 16 实验六 活性污泥性质的测定 19 水污染控制工程实验 实验一 颗粒自由沉淀 在污水预处理或物理处理阶段，针对无机较大颗粒物质一般采用沉淀方法来进行处理，典型的构筑物为沉砂池。沉砂池的设置目的就是去除污水中的泥沙、煤渣等相对密度比较大的无机颗粒，以免影响后续构筑物的正常运行。沙粒在沉砂池中的沉淀就属于自由沉淀。 一 实验目的 （1）观察沉淀过程，认识自由沉淀的现象，加深对自由沉淀的理解。 （2）初步掌握颗粒自由沉淀的试验方法。 （3）进一步了解和掌握自由沉淀规律，根据试验结果绘制时间～沉淀效率（t~E），沉速～沉淀效率（u~E）和Ct/C0～u的关系曲线。 二 实验原理 沉淀是水污染控制中用以去除水中杂质的常用方法。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀通常可以分成四种不同的类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩沉淀。 浓度较稀的、粒状颗粒的沉降称为自由沉淀，其特点是在静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉，其沉淀在层流区符合Stokes(斯托克斯)公式。但是由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒密度很难或无法准确地测定，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得而是通过静沉实验确定。 由于自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，因而自由沉淀可在一般沉淀柱内进行，但其直径应该足够大，一般应使D≥100mm，以免沉淀颗粒受柱壁的干扰。 自由沉淀所反映的一般是沙砾、河流等的沉淀特点。具有大小不同颗粒的悬浮物静沉总去除率E与截留速度u0、颗粒质量分数的关系如下： (1-1) 式中 E——总沉淀效率； P0——沉速小于ui的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数； 1-P0——沉速大于或等于ui的颗粒去除百分数； ui——某一指定颗粒的最小沉降速度； u——小于最小沉降速度ui的颗粒沉速。 公式推导如下： 设在水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验。实验开始，沉淀时间为0，此时沉淀柱内悬浮物分布是均匀的，即每个断面上颗粒的数量与粒径的组成相同，悬浮物浓度为C0(mg/L)，此时去除率E=0。 实验开始后，不同沉淀时间ti，颗粒最小沉淀速度ui相应为 ui ＝ （1-2） ui此即为ti时间内从水面下沉到取样点的最小颗粒di所具有的沉速。此时取样点处水样悬浮物浓度为Ci，未被去除之颗粒即示意ddi的颗粒所占的百分比为： Pi = （1-3） 因此，被去除的颗粒(粒径d≥di)所占比例为： E0=1－Pi （1-4） 实际上沉淀时间ti内，由水中沉至池底的颗粒是由两部分颗粒组成。即沉速u≥ui的那一部分颗粒能全部沉至池底；除此之外，颗粒沉速uui的那一部分颗粒,也有一部分能沉至池底。这是因为，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速uui，但是这部分颗粒并不都在水面，而是均匀地分布在整个沉淀柱的高度内。因此只要在水面下，他们下沉至池底所用的时间能少于或等于具有沉速ui的颗粒由水面降至池底所用的时间ti，那么这部分颗粒也能从水中被去除。 沉速uui的那一部分颗粒虽然有一部分能从水中去除,但其中也是粒径大的沉到池底的多,粒径小的沉到池底的少,各种粒径颗粒去除率并不相同.因此若能分别求出各种粒径的颗粒占全部颗粒的百分比,并求出可颗粒在时间ti内能沉到池底的颗粒占本颗粒粒径的百分比,则二者乘积即为此中颗粒粒径在全部颗粒中的去除率。如此分别求出uui的那些颗粒的去除率，并相加后，即可得出这部分颗粒的去除率。 为了推求其计算式，我们绘制P～u关系曲线，其横坐标为颗粒沉速u，纵坐标为未被去除颗粒的百分比P，如图所示。 由图中可见 ΔP = P1-P2 =－= (1-4) 故ΔP是当选择的颗粒沉速由u1降至u2时，整个水中所能多去除的那部分颗粒的去除率，也就是所选择的要去除的颗粒粒径由d1减到d2时水中所能多去除的，即粒径在d1～d2间的那部分颗粒所占的百分比。因此当ΔP间隔无限小时，则dP代表了直径为小于di的某一粒径d的颗粒占全部颗粒的百分比。这些颗粒能沉至池底的条件，应是在水中某 图1－1 P～u关系曲线 点沉至池底所用的时间，必须等于或小于具有沉速 为ui的颗粒由水面沉至池底所用的时间，即应满