给水排水实验指导书（2012版） - 图文

水处理实验指导书

东南大学环境工程实验室

二O一二年四月

实验一 活性炭吸附实验

一、 实验目的

1. 研究各种活性炭吸附性能，掌握等温吸附的测定方法和等温吸附曲线的绘制。 2. 掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。 3. 了解升流式连续活性炭吸附装置的设计及运行。

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。

当活性炭对水中所含杂质吸附时，水中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。如果在一定的压力与温度条件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质为x克，则单位重量的活性炭吸附溶质的数量qe,即吸附容量可按下式计算

x(mg/g) qe?(1-1)

mqe的大小除了决定于活性炭的品种外，还与被吸附物质的性质、浓度、水的温度及pH值有关。一般说来，当被吸附的物质能够与活性炭发生结合反应、被吸附的物质又不容易溶解于水而受到水的排斥作用，且活性炭对被吸附物质的亲和作用力强，被吸附物质的浓度又较大时，qe值就较大。

.BET和描述吸附容量qe与吸附平衡时溶液浓度C的关系有LangmuirFruendlieh吸附等温吸附式。在水和污水处理中通常用Fruendlieh表达式来比较

不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量，即 qe?KC1n (1-2)

式中： qe——吸附容量(mg/g)；

K——与吸附比表面积、温度有关的系数；

n——与温度有关的常数，n?1； C——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L)

这是一个经验公式，通常用图解方法求出K、n的值（见图1-1、图1-2）。

为了方便易解，往往将式（1-2）变换成对数线性关系式：

lgqe?lgC0?C1?lgK?lgC （1-3） mn式中： C0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L) ; C——被吸附物质的平衡浓度(mg/L) ; m——活性炭投加量(g/L)

500450400qe(mg/g)35030025020015002550qe?KC 1n75100125150C(mg/L)

图1-1 吸附等温线曲线

2.72.6y = 0.1418x + 2.3635lg(C0-C)/m2.52.42.32.2-10123lg(C)

图1-2 K、n的图解求法

连续流活性炭的吸附过程同间歇性吸附有所不同，这主要是因为前者被吸附的杂质来不及达到平衡浓度C，因此不能直接应用上述公式。这时应对活性炭吸

附柱进行被吸附杂质泄漏和活性炭耗竭过程实验，也可简单地采用

Bohar?tAdam关系式。s

NT?0C0V??C0??Vln??D??C?1??? （1-4） KN0?B???式中： T——工作时间(h) ;

V——吸附柱中流速(m/h);

D——活性炭层厚度(m); K——流速常数(m3/g?h);

N0——吸附容量(g/m3)； C0——入流溶质浓度(mg/L)； CB——容许出流溶质浓度(mg/L) 。

根据入流，出流溶质浓度，可用式（1-5）估算活性炭柱吸附层的临界浓度，即保持出流溶质浓度不超过CB的炭层理论厚度。

?C0?V? （1-5） D0?ln??1?KN0?CB??式中D0为临界厚度，其余符号同上面。

在实验时如果原水样溶质浓度为C01，用三个活性炭柱串联，则第一个活性炭柱的流出浓度CB1即为第二个活性炭柱的流入浓度C02，第二个活性炭柱的流出浓度CB2即为第三个活性炭柱的流入浓度C03。由各炭柱不同的流入、流出浓度C0、CB便可求出流速常数K值。

图1-3 间歇式活性炭吸附实验装置 图1-4 连续式活性炭吸附实验装置

三、实验装置与设备

1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8．

升流式吸附装置 1套 HY-2型多用调速振荡器 1台 721型分光光度计 1台 蠕动泵 1台 过滤装置 若干 秒表

自动进样器等

0.0005M亚甲基兰溶液（化学式C16H18ClN3S?3H2O、浓度186.95mg/L）

四、实验步骤

(一)吸附等温线

1. 将粉末活性炭在150℃温度下烘干3小时。

2. 用电子天平称取0.0、5.0、10.0、15.0、20.0、30.0、40.0、50.0mg粉末活性炭，分别加入8个50ml的比色管。

3. 分别在各比色管中加满50ml 0.0005M的亚甲基兰溶液，将比色管逐个固定在振荡器上振荡45分钟。

4. 取下比色管，立即用漏斗滤纸过滤，滤液舍去最初与最后的部分，留中间部分供分析用。

5. 测定各滤液中残留的亚甲基兰的吸光度，并根据亚甲基兰溶液浓度—吸光度标准曲线查出滤液中残留的亚甲基兰浓度。（标准曲线以如下方法近似获得：测定原始亚甲基兰溶液(186.95mg/L)的吸光度A，在坐标系中得一点A0，过坐标原点及A0点作一直线即得）。

C?C6. 将数据列表，以lg0为纵坐标，lgC为横坐标绘出等温吸附线。

m7. 从吸附等温线上求出K、n值，代入式（1-2）求出Fruendlieh吸附等温式。 8. 在图中相当于进水浓度C0处引一垂线与等温线相交，其交点可由纵坐标上读出X/m。这一数值代表的单位重量炭的吸附量就是炭的最终能力。 但经验证明，这一数值很难用以准确预测设计中炭的投加量。因而还必须进行连续活性炭吸附系统的实验。 （二）连续动态吸附柱实验

1. 配制250升0.0005M亚甲基兰溶液。

2. 将蠕动泵的流量调整至25mL/min，记录开始时间。

3. 一小时后开始取样测定，直至吸附柱穿透为止。求出得到所需出水水质的最小接触时间。

4. 绘制装置简图，并自行设计实验步骤。 动态实验包括以下步骤：

1. 确定得到所需出水水质的最小接触时间。 2. 不同流量下单位炭柱长度炭层的水头损失。 3. 确定投炭量。

4. 升流式与降流式的比较。

五、实验数据结果整理（实验报告）

(一)吸附等温线结果数据整理 1. 记录实验操作基本参数

班 级： 姓 名： 学 号： 实验日期： 3.18 同组实验者姓名： 水样亚甲基兰浓度：186.95mg/L， pH：4.8 ，温度： 19 ℃ 振荡时间： 45 min， 水样体积： 50 mL。

2. 各比色管中水样过滤后，亚甲基兰测定结果，建议按表1-1填写。 3. 以lgC。?C为纵坐标，lgC为横坐标绘出Fruendlieh吸附等温线。 m4. 从等温线上求出K、n值，代入式（1-2），求出Fruendlieh吸附等温式。

表1-1 间歇式吸附实验记录表

杯号 水样体积(mL) 原水样 亚甲基兰浓度Ｃ0（mg/L） 吸附平衡后亚甲基兰浓度Ｃ（mg/L） 活性炭投lgC 加量 (mg/L) C。?C m(mg/g) lgC。?C m 0 1 2 3 4 5 6 7 50 50 50 50 50 50 50 50 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 108.62 65.70 52.20 21.99 8.69 0.86 0.36 (二)连续流吸附实验结果整理 1. 实验测定结果建议按表1-2填写。

班 级： 姓 名： 学 号： 实验日期： 3.18 同组实验者姓名： 原水COD浓度： mg/L，水温： 19 ℃，蠕动泵流量： 25 mL/L

pH： ，活性炭吸附容量：qe mg/g

表1-2 连续流吸附实验记录

1号柱 工作时间 Ｔ(h) C01 (mg/l) D1 V1 C02 2号柱 D2 (m) V2 (m/h) C03 (mg/l) 3号柱 D3 (m) (m) (m/h) (mg/l) 出水浓度 CＢ V3 (m/h) (mg/l) 45 4.67 50 2. 根据实验所测得的数据代入式（1－４）求出流速常数Ｋ值。（其中N0采用qe进行换算，活性炭容量r?0.7g/cm3左右）

3. 如果流出亚甲基兰浓度为10mg/L，求出活性炭柱炭层的临界值D0。 吸光度的记录:0 3 2 1

0 0.0054 0.049 0.670

六、实验结果讨论

1. 间歇吸附与连续流吸附相比，吸附容量qe和N0是否相等？怎样通过实验求出

N0值？

2. 通过本实验、你对活性炭吸附有什么结论性意见？本实验如何进一步改进？

实验二 混凝实验

一、 实验目的

1. 了解絮凝剂的筛选方法、掌握混凝实验的操作条件。

2. 观察不同投药量的絮凝效果，掌握在pH一定的情况下最佳投药量筛选。 3. 观察不同pH值条件下的絮凝效果，掌握投药量一定条件下时最佳pH条件筛选。

4. 通过实验现象的观察和实验结果的分析，加强对混凝理论的理解。

二、实验原理

胶体颗粒（胶粒）带有一定的电荷，它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。胶粒表面的电荷值常用电动电位?来表示，又称为Zeta电位。Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间的斥力的大小和影响范围。

一般天然水中胶体颗粒的Zeta电位约在30mv以上，投加混凝剂后，只要该电位降到15mv左右即可得到较好的混凝效果。相反，当Zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态。

投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。投加量不足不可能有很好的混凝效果。同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。

在水中投加混凝剂如Al2(SO4)3、FeCl3以后，生成的Al(III)、Fe(III)化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度影响，还受水的

pH值影响。如果pH值过低（小于4），则混凝剂水解受到限制，其化合物中很

少有高分子物质存在，絮凝作用较差。如果pH值过高（大于9-10），它们就会出现溶解现象，生成带负电荷的络合离子，也不能很好发挥混凝作用。

投加了混凝剂的水中，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体，这时，水流速度梯度G值的大小起着主要作用。在混凝搅拌实验中，水流速度梯度

G值可按下式计算：

G?P （2-1） ?V式中： P——搅拌功率(J/s)；

?——水的粘度(Pa?s)； V——被搅动的水流体积(m3)。

在本实验中，水流速度梯度G值由混凝搅拌机微电脑自动给出。

三、实验装置与设备

1. ZR4-6型微机控制混凝搅拌机 1套（见图2-1） 2. 浊度仪 TSZ型 1台 3. 酸度计（或PH试纸） 1台 4. 玻璃仪器 若干 5. 秒表

6. 自动进样器等

图2-1 混凝搅拌装置

四、实验步骤

混凝实验分为最佳投药量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三部分。实验用水配制：将配水槽注满自来水，按照400mg/L浓度配制高岭土浊度水水样。由于自来水中碱度不够，因此配水时应同时投加300mg/L的Na2CO3（根据配水槽中自来水的体积，分别计算高岭土及Na2CO3的投加量）。原水配好后，测定原水水样的特性，即混浊度、pH值、温度。

在不改变原水pH的条件下进行最佳投药量实验。选定一种搅拌速度变化方式，确定最佳投药量。然后按照最佳投药量筛选混凝最佳pH值，最后根据最佳投药量、最佳pH值，筛选最佳速度梯度。

在本实验中所需的药剂为： 1. 混凝剂

Al2(SO4)3?18H2O 浓度 10% FeCl3?6H2O 浓度 10% 聚合氯化铝（PAC）?Al2(OH)mCl6?m? 浓度 10%

(三种混凝剂每组同学选做一种)

2.化学纯盐酸HCl 浓度 10% 3.化学纯氢氧化钠NaOH 浓度 10% （一）最佳投药量实验步骤

1. 确定形成絮体矾花所用的最小混凝剂量。方法：用一个实验烧杯取原水1000mL，设置混凝机程序（单段：中速搅拌100r/min，搅拌时间3min），记下该程序号并运行该程序（同时运行），同时向实验烧杯中投加所选用的混凝剂1mL，搅拌3min后，观察有无矾花。若无矾花出现，则再次投加1mL的混凝剂，直至出现矾花为止。此时累计投加的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量。

2. 将烧杯中的实验用水倒掉，并将混凝机所附6个实验烧杯，分别加入1000mL 原水，置于实验搅拌机平台上。

3. 确定实验时每个烧杯的混凝剂投加量。根据步骤1得出的形成矾花最小混凝剂投加量，取其1/4作为1号烧杯的混凝剂投加量，取其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量。用依次增加混凝剂投加量相等的方法求出2～5号烧杯的混凝剂投加量。

4. 设置混凝机程序。（第1段：快速搅拌1分钟，转速约为300r/min；第2段：中速搅拌10分钟，转速约为100r/min；第3段：慢速搅拌10分钟，转速约为50r/min）。记下该程序号。

5. 运行该程序，混凝机自动启动搅拌。与此同时，根据步骤3确定的每个烧杯的混凝剂投加量，用移液管向每个烧杯依次快速投加混凝剂（尽量保持同时投加）。

6. 程序运行结束后，搅拌机自动停止。静止沉淀10分钟，用浊度仪比色管在实验烧杯的采样管中放出上清液测定其浊度与pH值（每个水样测定三次）。数据记入表2-1中。

7. 根据剩余浊度—投加量曲线得出最佳混凝剂投加量。 （二）最佳pH值实验步骤

1．将5个实验烧杯分别加入1000mL原水，置于搅拌机平台上。 2．确定原水的特性，即测定原水水样的混浊度、pH值、温度。

3. 调整原水pH。用移液管依次向1号、2号实验烧杯中分别加入2.0、1.0mL

水样性质及来源：

沉淀柱直径：d= 14.5(mm) 沉淀柱高：H＝ 127 (cm) 水温： （℃） 原水悬浮物浓度：C0= (mg/L)

2. 绘制沉淀柱草图及管路连接图

3. 实验数据整理。将实验原始数据按表6-1整理。

表6-1 颗粒自由沉淀实验记录及整理

静沉时间取样口（min） 编号 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 水样浊度 沉淀高度计算用ss未被移除颗粒H/cm (NTU) 百分比P（%） （Cimg/L) 144 124 73.8 27.2 195 145 32 21.5 47.4 22.7 18.2 13.1 17.1 13.2 12.3 9.77 12.5 11.5 9.36 9.30 颗粒沉速u/(mm/s) 5 10 20 30 60 90 120 表中不同沉淀时间ti时，沉淀管内未被移除的悬浮物的百分比及颗粒沉速分

别按下式计算

未被移除悬浮物的百分比Pi?Ci?100% C0式中C0——原水中ss浓度值，mg/L

Ci——某沉淀时间，水样中ss浓度值，mg/L 相应颗粒沉速ui?Hi

ti3. 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。 4. 将表6-1数据计算整理并记录于表6-2。利用图解法计算不同沉速时，悬浮物的去除率。

表6-2 悬浮物去除率E的计算

序u0P0 号 1-P0 ?p us?pus ?u s??p ?u s??pu0 E?(1?P0)? ?us??pu0 ?pus E?(1?P0)??u05. 根据上述计算结果，以E为纵坐标，分别以u及t为横坐标，绘制u?E，t?E关系曲线。

六、 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. 取样前，一定要记录管中水面至取样口距离H0(cm)。 3. 取样时．先排除管中积水而后取样，每次约取300-400mL。

4. 测定悬浮物时，因颗粒较重，从烧杯取样要边搅边吸，以保证两平行水样的均匀性。贴于移液管壁上细小的颗粒一定要用蒸馏水洗净。

七、 实验结果讨论

1. 自由沉淀中颗粒沉速与絮凝沉淀中颗粒沉速有何区别。 2. 绘制自由沉淀静沉曲线的方法及意义。

3. 比较1#取样口和7#取样口的u?P关系曲线，对观察到的现象进行讨论。 4. 利用上述实验资料，按:

E?C0?Ci?100% C0计算不同沉淀时间t的沉淀效率E，绘制量E?t，E?u静沉曲线，并和上述整理结果加以对照与分析，指出上述两种整理方法结果的适用条件。

dC?KLa?(CS?C) （4-1） dt式中：

dC（mg/L?h）——氧转移速率；

dt（1/h）。 KLa——氧的总传递系数

它的倒数表示水中的溶解氧由C变到CS所需KLa可以认为是一混合系数。

要的时间，是气液界面阻力和界面面积的函数。

; （mg/L）CS——实验条件下自来水（或污水）的溶解氧饱和浓度

C——相应于某一时刻t的溶解氧浓度。 （mg/L）将式（4-1）积分得: ln(CS?C)??KLa?t?常数 （4-2）

式（4-2）表明，通过实验测得CS和相应于每一时刻t的溶解氧C值后，绘制ln(CS?C)与t的关系曲线，其斜率就是KLa（见图4-1）。另一种方法是先作C与t关系曲线，再作对应于不同C值的切线得到相应的dC/dt，最后作dC/dt与C关系曲线，也可以求得KLa，如图4-2，图4-3所示。

32?KLa Ln(Cs-C)10-1-2-305101520t(min)

图4-1 ln(CS?C)与t关系曲线

108C(mg/L)642001020304050t(min) 图4-2 C与t关系曲线

3dC/dt(mg/L,min)2.521.510.50012345678910C(mg/L)?KLa

图4-3 dC/dt与C关系曲线

（二）充氧能力

充氧能力可以用下式表示：

dCOC??V （4-3）

dt式中： V——曝气池体积(m3)

采用鼓风机曝气时：

OC?KLa(20?C)?CS(平均)?V (kgO2/h) (4-4)

式中： OC——标准条件下的充氧能力(kgO2/h) （三）修正系数?、?

通常以修正系数?、?来表示污水性质、搅动程度等对氧的传递、溶解氧饱和浓度的影响。

??污水的KLa (4-5)

自来水的KLa污水的CS (4-6)

自来水的CS??测定污水的KLa、CS的方法与清水的方法相同，比较曝气设备充氧能力时，一般认为用清水进行实验较好。

三、 实验装置与设备

（一）实验装置

实验装置的主要部分为空压机与模型曝气池，如图4-4所示。

图4-4 曝气设备充氧能力实验装置简图

（二）实验设备与仪器仪表

1. 模型曝气池 硬塑料制 W×L×H=400×400×500（mm）（H为有效水深） 2. 空压机

3. 溶解氧测定仪 HI9143 4. 秒表 5. 1000ml烧杯

四、实验步骤

1. 实验提供两种类型的曝气池，一种为廊道式，另一种为完全混合式。每一种曝气池又有两种曝气方式，一种为穿孔管式，另一种为曝气头式。两种不同的曝气方式可通过两只阀门控制。由于曝气池体积很小，可以认为池中溶解氧是处处均匀的，因此，仅取一个点测定溶解氧即可。 2. 测定曝气池体积，本实验曝气池体积为400×400×500=80L。

3. 将曝气池内注入自来水，并进行曝气，数分钟后（10～30分钟）,用溶氧仪测定实验条件下的自来水的饱和溶解氧浓度CS和水温，继续曝气。 4. 计算CoCl2和Na2SO3的需要量

OCl2 Na2SO3?1/2O2?C???Na2SO4 (4-7)

从上面反应式可以知道，每除去1mg溶解氧需要投加7.9mgNa2SO3。根据池子的容积和自来水的溶解氧浓度可以算出Na2SO3的理论需要量。实际投加量应为理论值的150～200%。计算方法如下：

W1?V?CS?7.9?(150~200%) (4-8)

式中： W1——Na2SO3的实际投加量 (kg或g)； V——曝气池体积 （m3或L）。

催化剂氯化钴的投加量，按维持池子中钴离子浓度为0.05～0.5mg/L左右计算， 计算方法如下:

W2?V?0.5?129.9 (4-9) 58.9式中： W2——CoCl2的实际投加量 (kg或g)； V——曝气池体积 （m3或L）。

5. 将CoCl2、Na2SO3溶解后直接加入水中，搅拌使其迅速扩散。

6. 待池中溶解氧降到零时，定期测定水的溶解氧浓度，并作记录，直到溶解氧达饱和值时结束实验（0.5～1 min读数一次）。注意曝气时随时调节空气流量，使之恒定。

7. 换一种曝气方式，重复实验一次。

五、 实验数据结果整理（实验报告）

1. 记录实验设备及操作条件的基本参数

班 级： 姓 名： 学 号： 实验日期： 同组实验者姓名： 曝气池长：400cm，宽：400 cm，高：500 cm，体积： 80 m3 水温： 14.2 ℃，室温：15 ℃，气压： (kPa) 实验条件下自来水的CS： 10.25 mg/L

CoCl2投加量： (g或mg)，Na2SO3投加量： (kg或g) 2. 参考表4-1记录不稳定状态下曝气头及穿孔曝气管充氧实验测得的溶解氧值。

表4-1（A） 不稳定状态下充氧实验记录（曝气头）

t(min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ? C(mg/L) 0.26 0.31 0.51 1.57 2.06 3.23 4.29 5.05 5.75 6.48 7.01 7.50 8.05 后面的等等还有:8.92 9.49 9.74 9.94

表4-1（B） 不稳定状态下充氧实验记录（穿孔曝气管）

t(min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ? C(mg/L) 1.64 2.97 4.68 6.32 7.18 7.83 8.46 8.88 9.22 9.30 9.41 9.50 9.5 等等后面还有: 9.55

3. 参考表4-2对实验数据进行处理（曝气头、穿孔曝气管分别处理）。 4. 以溶解氧浓度C为纵坐标，时间t为横坐标，作C与t关系曲线。

5. 根据C与t关系曲线拟合曲线方程并计算相应的不同C值的dC/dt,记录于表4-2。

表4-2 实验数据处理

t(min) C(mg/L) (Cs-C)(mg/L) Ln(Cs-C) dC/dt (mg/L,min) 6. 以ln(CS?C)为纵坐标、时间t为横坐标以及dC/dt为纵坐标、溶解氧瞬时浓度C为横坐标，分别绘制出二条实验曲线并拟合出直线方程。

7. 计算由以上二种数据处理方法得到的氧的总传递系数KLa（不同曝气方式下），并比较二种方法的误差。

8. 计算不同曝气方式的?、?、及充氧能力。

六、实验结果讨论

1. 试比较不同的曝气方式，你认为那一种比较好？ 2. 比较二种数据整理方法，那一种误差小些？ 3. CS值偏大或偏小对实验结果的影响如何？

附录：溶解氧测量仪的使用方法

溶解氧测量仪是水处理实验中最常用的仪器，通常是由一台主机和一支电极探头组成，其中电极是最重要的核心部分（约占造价的一半）,该电极由银制阳极缠绕白金阴极而成，浸于充满氯化钾的电解液的保护套中，此保护套底层为覆盖以铁氟龙材料的透气薄膜，所以被测溶液中的氧可以穿透渗入，而溶液则不能。对电极两极施以一定的极化电压，渗入薄膜

内的氧会在阴极生成(OH?) ，而阳极上会沉积AgCl，这种反应会产生一股电流，它的强度与被测样品含氧量成正比。溶解氧测量仪会把这电流的测量结果换算成溶解氧浓度值表示。

因为溶解氧会受到温度、大气压力和溶液盐度等参数的影响，所以高级的溶解氧测量仪能自动补偿，以提高测量结果的准确性。

本实验所使用的溶解氧测定仪为意大利哈纳HI9143型，其基本原理与上述相同，现将起使用方法叙述如下：

1. 仪器在使用前电极探头内已充满KCl溶液，注意千万不要打开电极的外罩，那样会致使电极内电解液（KCl）泄漏，电极损坏。 2. 按下on/off键，打开仪器，仪器将显示Cond; 3. 表示电极探头正在进行自动调整（极化）； 4. 一旦“Cond”消失，仪器便可校准；

5. 为达到精确校准，应等待10～20分钟，确保电极探头的准确调整。

6. 去掉保护盖，按CAL键，显示屏上出现“-----”及小字“CAL”表示仪器处于校准模式；

7. 仪器将自动使自身标准化为精确的盐度饱和值，大约一分钟以后，显示屏将显示“100%”和一小字“SAMPLE”,表示校准已完成。

8. 仪器校准完毕，除去电极保护盖，将电极探头浸入被测样品溶液中。同时确保温度感应器也浸入样品溶液中。如果要显示为mg/L或饱和百分比（%），按RANG键。为进行精确的溶解氧测量，要求水运动的最小流速为0.3m/s，这就保证“消耗”氧薄膜表面持续不断地得到补充，水流将会提供一个恰当的循环。

9. 在每次测量的过程中电极探头和被测溶液之间有一个热平衡，必须等待一定时间来完成(如果温差只是几度，则只需几分钟)。

10. 为长久确保精确的测量，需要监测电池，当电量不足时，不能得到读数。当电池电量变弱时（10%），在显示屏右下角便显示“LO BAT”来指示，以提醒用户。此显示一出，使用4小时后自动关机。仪器还设置了5分钟不用将自动关机的功能。

实验五 过滤实验

一、实验目的

1. 熟悉普通快滤池过滤、反冲洗的工作过程。

2. 加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度的变化、冲洗强度与冲洗膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解。

二、实验原理

快速过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。要想过滤出水水质好，除了滤料组成需符合要求外，沉淀前或滤前投加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，滤池需要进行冲洗。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。根据运行经验，冲洗排水浊度降至10～20度以下可停止冲洗。

快滤池冲洗停止时，池中水杂质较多且未投药，故初滤水浊度较高。滤池运行一段时间（约5～10 min或更长）后，出水浊度开始符合要求。时间长短与原水浊度、出水浊度要求、药剂投放量、滤速、水温以及冲洗情况有关。如初滤

水历时短，初滤水浊度比要求的出水浊度高不了多少，或者说初滤水对滤池过滤周期出水平均浊度影响不大时，初滤水可以不排出。

为了保证滤池出水水质，常规过滤的滤池进水浊度不宜超过10～20度。

三、实验装置与设备

1. 过滤装置（如图5-1所示） 1套 2. 浊度仪 TSZ型 1台

3. 200mL烧杯2个，取水样测浊度用。 4. 20mL量筒1个，秒表一块， 5. 2米钢卷尺1个，温度计1个。

四、实验步骤

1. 将滤料进行一次冲洗，冲洗强度逐渐加大到12～15L/s?m2,持续几分钟，以便去除滤层内的气泡。

图5-1 过滤装置图

1-过滤柱；2-原水水箱；3-水泵；4-高位水箱；5-空气管；6-溢流管； 7-定量投药瓶；8-跌水混合槽；9-清水箱；10-过滤柱进水转子流量计； 11-冲洗水转子流量计；12-自来水管；13-初滤水排水管；14-冲洗水排水管

2. 冲洗完毕，打开初滤水阀门，降低柱内水位。将滤柱有关数据记入记录表。 3. 通入浑水，开始过滤，滤速16m/h。开始过滤后1、3、5、10、20、30min时测出水浊度。并测进水浊度。

4. 加大滤速至24m/h，加大滤速后1、3、5、10、20、30min时测出水浊度。并测进水浊度。

5. 结束过滤，用设定的冲洗强度、冲洗时间进行冲洗，观察整个滤层是否均已膨胀。冲洗结束时，取冲洗排水测浊度、水温。

6. 作冲洗强度与滤层膨胀率关系实验。测量不同冲洗强度（6、9、12、14、16L/s?m2时滤层膨胀后的厚度，停止冲洗，测滤层厚度。

7. 作滤速与清洁滤层水头损失的关系实验。通入清水，测不同滤速（4、6、8、10、12、14、16m/h）时滤层顶部测压管水位和滤层底部测压管水位、水温。

五、 实验数据结果整理（实验报告）

班 级： 姓 名： 学 号： 实验日期： 同组实验者姓名：

过滤柱有关数据

滤柱内径(mm) 150 滤料名称 石英砂 滤粒粒径（mm） 1.5 滤料厚度（mm） 970 表5-1 不同滤速过滤实验记录

滤速（m/h） 流量(L/h) 过滤时间（min） 1 3 16 282.7 5 10 20 30 1 24 424.1 3 5 10 进水浊度 出水浊度 17.8 22.2 37.3 56.8 90.2 112.0 105.0 87.6 88.5 103.0 20 30 140.0 109.0 水温: ℃

表5-2 滤池冲洗记录

冲洗强度 （L/s?m） 2冲洗流量 (L/h) 1000 1000 冲洗时间 (min) 3 3 冲洗水温 ℃ 滤层膨胀 情况

表5-3 冲洗结束时冲洗水浊度、冲洗强度和滤层膨胀率关系

冲洗强度 （L/s?m） 6 9 12 14 16 2冲洗流量 (L/h) 滤层膨胀后厚度 (mm) 滤层膨胀率 （%）

表5-4 滤池反冲洗实验记录

滤速（m/h） 4 6 8 10 12 14 16 流量(L/h) 清洁滤层顶部 测压管水位 (mm) 清洁滤层底部 测压管水位 (mm) 清洁滤层 的水头损失 (mm)

注意事项：

（1）在反冲洗滤柱中的滤料时，不要使进水阀门开启度过大，应缓慢打开以防滤料冲出柱外。

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