【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .(2）求出濾層膨脹度。記入表53中。表53 濾層反沖洗實(shí)驗(yàn)記錄七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論（1）本實(shí)驗(yàn)存在什么問(wèn)題？如何改進(jìn)？（2）水頭損失與濾速有何關(guān)系？（3）反沖洗強(qiáng)度是如何影響濾池沖洗效率的？實(shí)驗(yàn)六 離子交換軟化除鹽實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．加深離子交換基本理論的理解2．了解并掌握離子交換設(shè)備的操作3．熟悉離子交換軟化除堿的過(guò)程二、實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)含有鈣鹽及鎂鹽的水通過(guò)裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換器時(shí)，水中的Ca2+及Mg2+離子便與樹(shù)脂中的可交換離子（Na+或H+）交換．使水中Ca2+、Mg2+含量降低或基本全部去除，這個(gè)過(guò)程叫做水的軟化。樹(shù)脂失效后要進(jìn)行再生，即把樹(shù)脂上吸附的鈣、鎂離子置換出來(lái)，代之以新的可交換離子。鈉離子交換用食鹽（NaCl）再生、氫離子交換用鹽酸（HCI）或硫酸（H2SO4）再生?；痉磻?yīng)式如下： 1．鈉離子交換： 軟化： 再生： 2．氫離子交換： 交換 再生； 鈉離子交換的最大優(yōu)點(diǎn)是不出酸性水，但不能脫堿。本實(shí)驗(yàn)采用鈉離子交換。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1．軟化裝置一套，2．酸度計(jì)3．電導(dǎo)儀4．滴定管、架（50ml酸式、堿式各一套）5．量筒（10ml、100ml各一個(gè)）6．燒杯（50、500ml各一個(gè)）7．容量瓶（50、500ml各一個(gè)）8．三角燒瓶（250ml 2個(gè)）9．移液管（50、25ml各一個(gè)）四、實(shí)驗(yàn)藥品1．EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（）2．HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液（）3． 酚酞指示劑4．甲基橙指示劑5．鉻黑T指示劑6．pH為10的緩沖溶液（氯化銨＋氨水）（）五、實(shí)驗(yàn)操作步驟1．堿度的測(cè)定（1）用移液管取水樣50ml,注入250ml錐形瓶中，加入酚酞指示劑2滴，若水樣此時(shí)不變紅色，則不必用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定，表示沒(méi)有OH及CO32,僅有HCO3存在，可省去步驟2直接按步驟3進(jìn)行。（2）若水樣變?yōu)榧t色，至顏色剛褪為止，記錄標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液的用量，記錄在表6－1中。（3）再加入甲基橙指示劑2滴（4）如水樣變黃，至顏色剛好變?yōu)槌壬珵橹?，記錄鹽酸用量。記錄在表6－1中。硬度的測(cè)定（1）取50ml水樣注入250ml錐形瓶中，架蒸餾水50ml.（2）在水樣中加入5ml緩沖溶液，并加入2滴鉻黑T.（3）用EDTA二鈉鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，直至溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，記錄EDTA二鈉鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。表6－1 離子交換軟化除堿實(shí)驗(yàn)記錄編號(hào)交換器類(lèi)別交換速度（mg/L）總硬度（mg/L）堿度（mg/L）碳酸鹽硬度（mg/L）非碳酸鹽硬度（mg/L）pH1HNa2HNa3HNa4HNa5六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理堿度計(jì)算 總堿度＝TC(HCL)1000/水樣體積T――鹽酸消耗量(ml)C(HCL)――標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的濃度（mol/l） 總硬度＝V(EDTA)C(EDTA)1000/水樣體積C(EDTA)――EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/l）V(EDTA)――EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）七、思考題1．？影響出水硬度的因素有哪些?實(shí)驗(yàn)七 活性炭吸附實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解活性炭的吸附工藝及性能，并熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作。2．掌握用“間歇”法、“連續(xù)流”法確定活性炭處理污水的設(shè)計(jì)參數(shù)的方法。二．實(shí)驗(yàn)原理 活性炭吸附是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的一種水處理手段。由于活性炭對(duì)水中大部分污染物都有較好的吸附作用，因此活性炭吸附應(yīng)用于水處理時(shí)往往具有出水水質(zhì)穩(wěn)定，適用于多種污水的優(yōu)點(diǎn)?；钚蕴课匠Ｓ脕?lái)處理某些工業(yè)污水，在有些特殊情況下也用于給水處理。比如當(dāng)給水水源中含有某些不易去除而且含量較少的污染物時(shí)；當(dāng)某些偏遠(yuǎn)小居住區(qū)尚無(wú)自來(lái)水廠需臨時(shí)安裝一小型自來(lái)水生產(chǎn)裝置時(shí)，往往使用活性炭吸附裝置。但由于活性炭的造價(jià)較高，再生過(guò)程較復(fù)雜，所以活性炭吸附的應(yīng)用尚具有一定的局限性。 活性炭吸附就是利用活性炭的固體表面對(duì)水中一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的?；钚蕴康奈阶饔卯a(chǎn)生于兩個(gè)方面，一是由于活性炭?jī)?nèi)部分子在各個(gè)方向都受著同等大小的力而在表面的分子則受到不平衡的力，這就使其它分子吸附于其表面上，此為物理吸附；另一個(gè)是由于活性炭與被吸附物質(zhì)之間的化學(xué)作用，此為化學(xué)吸附?；钚蕴康奈绞巧鲜龆N吸附綜合作用的結(jié)果。當(dāng)活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時(shí)，即單位時(shí)間內(nèi)活性炭吸附的數(shù)量等于解吸的數(shù)量時(shí)，此時(shí)被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度和在活性炭表面的濃度均不再變化，而達(dá)到了平衡，此時(shí)的動(dòng)平衡稱(chēng)為活性炭吸附平衡，而此時(shí)被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度稱(chēng)為平衡濃度?；钚蕴康奈侥芰σ晕搅縬表示。 (71)式中 q——活性炭吸附量，即單位重量的吸附劑所吸附的物質(zhì)重，g/g； V——污水體積，L； C0、C——分別為吸附前原水及吸附平衡時(shí)污水中的物質(zhì)濃度，g/L； X——被吸附物質(zhì)重量，g； M——活性炭投加量，g； 在溫度一定的條件下；活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高，兩者之間的變化曲線(xiàn)稱(chēng)為吸附等溫線(xiàn)，通常用費(fèi)蘭德利希經(jīng)驗(yàn)式加以表達(dá)。 （72）式中q——活供發(fā)吸附量，g/g； C——被吸附物質(zhì)平衡濃度g/L； K、h一一是與溶液的溫度，pH值以及吸附劑和被吸附物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。K、h值求法如下：通過(guò)間歇式活性炭吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)得q、C一一相應(yīng)之值，將式（72）取對(duì)數(shù)后變?yōu)橄率剑? （73）將q、C相宜值點(diǎn)繪在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，所的直線(xiàn)的斜率為截距則為k。由于間歇式靜態(tài)吸附法處理能力低、設(shè)備多，故在工程中多采用連續(xù)流活性炭吸附法，即活性炭動(dòng)態(tài)吸附法。采用連續(xù)流方式的活性炭層吸附性能可用勃哈特（Bohart）和亞當(dāng)斯(Adams)所提出的關(guān)系式來(lái)表達(dá)。 式中 t——工作時(shí)間，h；V——流速，m/h；D——活性炭層厚度，m；K——速度常數(shù)，L/mgh；N0——吸附容量、即達(dá)到飽和時(shí)被吸附物質(zhì)的吸附量，mg//L；C0——進(jìn)水中被吸附物質(zhì)濃度，mg/L；CB——允許出水溶質(zhì)濃度，mg/L。當(dāng)工作時(shí)間t=0時(shí)，能使出水濃度小于CB的炭層理論深度稱(chēng)為活性炭層的臨界深度，其值由上式t=0推出 炭柱的吸附容量（N）和速度常數(shù)（K），可通過(guò)連續(xù)流活性炭吸附實(shí)驗(yàn)并利用式t～D線(xiàn)形關(guān)系回歸或作圖法求出。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1． 間歇式活性炭吸附實(shí)驗(yàn)裝置如圖71所示；2． 連續(xù)流活性炭吸附實(shí)驗(yàn)裝置如圖72所示；3． 間歇與連續(xù)流實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備及用具： （1）康氏振蕩器一臺(tái)。 （2）500mL三角燒杯6個(gè)； 圖7－1 間歇式活性炭吸附實(shí)驗(yàn)裝置 （3）烘箱； （4）COD、SS等測(cè)定分析裝置，玻璃器皿、濾紙等。 （5）有機(jī)玻璃炭柱d＝20～30mm，H＝； （6）活性炭； （7）配水及投配系統(tǒng)。 圖7－2 連續(xù)式活性炭吸附實(shí)驗(yàn)裝置四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．間歇式活性炭吸附實(shí)驗(yàn) （1）將某污水用濾布過(guò)濾，去除水中懸浮物，或自配污水，測(cè)定該污水的 COD、pH、SS等值。（2）將活性炭放在蒸餾水中浸24小時(shí)，然后放在105℃烘箱內(nèi)烘至恒重，再將烘干后的活性炭壓碎，使其成為能通過(guò)200目以下篩孔的粉狀炭。因?yàn)榱罨钚蕴恳_(dá)到吸附平衡耗時(shí)太長(zhǎng)，往往需數(shù)日或數(shù)周，為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)茉诙虝r(shí)間內(nèi)結(jié)束，所以多用粉狀炭。 （3）在六個(gè)500mL的三角燒瓶中分別投加0、100、200、300、4D0、500mg粉狀活性炭。 （4）在每個(gè)三角燒瓶中投加同體積的過(guò)濾后的污水，使每個(gè)燒瓶中的 COD濃度與～（沒(méi)有投加活性炭的燒瓶除外）。（5）測(cè)定水溫，將三角燒瓶放在振蕩器上振蕩，當(dāng)達(dá)到吸附平衡（時(shí)間延至濾出液的有機(jī)物濃度COD值不再改變）時(shí)即可停止振蕩。（振蕩時(shí)間一般為30min以上）。（6）過(guò)濾各三角燒瓶中的污水，測(cè)定其剩余COD值，求出吸附量x。實(shí)驗(yàn)記錄如表7－1示。 表7－1 活性炭間歇吸附實(shí)驗(yàn)記錄 序號(hào)原污水出水污水體積(mL)或(L)活性炭投加量(mg)或(g)COD去除率(%)備注COD(mg/L)PH值水溫℃SS(mg/L)COD(mg/L)pHSS(mg/L)2．連續(xù)流活性炭吸附實(shí)驗(yàn) （1）將某污水過(guò)濾或配制一種污水，測(cè)定該污水的COD、pH、SS、水溫等各項(xiàng)指標(biāo)并記入表7－2。 （2）在內(nèi)徑為20～30mm，高為1000mm的有機(jī)玻璃管或玻璃管中裝人500～750mm高的經(jīng)水洗烘干后的活性炭。表7－2 連續(xù)流炭柱吸附實(shí)驗(yàn)記錄 原水COD濃度(mg/L) 允許出水濃度CB(mg/L))=水溫T(℃)= pH = SS= (mg/L)進(jìn)流率q(m3/m2h)= 濾 速V(m/h)=炭柱厚D1= D2= D3=工作時(shí)間出水水質(zhì)t(h)柱1柱2柱3(3）以每分鐘40mL～200mL的流量（具體可參考水質(zhì)條件而定），按升流或降流的方式運(yùn)行（運(yùn)行時(shí)炭層中不應(yīng)有空氣氣泡）。本實(shí)驗(yàn)裝置為降流式。實(shí)驗(yàn)至少要用三種以上的不同流速V進(jìn)行。 （4）在每一流速運(yùn)行穩(wěn)定后，每隔10～30min由各炭柱取樣，測(cè)定出水COD值，～。并將結(jié)果記于表7－2中。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)量及結(jié)果整理 1．間歇式活性炭吸附實(shí)驗(yàn) （1）按表7－1記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 （2）計(jì)算吸附量q。（3）利用q～c相應(yīng)數(shù)據(jù)和式（3106），經(jīng)回歸分析求出K、n值或利用作圖法，將C和相應(yīng)的q值在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制出吸附等溫線(xiàn)，直線(xiàn)斜率為、截距為K.。值越小活性炭吸附性能越好，一般認(rèn)為當(dāng)=～，水中欲去除雜質(zhì)易被吸附；2時(shí)難于吸附。當(dāng)較小時(shí)多采用間歇式活性炭吸附操作；當(dāng)較大時(shí)，最好采用連續(xù)式活性炭吸附操作。 2．連續(xù)流活性炭吸附實(shí)驗(yàn) （1）求各流速下K、N0值 1）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表7－2，并根據(jù)t～C關(guān)系確定當(dāng)出水溶質(zhì)濃度等于CB時(shí)各柱的工作時(shí)間ttt3。2）根據(jù)式（79）以時(shí)間ti為縱坐標(biāo)，以炭層厚Dt為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪t、D值，直線(xiàn)截距為 斜率為N0/C0V。如圖370示。 3）將已知C0、CB、V等值代入，求出流速常數(shù)K和吸附常量N0值。4）根據(jù)式（76）求出每一流速下炭層臨界深度值D0值。5）按表給出各濾速下炭吸附設(shè)計(jì)參數(shù)K、D0、N0值，或繪制成如下所示的圖，以供活性炭吸附設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)參考。六、思考題1． 吸附等溫線(xiàn)有什么現(xiàn)實(shí)意義，作吸附等溫線(xiàn)時(shí)為什么要用粉狀炭？2．連續(xù)流的升流式和降流式運(yùn)動(dòng)方式各有什么缺點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)八 污水可生化性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? (1)了解生活污水可生化性的含義 (2)掌握測(cè)定生活污水可生化性的實(shí)驗(yàn)方法二、實(shí)驗(yàn)原理 由于生物處理方法較為經(jīng)濟(jì)，在研究有機(jī)污水的處理方案時(shí)，一般首先考慮采用生物處理的可能性。而生活污水因含有大量有機(jī)物，多采用生物處理的方法。污水的可生化性即是指可被生物化學(xué)處理的性能。微生物降解有機(jī)污染物的物質(zhì)代謝與過(guò)程所消