【文章內(nèi)容簡介】 /L），樹脂體積（L），順流再生鈉離子交換NaCl耗量(100～120g/e)以及食鹽NaCl含量（海鹽NaCI含量≥80～93％），計算再生一次所需食鹽量。配制濃度10％的食鹽再生液。 8．再生。再生流速采用 3～5m/h。調(diào)節(jié)定量投再生液瓶出水閥門開啟度大小以控制再生流速。再生液用畢時，將樹脂在鹽液中浸泡數(shù)分鐘。9．清洗。清洗流速采用15m/h，每5 min測一次出水硬度，有條件還可測氯根，直至出水水質(zhì)符號要求時為止。清洗時間約需50min。10．清洗完畢結(jié)束實驗，交換柱內(nèi)樹脂應浸泡在水中。四、成果整理1．繪制不同運行流速與出水硬度關系的變化曲線。2．繪制不同清洗歷時與出水硬度關系的變化曲線。南陽師范學院課時教學計劃章節(jié)第四章課題曝氣設備充氧能力測定實驗計劃課時數(shù)2 授課班級教學目的掌握曝氣充氧的機理及影響因素；了解掌握曝氣設備清水充氧性能測定的方法；測定幾種不同形式的曝氣設備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，氧利用率η％，動力效率等，并進行比較。教學重點測定幾種不同形式的曝氣設備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，氧利用率η％，動力效率等，并進行比較。教學難點掌握測定幾種不同形式的曝氣設備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，氧利用率η％，動力效率等，并進行比較。教學方法和手段實驗室講授，實驗驗證。備注1．論述曝氣在生物處理中的作用。 2．曝氣充氧原理及其影響因素是什么？ 3．溫度修正、壓力修正系數(shù)的意義如何？如何進行公式推導？4．曝氣設備類型、動力效率、優(yōu)缺點是什么？5．氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa的意義是什么？怎樣計算？ 6．曝氣設備充氧性能指標為何均是清水？標準狀態(tài)下的值是多少？ 7．鼓風曝氣設備與機械曝氣設備充氧性能指標有何不同？教 學 內(nèi) 容批注一、原理 曝氣是人為地通過一些設備加速向水中傳遞氧的過程，常用的曝氣設備分為機械曝氣與鼓風曝氣兩大類，無論哪一種曝氣設備，其充氧過程均屬傳質(zhì)過程，氧傳遞機理為雙膜理論，如圖343示在氧傳遞過程中，阻力主要來自液膜，氧傳遞基本方程式為： （358）式中 ——液體中溶解氧濃度變化速率mg/Lmin； CS－C——氧傳質(zhì)推動力，mg／L； CS——液膜處飽和溶解氧濃度，mg/L；C—一液相主體中溶解氧濃度，mg／L；——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)；DL——液膜中氧分子擴散系數(shù)； YL——液膜厚度 A——氣液兩相接觸面積； W——曝氣液體體積。 由于液膜厚度YL和液體流態(tài)有關，而且實驗中無法測定與計算，同樣氣液接觸面積A的大小也無法測定與計算，故用氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa代替。 將式（358）積分整理后得曝氣設備氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa計算式。教 學 內(nèi) 容批注 (359)式中 KLa——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)。1/min或1/h； t0、t——曝氣時間，min； C0——曝氣開始時池內(nèi)溶解氧濃度，t0＝0時，C0＝0，mg／L； CS——曝氣池內(nèi)液體飽和溶解氧值，mg／L； Ct——曝氣某一時刻t時，池內(nèi)液體溶解氧濃度，mg／L。 由式中可見，影響氧傳遞速率KLa的因素很多，除了曝氣設備本身結(jié)構尺寸，運行條件而外，還與水質(zhì)水溫等有關。為了進行互相比較，以及向設計、使用部門提供產(chǎn)品性能，故產(chǎn)品給出的充氧性能均為清水，標準狀態(tài)下，即清水（一般多為自來水）一個大氣壓20℃下的充氧性能。常用指標有氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)Klas充氧能力Qc、動力效率E和氧利用率η％。二、設備及用具 1．自吸式射流曝氣清水充氧設備。見圖344 1）曝氣池：。 2）射流暖氣設備。噴嘴d=14 mm，喉管D＝32 mm，喉管長L=2975mm。 3）水循環(huán)系統(tǒng)，吸水池、塑料泵。 4）計量裝置：轉(zhuǎn)子流量計、壓力表、真空表、熱球式測風儀。 5）水中溶解氧測定設備，測定方法詳見水質(zhì)分析（碘量法），或用上海第二分析儀器廠的溶解氧測定儀。6）無水亞硫酸鈉、氯化鈷、秒表。三、步驟及記錄1．自吸式射流曝氣設備清水充氧實驗步驟：教 學 內(nèi) 容批注（2）計算投藥量： （a）脫氧劑采用無水亞硫酸鈉。 根據(jù) 2Na2SO3+O2=2Na2SO4 則每次投藥量g=G8(～)。～。 (b)催化劑采用氯化鉆，／L，將稱得的藥劑用溫水化開，由池頂?shù)谷顺貎?nèi)，約10min后，取水樣、測其溶解氧。 （3）當池內(nèi)水脫氧至零后，打開回水閥門和放氣閥門，向吸水池灌水EK。 （4）關閉水泵出水閥門，啟動水泵，然后，徐徐打開閥門。 （5）開啟水泵后，由觀察孔觀察射流器出口處，當有氣泡出現(xiàn)時，開始計時，同時每隔1分鐘（前3個間隔）（后幾個間隔）開始取樣，連續(xù)取15個水樣左右。 （6）計量水量、水壓、風速（m／s）（進氣管d＝32mm）。 （7）觀察曝氣時喉管內(nèi)現(xiàn)象和池內(nèi)現(xiàn)象。 （8）關閉進氣管閘門后，記錄真空表讀數(shù)。 （9）關閉水泵出水閥門，停泵。 2．鼓風曝氣清水充氧實驗步驟： （1）河柱內(nèi)注人清水至3．lin處時，測定水中溶解氧值，計算池內(nèi)溶氧量G=DOV。 （2）計算投藥量。 （3）將稱得藥劑用溫水化開由柱頂?shù)谷酥鶅?nèi)，幾分鐘后，測定水中溶解氧值。 （4）當水中溶解氧為零后，打開空壓機，向貯氣罐內(nèi)充氣?？諌簷C停止運行后，打開供氣閥門，開始曝氣，并記錄時間；同時每隔一定時間（lmin）取一次樣，測定溶解氧值，連續(xù)取樣10一豆5個；而后，拉長間隔，直至水中溶解氧不再增長（達到飽和）為止；隨后，關閉進氣閥門。教 學 內(nèi) 容批注（5）實驗中計量風量、風壓、室外溫度。并觀察曝氣時柱內(nèi)現(xiàn)象。 3．平板葉輪表面曝氣清水充氧實驗步驟 （1）向池內(nèi)注滿清水。 （2）當溶解氧測定儀的指針達到O后，開始啟動電機進行曝氣，直至池內(nèi)溶解氧達到穩(wěn)定值為止。 4．記錄 （l）自吸式射流曝氣設備清水充氧記錄見表339。 （2）化學滴定法測定水中溶解氧記錄見表340。四、成果整理1．參數(shù)選用 因清水充氧實驗給出的是標準狀態(tài)下氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas。，即清水（本次實驗用的是自來水）在一個大氣壓，20℃下的充氧性能，而實驗過程中曝氣充氧的條件并非是一個大氣壓，20℃，但這些條件都對充氧性能有影響，故引入了壓力、溫度修正系數(shù)。（1）溫度修正系數(shù)（2）水中飽和溶解氧值的修正 由于水中飽和溶解氧值受其中壓力和所含無機鹽種類及數(shù)量的影響，所以式（3－59）中的飽和溶解氧值最好用實測值，即曝氣池內(nèi)的溶解氧達到穩(wěn)定時的數(shù)值。另外也可以用理論公式對飽和溶解氧標準值進行修正。 2．氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas是指在單位傳質(zhì)推動力的作用下，在單位時間、向單位曝氣液體中所充入的氧量。它的倒數(shù)1/KLas單位是時間，表示將滿池水從溶解氧為零充到飽和值時所用時間，因此KLas是反映氧傳遞速率的一個重要指標。教 學 內(nèi) 容批注3．充氧能力Qc 充氧能力是反映曝氣設備在單位時間內(nèi)向單位液體中充入的氧量。4．動力效率E (367)E是指曝氣設備每消耗一度電時轉(zhuǎn)移到曝氣液體的氧量。由此可見，動力效率將曝氣供氧與所消耗的動力聯(lián)系在一起，是一個具有經(jīng)濟價值的指標，它的高低將影響到活性污泥處理廠（站）的運行費用。5．氧的利用率污水充氧修正系數(shù)α、β值的測定一、原理由于氧的轉(zhuǎn)移受到水中溶解有機物、無機物等的影響，造成同一曝氣設備在同樣曝氣條件下清水與污水中氧的轉(zhuǎn)移速率不同，水中氧的飽和濃度不同，而曝氣設備充氧性能指標又均為清水中之值，為此引人修正系數(shù)α、β值。 （372） （373）式中 KLaw、KLa——在曝氣設備相同的條件下，污水和清水中暖氣充氧肘氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，/min或1/h；Csw、CS——曝氣設備向污水中充氧時水中氧的飽和濃度值，同溫度下清水中氧飽和濃度理論值，mg／L。教 學 內(nèi) 容批注由此可知，α、β的測定實際上就是分別測定同一曝氣設備在清水和污水中充氧的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)及飽和溶解氧值。二、設備及用具 1．曝氣罐：有機玻璃內(nèi)徑25cm，容積10L，內(nèi)設工字形布氣管，熱電偶測溫計，攪拌葉片，溶解氧測定儀探頭等。 2．儀器控制箱：裝有溶解氧測定儀（上海第M分析儀器廠STG－203型）轉(zhuǎn)子流量計，電壓表（控制葉片轉(zhuǎn)速），溫度表、可控硅電壓調(diào)整器（控制恒溫裝置）等。溶解氧記錄儀。 3．小型空氣壓縮機。三、步驟及記錄1．方法 采用間歇非穩(wěn)態(tài)的測試法。這是一種較為普遍、簡單的實驗方法。2．步驟 α值測定步驟 （1）自來水、初次沉淀池進水、出水、二次沉淀池出水的測試。1）預熱溶解氧測定儀一小時，調(diào)整溶解氧儀零度、滿度。 2）向曝氣罐內(nèi)投加待測曝氣液體。 3）測定液體溶解氧值并計算投加無水亞硫酸鈉和氨化鉆的數(shù)量，以消除水中溶解氧。 4）調(diào)節(jié)葉片轉(zhuǎn)速以滿足溶解氧探頭所需流速，而后開動風機，充氧，由轉(zhuǎn)子流量計調(diào)整所需風量。打開記錄儀開關。 5）當溶解氧測定儀指針從零點啟動，開始計時，至溶解氧達飽和指針穩(wěn)定不動為止。 （2）曝氣池內(nèi)混和液的測試 1）預熱溶解氧測定儀一小時。教 學 內(nèi) 容批注2）加入待測液體。 3）開動風機，曝氣至溶解氧達飽和穩(wěn)定止。實驗記錄本處只給出混合液無溶解氧記錄儀時的測試記錄，見表342，343四、成果整理1．利用清水充氧計算方法，分別計算自來水、初次沉淀池進、出水，二次沉淀池出水的KLa與CS值。2．計算混合液中曝氣時的KLa及Csw值。 （1）以時間t為橫坐標，溶解氧值為縱坐標，將關閉風機后罐內(nèi)溶解氧值與相應時間—一點繪，如圖348（1）示，直線斜率為rx值。 （2）將再次曝氣后，各不同時間t和相應溶解氧值點繪在上圖中，如圖348（2）并用作圖法求定曲線上各點C的切線斜率值，最少5個點以上。 （3）以為橫坐標，以C為縱坐標繪圖，直線斜率即為，縱軸截距即為Csw值，如圖349示。3．根據(jù)清水充氧求得的KLa，CS和各水樣充氧求得的KLawCsw值，可求得。南陽師范學院課時教學計劃章節(jié)第五章課題混凝實驗計劃課時數(shù)2 授課班級教學目的掌握某水樣的最佳投藥量；觀察礬花的形成過程及混凝沉淀效果。教學重點某水樣的最佳投藥量；觀察礬花的形成過程及混凝沉淀效果教學難點某水樣的最佳投藥量教學方法和手段實驗室講授，實驗驗證。備注1．根據(jù)實驗結(jié)果以及實驗中所觀察到的現(xiàn)象，簡述影響混凝的幾個主要因素。2．為什么最大投藥量時，混凝效果不一定好。3．測量攪拌機攪拌葉片尺寸，計算中速、慢速攪拌時的G值及GT值。計算整個反應器的平均G值。教 學 內(nèi) 容批注一、原理水中的膠體顆粒，主要是帶負電的粘土顆粒。膠粒間的靜電斥力，膠粒的布朗運動及膠粒表面的水化作用，使得膠粘具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電斥力影響最大。向水中投加混凝劑能提供大量的正離子，壓縮膠團的擴散層，使ξ電位降低，靜電斥力減小。此時，布朗運動由穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定因素，也有利于膠粒的吸附凝聚。有些水化膜的存在決定于雙電層狀態(tài)，投加混凝劑降低ξ電位。有可能使水化作用減弱。混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)或直接加入水中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構在膠粒與膠粒間起吸附架橋作用，即使ξ電位沒有降低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過高分子鏈狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體?；旌虾头磻柘哪芰?，而速度梯度G值能反映單位時間單位體積水耗能值的大小，混合的G值應大于300～500S1，時間一般不超過30S，G值大時混合時間宜短。水泵混合是一種較好的混合方式，本實驗水量小便可采用機械攪拌混合。由于粒徑大的礬花抗剪強度低，易破碎，而G值與水流剪力成正比，故反應開始至反應結(jié)束，隨著礬花逐漸增大，G值宜逐漸減小。從理論上講反應開始時的G值宜接近混合設備出口的G值，反應終止時的G值宜接近沉淀設備進口的G值，但這樣會帶來一些問題。例如反應設備構造較復雜，在沉淀設備前產(chǎn)生沉淀。實際設計中G值在反應開始時可采用100S1左右，反應結(jié)束時可采用10 S1左右。整個反應設備的平均G值約為20～70 S1，反應時間約15～30min，本實驗采用機械攪拌反應，G值及反應時間T值（以秒計）應符合上述要求。近年來出現(xiàn)若干高效反應設備，由于能量利用率高，反應時間比15min短?；旌匣蚍磻乃俣忍荻菺值教 學 內(nèi) 容批注式中 P——混合或反應設備中水流所耗功率W；IW=1J／S=1Nm/S； V——混合或反應設備中水的體積，m3；μ——水的動力粘度PaS，1PaS=1NS／m 2。二、設備及用具1． 無極調(diào)速六聯(lián)攪拌機1臺，如圖318。2． 1000mL燒杯12個。 3．200mL燒杯14個。4．100mL注射器2個，移取沉淀水上清液。5．100mL洗耳球 1個，配合移液管移藥用。 6．lmL移液管1