【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /L），樹(shù)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(jì)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(mén)開(kāi)啟度大小以控制再生流速。再生液用畢時(shí)，將樹(shù)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(cè)一次出水硬度，有條件還可測(cè)氯根，直至出水水質(zhì)符號(hào)要求時(shí)為止。清洗時(shí)間約需50min。10．清洗完畢結(jié)束實(shí)驗(yàn)，交換柱內(nèi)樹(shù)脂應(yīng)浸泡在水中。四、成果整理1．繪制不同運(yùn)行流速與出水硬度關(guān)系的變化曲線。2．繪制不同清洗歷時(shí)與出水硬度關(guān)系的變化曲線。南陽(yáng)師范學(xué)院課時(shí)教學(xué)計(jì)劃章節(jié)第四章課題曝氣設(shè)備充氧能力測(cè)定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃課時(shí)數(shù)2 授課班級(jí)教學(xué)目的掌握曝氣充氧的機(jī)理及影響因素；了解掌握曝氣設(shè)備清水充氧性能測(cè)定的方法；測(cè)定幾種不同形式的曝氣設(shè)備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，氧利用率η％，動(dòng)力效率等，并進(jìn)行比較。教學(xué)重點(diǎn)測(cè)定幾種不同形式的曝氣設(shè)備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，氧利用率η％，動(dòng)力效率等，并進(jìn)行比較。教學(xué)難點(diǎn)掌握測(cè)定幾種不同形式的曝氣設(shè)備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，氧利用率η％，動(dòng)力效率等，并進(jìn)行比較。教學(xué)方法和手段實(shí)驗(yàn)室講授，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jìn)行公式推導(dǎo)？4．曝氣設(shè)備類(lèi)型、動(dòng)力效率、優(yōu)缺點(diǎn)是什么？5．氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa的意義是什么？怎樣計(jì)算？ 6．曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)為何均是清水？標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的值是多少？ 7．鼓風(fēng)曝氣設(shè)備與機(jī)械曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)有何不同？教 學(xué) 內(nèi) 容批注一、原理 曝氣是人為地通過(guò)一些設(shè)備加速向水中傳遞氧的過(guò)程，常用的曝氣設(shè)備分為機(jī)械曝氣與鼓風(fēng)曝氣兩大類(lèi)，無(wú)論哪一種曝氣設(shè)備，其充氧過(guò)程均屬傳質(zhì)過(guò)程，氧傳遞機(jī)理為雙膜理論，如圖343示在氧傳遞過(guò)程中，阻力主要來(lái)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(dòng)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(kuò)散系數(shù)； YL——液膜厚度 A——?dú)庖簝上嘟佑|面積； W——曝氣液體體積。 由于液膜厚度YL和液體流態(tài)有關(guān)，而且實(shí)驗(yàn)中無(wú)法測(cè)定與計(jì)算，同樣氣液接觸面積A的大小也無(wú)法測(cè)定與計(jì)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(shè)備氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa計(jì)算式。教 學(xué) 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(shí)間，min； C0——曝氣開(kāi)始時(shí)池內(nèi)溶解氧濃度，t0＝0時(shí)，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(shí)刻t時(shí)，池內(nèi)液體溶解氧濃度，mg／L。 由式中可見(jiàn)，影響氧傳遞速率KLa的因素很多，除了曝氣設(shè)備本身結(jié)構(gòu)尺寸，運(yùn)行條件而外，還與水質(zhì)水溫等有關(guān)。為了進(jìn)行互相比較，以及向設(shè)計(jì)、使用部門(mén)提供產(chǎn)品性能，故產(chǎn)品給出的充氧性能均為清水，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，即清水（一般多為自來(lái)水）一個(gè)大氣壓20℃下的充氧性能。常用指標(biāo)有氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)Klas充氧能力Qc、動(dòng)力效率E和氧利用率η％。二、設(shè)備及用具 1．自吸式射流曝氣清水充氧設(shè)備。見(jiàn)圖344 1）曝氣池：。 2）射流暖氣設(shè)備。噴嘴d=14 mm，喉管D＝32 mm，喉管長(zhǎng)L=2975mm。 3）水循環(huán)系統(tǒng)，吸水池、塑料泵。 4）計(jì)量裝置：轉(zhuǎn)子流量計(jì)、壓力表、真空表、熱球式測(cè)風(fēng)儀。 5）水中溶解氧測(cè)定設(shè)備，測(cè)定方法詳見(jiàn)水質(zhì)分析（碘量法），或用上海第二分析儀器廠的溶解氧測(cè)定儀。6）無(wú)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(shè)備清水充氧實(shí)驗(yàn)步驟：教 學(xué) 內(nèi) 容批注（2）計(jì)算投藥量： （a）脫氧劑采用無(wú)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(chēng)得的藥劑用溫水化開(kāi)，由池頂?shù)谷顺貎?nèi)，約10min后，取水樣、測(cè)其溶解氧。 （3）當(dāng)池內(nèi)水脫氧至零后，打開(kāi)回水閥門(mén)和放氣閥門(mén)，向吸水池灌水EK。 （4）關(guān)閉水泵出水閥門(mén)，啟動(dòng)水泵，然后，徐徐打開(kāi)閥門(mén)。 （5）開(kāi)啟水泵后，由觀察孔觀察射流器出口處，當(dāng)有氣泡出現(xiàn)時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)每隔1分鐘（前3個(gè)間隔）（后幾個(gè)間隔）開(kāi)始取樣，連續(xù)取15個(gè)水樣左右。 （6）計(jì)量水量、水壓、風(fēng)速（m／s）（進(jìn)氣管d＝32mm）。 （7）觀察曝氣時(shí)喉管內(nèi)現(xiàn)象和池內(nèi)現(xiàn)象。 （8）關(guān)閉進(jìn)氣管閘門(mén)后，記錄真空表讀數(shù)。 （9）關(guān)閉水泵出水閥門(mén)，停泵。 2．鼓風(fēng)曝氣清水充氧實(shí)驗(yàn)步驟： （1）河柱內(nèi)注人清水至3．lin處時(shí)，測(cè)定水中溶解氧值，計(jì)算池內(nèi)溶氧量G=DOV。 （2）計(jì)算投藥量。 （3）將稱(chēng)得藥劑用溫水化開(kāi)由柱頂?shù)谷酥鶅?nèi)，幾分鐘后，測(cè)定水中溶解氧值。 （4）當(dāng)水中溶解氧為零后，打開(kāi)空壓機(jī)，向貯氣罐內(nèi)充氣。空壓機(jī)停止運(yùn)行后，打開(kāi)供氣閥門(mén)，開(kāi)始曝氣，并記錄時(shí)間；同時(shí)每隔一定時(shí)間（lmin）取一次樣，測(cè)定溶解氧值，連續(xù)取樣10一豆5個(gè)；而后，拉長(zhǎng)間隔，直至水中溶解氧不再增長(zhǎng)（達(dá)到飽和）為止；隨后，關(guān)閉進(jìn)氣閥門(mén)。教 學(xué) 內(nèi) 容批注（5）實(shí)驗(yàn)中計(jì)量風(fēng)量、風(fēng)壓、室外溫度。并觀察曝氣時(shí)柱內(nèi)現(xiàn)象。 3．平板葉輪表面曝氣清水充氧實(shí)驗(yàn)步驟 （1）向池內(nèi)注滿(mǎn)清水。 （2）當(dāng)溶解氧測(cè)定儀的指針達(dá)到O后，開(kāi)始啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行曝氣，直至池內(nèi)溶解氧達(dá)到穩(wěn)定值為止。 4．記錄 （l）自吸式射流曝氣設(shè)備清水充氧記錄見(jiàn)表339。 （2）化學(xué)滴定法測(cè)定水中溶解氧記錄見(jiàn)表340。四、成果整理1．參數(shù)選用 因清水充氧實(shí)驗(yàn)給出的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas。，即清水（本次實(shí)驗(yàn)用的是自來(lái)水）在一個(gè)大氣壓，20℃下的充氧性能，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中曝氣充氧的條件并非是一個(gè)大氣壓，20℃，但這些條件都對(duì)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(wú)機(jī)鹽種類(lèi)及數(shù)量的影響，所以式（3－59）中的飽和溶解氧值最好用實(shí)測(cè)值，即曝氣池內(nèi)的溶解氧達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的數(shù)值。另外也可以用理論公式對(duì)飽和溶解氧標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)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(dòng)力的作用下，在單位時(shí)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(shí)間，表示將滿(mǎn)池水從溶解氧為零充到飽和值時(shí)所用時(shí)間，因此KLas是反映氧傳遞速率的一個(gè)重要指標(biāo)。教 學(xué) 內(nèi) 容批注3．充氧能力Qc 充氧能力是反映曝氣設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)向單位液體中充入的氧量。4．動(dòng)力效率E (367)E是指曝氣設(shè)備每消耗一度電時(shí)轉(zhuǎn)移到曝氣液體的氧量。由此可見(jiàn)，動(dòng)力效率將曝氣供氧與所消耗的動(dòng)力聯(lián)系在一起，是一個(gè)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的指標(biāo)，它的高低將影響到活性污泥處理廠（站）的運(yùn)行費(fèi)用。5．氧的利用率污水充氧修正系數(shù)α、β值的測(cè)定一、原理由于氧的轉(zhuǎn)移受到水中溶解有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等的影響，造成同一曝氣設(shè)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(shè)備充氧性能指標(biāo)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(shè)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(shè)備向污水中充氧時(shí)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(xué) 內(nèi) 容批注由此可知，α、β的測(cè)定實(shí)際上就是分別測(cè)定同一曝氣設(shè)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(shè)備及用具 1．曝氣罐：有機(jī)玻璃內(nèi)徑25cm，容積10L，內(nèi)設(shè)工字形布?xì)夤?，熱電偶測(cè)溫計(jì)，攪拌葉片，溶解氧測(cè)定儀探頭等。 2．儀器控制箱：裝有溶解氧測(cè)定儀（上海第M分析儀器廠STG－203型）轉(zhuǎn)子流量計(jì)，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(jī)。三、步驟及記錄1．方法 采用間歇非穩(wěn)態(tài)的測(cè)試法。這是一種較為普遍、簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法。2．步驟 α值測(cè)定步驟 （1）自來(lái)水、初次沉淀池進(jìn)水、出水、二次沉淀池出水的測(cè)試。1）預(yù)熱溶解氧測(cè)定儀一小時(shí)，調(diào)整溶解氧儀零度、滿(mǎn)度。 2）向曝氣罐內(nèi)投加待測(cè)曝氣液體。 3）測(cè)定液體溶解氧值并計(jì)算投加無(wú)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(mǎn)足溶解氧探頭所需流速，而后開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī)，充氧，由轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)整所需風(fēng)量。打開(kāi)記錄儀開(kāi)關(guān)。 5）當(dāng)溶解氧測(cè)定儀指針從零點(diǎn)啟動(dòng)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，至溶解氧達(dá)飽和指針?lè)€(wěn)定不動(dòng)為止。 （2）曝氣池內(nèi)混和液的測(cè)試 1）預(yù)熱溶解氧測(cè)定儀一小時(shí)。教 學(xué) 內(nèi) 容批注2）加入待測(cè)液體。 3）開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī)，曝氣至溶解氧達(dá)飽和穩(wěn)定止。實(shí)驗(yàn)記錄本處只給出混合液無(wú)溶解氧記錄儀時(shí)的測(cè)試記錄，見(jiàn)表342，343四、成果整理1．利用清水充氧計(jì)算方法，分別計(jì)算自來(lái)水、初次沉淀池進(jìn)、出水，二次沉淀池出水的KLa與CS值。2．計(jì)算混合液中曝氣時(shí)的KLa及Csw值。 （1）以時(shí)間t為橫坐標(biāo)，溶解氧值為縱坐標(biāo)，將關(guān)閉風(fēng)機(jī)后罐內(nèi)溶解氧值與相應(yīng)時(shí)間—一點(diǎn)繪，如圖348（1）示，直線斜率為rx值。 （2）將再次曝氣后，各不同時(shí)間t和相應(yīng)溶解氧值點(diǎn)繪在上圖中，如圖348（2）并用作圖法求定曲線上各點(diǎn)C的切線斜率值，最少5個(gè)點(diǎn)以上。 （3）以為橫坐標(biāo)，以C為縱坐標(biāo)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(yáng)師范學(xué)院課時(shí)教學(xué)計(jì)劃章節(jié)第五章課題混凝實(shí)驗(yàn)計(jì)劃課時(shí)數(shù)2 授課班級(jí)教學(xué)目的掌握某水樣的最佳投藥量；觀察礬花的形成過(guò)程及混凝沉淀效果。教學(xué)重點(diǎn)某水樣的最佳投藥量；觀察礬花的形成過(guò)程及混凝沉淀效果教學(xué)難點(diǎn)某水樣的最佳投藥量教學(xué)方法和手段實(shí)驗(yàn)室講授，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。備注1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，簡(jiǎn)述影響混凝的幾個(gè)主要因素。2．為什么最大投藥量時(shí)，混凝效果不一定好。3．測(cè)量攪拌機(jī)攪拌葉片尺寸，計(jì)算中速、慢速攪拌時(shí)的G值及GT值。計(jì)算整個(gè)反應(yīng)器的平均G值。教 學(xué) 內(nèi) 容批注一、原理水中的膠體顆粒，主要是帶負(fù)電的粘土顆粒。膠粒間的靜電斥力，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)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(tuán)的擴(kuò)散層，使ξ電位降低，靜電斥力減小。此時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)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(gòu)在膠粒與膠粒間起吸附架橋作用，即使ξ電位沒(méi)有降低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過(guò)高分子鏈狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體?；旌虾头磻?yīng)均需消耗能量，而速度梯度G值能反映單位時(shí)間單位體積水耗能值的大小，混合的G值應(yīng)大于300～500S1，時(shí)間一般不超過(guò)30S，G值大時(shí)混合時(shí)間宜短。水泵混合是一種較好的混合方式，本實(shí)驗(yàn)水量小便可采用機(jī)械攪拌混合。由于粒徑大的礬花抗剪強(qiáng)度低，易破碎，而G值與水流剪力成正比，故反應(yīng)開(kāi)始至反應(yīng)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(yīng)開(kāi)始時(shí)的G值宜接近混合設(shè)備出口的G值，反應(yīng)終止時(shí)的G值宜接近沉淀設(shè)備進(jìn)口的G值，但這樣會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。例如反應(yīng)設(shè)備構(gòu)造較復(fù)雜，在沉淀設(shè)備前產(chǎn)生沉淀。實(shí)際設(shè)計(jì)中G值在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)可采用100S1左右，反應(yīng)結(jié)束時(shí)可采用10 S1左右。整個(gè)反應(yīng)設(shè)備的平均G值約為20～70 S1，反應(yīng)時(shí)間約15～30min，本實(shí)驗(yàn)采用機(jī)械攪拌反應(yīng)，G值及反應(yīng)時(shí)間T值（以秒計(jì)）應(yīng)符合上述要求。近年來(lái)出現(xiàn)若干高效反應(yīng)設(shè)備，由于能量利用率高，反應(yīng)時(shí)間比15min短。混合或反應(yīng)的速度梯度G值教 學(xué) 內(nèi) 容批注式中 P——混合或反應(yīng)設(shè)備中水流所耗功率W；IW=1J／S=1Nm/S； V——混合或反應(yīng)設(shè)備中水的體積，m3；μ——水的動(dòng)力粘度PaS，1PaS=1NS／m 2。二、設(shè)備及用具1． 無(wú)極調(diào)速六聯(lián)攪拌機(jī)1臺(tái)，如圖318。2． 1000mL燒杯12個(gè)。 3．200mL燒杯14個(gè)。4．100mL注射器2個(gè)，移取沉淀水上清液。5．100mL洗耳球 1個(gè)，配合移液管移藥用。 6．lmL移液管1