武科大给水排水实验指导书.doc

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1、给 水 排 水 专 业 实 验给水排水实验室编二零零九年三月目 录绪论. 1水处理实验(实验一至实验十五)实验一 混凝实验 3实验二 滤料筛分析及孔隙率测定实验 6实验三 过滤与反冲洗实验 9实验四 强酸性阳离子交换树脂交换容量的测定. 13实验五 离子交换软化实验 15实验六 五塔式离子交换系统(纯水制备)的运行实验 18实验七 颗粒自由沉淀. 23实验八 颗粒的絮凝沉淀 26实验九 曝气设备充氧能力的测定实验 30实验十 成层沉淀实验. 35实验十一 完全混合式活性污泥法处理系统的观测与运行. 41实验十二 活性污泥性质的测定实验. 44实验十三 工业污水可生化性实验. 46实验十四 SB

2、R法计算机自动控制系统 50实验十五 加压溶气气浮实验.53固体废物处置课程实验(实验十六至实验十九)实验十六固体废物的粉碎筛分实验57实验十七 垃圾的热值测定.58实验十八 废塑料的热解实验 .59实验十九 有实验害废物的固化处理和毒性浸出 61附:浊度仪使用说明.64附:悬浮固体的测定.65绪 论 给水排水工程本身不是一个纯理论的学科，对于其技术的研究离不开实验教学，在现有的技术理论中，基本上都是科学技术人员经过大量科学实验归纳总结出来的。工程设计、运行、管理中所遇到的许多问题的解决也是由科学实验来完成的。今后该领域的新理论、新工艺的发现、发展与进步也必然离不开科学实验。因而，在学习给水排

3、水工程有关专业课程的同时，必须有意识加强实验技术的学习，培养学生通过实验方法解决实际技术问题的能力。一、实验的目的、任务与结果 1实验目的 通过对实验操作及现象的观察、实验结果的分析、能够加深对水处理基本概念、基本原理的理解。 2实验任务 (1)掌握水处理实验参数测定的分析方法及学会对常用实验仪器、设备的使用，培养学生动手能力、创造能力及解决基本实验技术问题的能力。 (2)学会对实验数据测定、分析的处理方法，并能通过实验得到可靠结论。 3实验结果 培养学生求实、认真、勤奋、节约的科学态度和工作作风。 二、实验操作过程中的要求 实验过程由实验前准备、实验的操作过程、实验后数据整理及报告的书写、实

4、验作风的规则四个部分组成。 1实验前的准备 (1)搞清实验的原理和目的，认真阅读实验教材及专业书籍，使实验具有充分的理论基础，以更好地指导实验。 (2)准备好实验中所需的装置、设备、仪器、容器及配制好实验中所需的化学试剂，熟悉所使用仪器、装置的性能，以及使用条件、精度和量程等，并检查设备的完好性，对于不熟悉的试剂及仪器、设备必须仔细向指导教师请教。 (3)熟悉实验的操作步骤，对于每一步操作的内容、解决的问题、使用的设备仪器、取样检验的项目、观察和记录的内容、注意事项，要求要做到心中有数，并在实验前准备好实验记录数据所用的表格。 (4)水处理工程实验一般均需要多人配合进行，因此，实验前做好实验分

5、工，使参加实验的每个人员各负其责，如取样、操作、分析、观察、记录等，使整个实验在进行过程中有条不紊，准确无误。 2实验操作过程 (1)正式进入实验过程前，由指导实验的教师检查同学对实验内容了解的程度、准备工作是否完善、预习报告的完成情况等。 (2)实验中特殊仪器的使用首先要请教指导教师，不得善自使用，以免造成错误的操作，使仪器被损害。 (3)在实验的过程中按照事先的人员分工，做好实验运行的操作、取样的分析、现象的观察及实验结果的记录。 (4)实验结束后，要将实验过程的全部记录交给指导教师审合、签字，方可离开。 3实验数据的整理及报告的书写 (1)实验数据的整理 数据的整理是整个实验过程的总结，

6、是实验技术的重要组成部分，通过实验所得数据整理既可检验实验效果好坏，又可及时发现实验中所存在的问题。实验数据的整理分析主要包括实验误差、有效数字的取舍、实验数据的整理、实验数据的完善。 (2)实验报告的书写 实验报告是对整个实验的全面总结，是整个实验的宝贵资料，要求全篇报告文字通顺、字迹端正、图表整齐、结果正确、讨论认真，实验报告书写要求如下： 实验报告必须在规定时间内独立完成，按时交给指导教师。 报告内容包括实验目的、实验原理、操作过程、原始数据、数据处理、结果分析及问题讨论。 问题讨论是报告中的重要一项，主要是对实验时观察到的重要现象及实验中出现的操作误差带来的不正确的结果的原由进行讨论，

7、也可以对实验提出改进性意见以及新的要求和希望。 实验报告经指导教师批阅后，如认为有必要重做者，应按指定时间补做，以达到实验的真实效果。 4实验作风的规则 (1)实验时，应遵守操作规则，遵守一切规章制度，保证实验安全进行。 (2)遵守纪律、不迟到、不早退、保持室内安静，不大声谈笑、喧哗，不到处乱走、乱动，不许在实验室内嬉戏及恶作剧。 (3)使用水、电、气、药品、试剂都应本着节约的原则。 (4)未经教师允许不得乱动精密仪器，如发现仪器损坏，立即报告并追查原因。 (5)随时注意室内整洁卫生，废纸及脏物不能随地乱丢，实验完毕将玻璃仪器洗净，把实验桌打扫干净，公用仪器、试剂、药品整理好。 (6)实验时要

8、集中注意力，认真操作，仔细观察，积极思考，实验数据要及时地记入报告中，不得涂改伪造，如有记错可在原数据上画一杠，再在旁边记下正确值。 (7)实验结束后，轮流值日，负责打扫整理实验室，检查水、气、门窗是否关好，电闸是否拉掉，以保证实验室的安全。 实验室规章制度是人们长期从事实验工作的总结，它是保持良好环境和工作秩序，防止意外事故，做好实验的重要前提，也是培养学生优良素质的重要措施。 * * * 该书是根据我校实验室设备编写的，每一个水处理实验都有完善的实验设备。但由于实验课时的限制，有大部分实验未能列入实验计划，如果学生们对哪个实验有兴趣，只要提前一周与实验指导老师预约，便可到实验室选做，选做没

9、有具体安排，也不作要求。只要指导老师有时间，法定休息时间也可以安排。联系电话:62743776 15072409180由于本人水平有限，书中难免有许多不足之处，希望大家多提宝贵意见和建议，共同完善这本书。 编者 2009.3.实验一 混凝实验 一、实验目的 (1)通过实验观察混凝现象，加深对混凝理论的理解。 (2)选择和确定最佳混凝工艺条件。 (3)了解影响混凝条件的相关因素。 二、实验原理 混凝阶段所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体杂质。混凝过程的完善程度对后续处理，如沉淀、过滤影响很大，所以，它是水处理工艺中十分重要的一个环节。我们知道，天然水中存在着大量悬浮物，悬浮物的形态是不同的，有

10、些大颗粒悬浮物可在自身重力作用下沉降；而另一种是胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉降是不能除去的，因为，水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒，胶粒间存在着静电斥力、胶粒的布朗运动、胶粒表面的水化作用，使胶粒具有分散稳定性，三者中以静电斥力影响最大，若向水中投加混凝剂能提供大量的正离子，能加速胶体的凝结和沉降。压缩胶胶粒有固定联系，具有弹性较高的粘度，把这些水分子排挤出去需要克服特殊的阻力，这阻力阻碍胶粒直接接触，有些水化膜的存在决定于双电层状态。若投加混凝剂降低电位，可能使水化作用减弱，混凝剂水解后形成的高分子物质(直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构)，在胶粒与胶粒

11、之间起着吸附架桥作用，即使电位没有降低或降低不多，胶粒不能相互接触，通过高分子链状物吸附胶粒，也能形成絮凝体。消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的水力条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花。直径较大且较密的矾花容易下沉，自投加混凝剂直至 形成矾花的过程叫混凝。混凝过程最关键的是确定最佳混凝工艺条件，因混凝剂的种类较多，例如，有机混凝 剂、无机混凝剂、人工合成混凝剂(阴离子型、阳离子型、非离子型)、天然高分子混凝剂(淀粉、树胶、动物胶)等，所以，混凝条件也很难确定；要选定某种混凝剂的投加量，还需考虑PH值的影响，如pH值过低(小于4)则所投的混凝剂的水解受到限制，其主要

12、产物中没有 足够的羟基(OH)进行桥联作用，也就不容易生成高分子物质，絮凝作用较差；如果pH值过高(大于9时)，它又会出现溶解生成带负电荷的络合离子而不能很好地发挥混凝作用的情况。另外，加了混凝剂的胶体颗粒，在逐步形成大的絮凝体过程中，会受到一些外界因素影响，如水流速度(搅拌速度)、pH值及沉淀时间等等，所以，相关因素也需要加以考虑。由于实验条件有限，在此，搅拌速度及沉淀时间拟定，不加考虑. 三实验设备与试剂 (1)无级调速六联搅拌机1台。 （2）秒表1块，PH试纸一包； (3)浊度仪1台。 (4)温度计1支； (5)1000mL烧杯13个。 (6)lmL，2mL，5mL，移液管各1支。 (7

13、)200mL烧杯1个，吸耳球等。(8)1 %Fe溶液200mL。1%(SO)溶液200mL. (9)实验用原水(配制)。 (10)20ML注射针筒2个。 (11)10的NaOH溶液和10HCl溶液200mL各1瓶。 四实验步骤1. 混凝剂的确定及最小投药量的确定在硫酸铝、三氯化铁二种混凝剂中，确定一种最佳混凝效果的混凝剂。 (1)熟悉搅拌机、浊度计的使用。 (2)测定原水的浊度、pH值和水温。 (3) 用两个200ml的烧杯,分别取200ml原水, 将2.个水样放在搅拌叶片下，保持各烧杯中各叶片的位置相同. (4) 分别向2个烧杯中加入Fe,(SO)用移液管每次增加05mL,( 中速搅拌150

14、 rmin，5 min)，直到其中一个试样出现矾花，这时记录下每个试样中混凝剂的投加量，并记录在表1中。(5) 搅拌过程完成后，轻轻提起搅拌叶片(注意不要再搅拌水样)。静置沉淀10min，(6)用50 ml注射针筒抽取上清液，用浊度仪测出二个水样的浊度记录在表1中。 (7)根据测得的浊度确定出最佳混凝剂及最小投药量。2.确定混凝剂的投最佳量(1) 确定实验时的混凝剂投加量。用6只1 000 ml的烧杯，分别用量筒量取1000 ml原水.(2) 根据步骤2得出的形成矾花最小混凝剂投加量，取其14作为1_号烧杯的混凝投加量，其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量。用依次增加混凝剂量相等的方法求出25号烧

15、杯混凝剂投加量。把混凝剂移到与烧杯号相对应的搅拌机投药试管中。 (3)将6个水样放在搅拌叶片下，保持各烧杯中各叶片的位置相同， 将转速调到最小档,启动搅拌机。转动试管架转轴将混凝剂加入所对应的烧杯中。快速搅拌(300raormin)30s；中速搅拌(150rmin)5min;慢速搅拌(80 rmin)10 min 。 (4)搅拌过程中，注意观察并记录矾花形成的过程、矾花大小、密实程度。 (5)搅拌过程完成后，轻轻提起搅拌叶片(注意不要再搅拌水样)。静置沉淀15min，并观察记录矾花沉淀情况。 (6)沉降时间到达后，用注射器分别抽出各烧杯中的上清液，并测其浊度及相应的pH值。3. 最佳pH值的影

16、响(1) 用6只1 000 ml的烧杯，分别用量筒量取1000 ml原水，将装有水样的烧杯放在搅拌叶片下，保持各烧杯中各叶片的位置相同. (2)调整原水pH值，用移液管依次向1#，2#，3#装有原水的烧杯中，分别加人 25 ml，15 ml，10 ml HCI，再向4#，5#，6#装有原水的烧杯中，分别加入02 ml，07 m1 12 ml NaOH。 (3)启动搅拌机，快速搅拌300 rmin，05 min， 随后停机，从每只烧杯中取50ml水样，依次用pH仪测定各水样的pH值，记录在表3中。 (4)用移液管依次向装有原水烧杯中加入相同剂量的混凝剂，投加剂量照最佳投药量 实验中得出的最佳投加

17、量而确定。(5)启动搅拌机，快速搅拌300 rmin，05 min，中速搅拌150 rmin，10 min，慢速搅拌70 rmin，10 min, 停机.(6)静止10 min，用50 rnl注射针筒抽出烧杯中的上清液放入100 ml烧杯中，同时用浊度仪测定剩余水的浊度，记录在表3中。 五实验结果整理 (1)把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的水样浊度及pH值记人表格。 (2)以沉淀后水样浊度为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标，绘出浊度与投药量关系曲线，并在图上求出最佳混凝剂投加量。 (3)实验记录参考格式。实验小组名单 实验日期-表11 原始数据及两种混凝剂浊度测定记录表原水浊度：原水温度：原水

18、PH值：混凝剂名称Al(SO)FeCl矾花形成时投混凝剂最佳量剩余浊度表22 某一种混凝剂投加量的最佳选择水样编号123456混凝剂加入量(ml)剩余浊度表33 pH最佳值的选择水样编号12345610%的HCl加入量(ml)2.51.51.010%的NaOH加入量(ml)0.20.71.2PH混凝剂加入量(ml)剩余浊度六、思考题(1)根据实验结果以及实验中所观察到的现象，简述影响混凝的几个主要因素。(2)为什么投加最大药量时，混凝效果不一定好?(3)根据实验结果，与水处理实际设备比较有哪些差别?如何改进?(4)pH值有什么影响?实验二 滤料筛分及孔隙率测定实验 一. 实验目的 (1)测定天

19、然河砂的颗粒级配。 (2)绘制筛分级配曲线，求d10、d80、K80。 (3)按设计要求对上述河砂进行再筛选。 (一) 滤料筛分实验 二实验原理 滤料级配是指将不同大小粒径的滤料按一定比例加以组合，以取得良好的过滤效果。滤料是带棱角的颗粒，其粒径是指把滤料颗粒包围在内的球体直径(这是一个假想直径)。 在生产中简单的筛分方法是用一套不同孔径的筛子筛分滤料试样，选取合适的粒径级配。我国现行规范是以筛孔孔径O5mm及12mm两种规格的筛子过筛，取其中段。这虽然简便易行，但不能反映滤料粒径的均匀程度，因此还应考虑级配情况。 能反映级配状况的指标是通过筛分级配曲线求得的有效粒径d以及d和不均匀系数K。d

20、是表示通过滤料质量10筛孔孔径，它反映滤料中细颗粒尺寸，即产生水头损失的有效部分尺寸；d系指通过滤料质量80的筛孔孔径，它反映粗颗粒尺寸；K为d与d之比，即K=dd。K越大表示粗细颗粒尺寸相差越大，滤料粒径越不均匀，这样的滤料对过滤及反冲均不利。尤其是反冲时，为了满足滤料粗颗粒的膨胀要求就会使细颗粒因过大的反冲强度而被冲走；反之，若为满足细颗粒不被冲走的要求而减小反冲强度，粗颗粒可能因冲不起来而得不到充分清洗。故滤料需经过筛分级配。 三实验设备与试剂 (1)圆孔筛一套，直径0.355mm-2.000mm，筛孔尺寸如表2-1所示。 (2)托盘天平，称量300g，感量O1g。 (3)烘箱。 (4)

21、浅盘和刷(软、硬)。四 .实验步骤(1)取样。取天然河砂300g，取样时要先将取样部位的表层铲去，然后取样。 将取样器中的砂样洗净后放在浅盘中，将浅盘置于105恒温箱中烘干，冷至室温备用.2)称取冷却后的砂样lOOg，选用一组筛子过筛。筛子按筛孔大小顺序排列，砂样先放在最大孔径的一只筛中, 依次进行手筛.3)称量在各个筛上的筛余试样的质量(精确至01g)。所有各筛余质量与底盘中剩余试样的质量与筛分前的试样总质量相比,其差值不超过1%. 五. 实验结果(1) 分别计算留在各号筛上的筛余百分率，即各号筛上的筛余质量除以试样总质量的百分率(精确至01 %)。(2) 计算通过各号筛的砂量百分率.(3)

22、 根据表2-1数值，以通过筛孔的砂量百分率为纵坐标,以筛孔孔径为横坐标、绘制滤料筛分级配曲线.如图2-1. 由图中所绘筛分曲线上可求得d、d、K.如求得的不均匀系数K大于设计要求，则需根据设计要求筛选滤料。 (4)滤料的再筛选。滤料的再筛选是根据在筛分级配曲线上作图求得的数值进行的，方法如下。 例如设计要求d=060mm，K=180时，则d=180060=108mm，按此要求筛选. 先自横坐标060mm和108mm两点各作一垂线与筛分曲线相交，自两交点作与横横坐标相平行的两条线与右边纵坐标轴线相交于上下两点。 再以上面之点作为新的d，以下面之点作为新的d，重新建立新坐标。 找出新坐标原点和10

23、0点，由此两点向左方作平行于横坐标的直线，并与筛分曲相交，在此两条平行线内所夹面积是所选滤料，其余全部筛除。表2-1 筛分记录表筛 号筛孔孔径(mm)留在筛上的砂量通过该号筛的砂量质量(g)%质量(g)%12.021.631.2541.050.960.870.7180.6390.56100.5110.4120.355图21级配曲线坐标图 (二)孔隙率测定一.实验目的求定滤料孔隙率 二实验原理 滤料孔隙率大小与滤料颗粒的形状、均匀程度及级配等有关。均匀的或形状不规则的颗粒孔隙率大，反之则小。对于石英砂滤料，要求孔隙率为42左右，如孔隙率太大将影响出水水质，孔隙率太小则影响滤速及过滤周期。孔隙率为

24、滤料体积内孔隙体积所占的百分数。孔隙体积等于自然状态体积与绝对密实体积之差。孔隙率的测定要先借助于比重瓶测出密度，然后经过计算求出孔隙率。三实验设备与试剂 (1)托盘天平，称量lOOg，感量O1g。 (2)李氏比重瓶，容量250ml。 (3)烘箱。 (4)烧杯，容量500mL。 (5)浅盘、干燥器、料勺、温度计等。 四实验步骤 (1)试样制备。将试样在潮湿状态下用四分法缩至120g左右，在1055的烘箱中烘干至恒重，并在干燥器中冷却至室温，分成两份备用。 所谓四分法是将试样堆成厚2cm之圆饼，用木尺在圆饼上划一十字分为4份，去掉不相邻的两份，剩下的两份试样混合重拌、再分。重复上述步骤，直至缩分

25、后的质量略大于实验所要求的质量为止。 (2)向比重瓶中注入冷开水至一定刻度，擦干瓶颈内部附着水，记录水的体积(V)。 (3)称取烘干试样50g(m)徐徐装入盛水的比重瓶中，直至试样全部装入为止，瓶中水不宜太多，以免装入试样后溢出。 (4)用瓶内水将黏附在瓶颈及瓶内壁上的试样全部洗入水中，摇转比重瓶以排除气泡。静置24h后记录瓶中水面升高后的体积(V)。至少测两个试样，取其平均值，记人表22。表2-2 用比重瓶测滤料密度记录表 试 样 瓶上刻度体积(cm) I 平均值 V V V- V 五实验结果整理(1) 求定滤料密度，按下式计算。 (g/cm) (21) 式中m。试样的烘干质量，g； V水的

26、原有体积，cm； V2投入试样后水和试样的体积，cm3。 (2)求定孔隙率。将测定密度之后的滤料放人过滤柱中，用清水过滤一段时间,然后测量滤料层体积，并按下式求出滤料孔隙率()。 ( 22) 式中m烘干后滤料的质量，g；V滤料层体积，cm3；- 滤料密度，gcm3。(三)注意事项(1)四分法时试样不能太湿。(2)比重瓶中冷开水应适量。(四)思考题(1)为什么d10称“有效粒径”?K80过大或过小各有何利弊?(2)我国用dmin、dmax衡量滤料，与用d10、d80相比，有什么优缺点?(3)孔隙率大小对过滤有什么影响?实验三过滤与反冲洗实验一、实验目的(1)了解模型及设备的组成与构造o(2)观察

27、过滤及反冲洗现象，进一步了解过滤及反冲洗原理。(3)掌握实验的操作方法。(4)掌握滤池工作中主要技术参数的测定方法。 二、实验原理1过滤与反冲洗模型（图31） 图3l过滤及反冲洗实验装置示意图 2水过滤原理 水的过滤是根据地下水通过地层过滤形成清洁井水的原理而创造的处理浑浊水的方法。在处理过程中，过滤一般是指以石英砂等颗粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水达到澄清的工艺过程。过滤是水中悬浮颗粒与滤料颗粒间粘附作用的结果。粘浮作用主要决定于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质，当水中颗粒迁移到滤料表面上时，在范德华引力和静电引力以及某些化学键和特殊的化学吸附力作用下，它们被粘附到滤料颗粒的表面上。此

28、外，某些絮凝颗粒的架桥作用也同时存在。经研究表明，过滤主要还是悬浮颗粒与滤料颗粒经过迁移和粘附两个过程来完成去除水中杂质的过程。 3影响过滤的因素 在过滤过程中，随着过滤时间的增加，滤层中悬浮颗粒的量也会随着不断增加，这就必然会导致过滤过程水力条件的改变。当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水位已定时，如果孔隙率减小，则在水头损失不变的情况下，将引起滤速减小。反之，在滤速保持不变时，将引起水头损失的增加。就整个滤料层而言，鉴于上层滤料截污量多，越往下层截污量越小，因而水头损失增值也由上而下逐渐减小。此外，影响过滤的因素还有很多，诸如水质、水温、滤速、滤料尺寸、滤料形状、滤料级配，以及悬浮物的表面

29、性质、尺寸和强度等等。 4滤料层的反冲洗 过滤时，随着滤层中杂质截留量的增加，当水头损失增至一定程度时，导致滤池产生水量锐减，或由于滤后水质不符合要求，滤池必须停止过滤，并进行反冲洗。反冲洗的目的是清除滤层中的污物，使滤池恢复过滤能力。滤池冲洗通常采用自下而上的水流进行反冲洗的方法。反冲洗时，滤料层膨胀起来，截留于滤层中的污物，在滤层孔隙中的水流剪力作用下，以及在滤料颗粒碰撞摩擦的作用下，从滤表面脱落下来，然后被冲洗水流带出滤池。反冲洗效果主要取决于滤层孔隙水流剪力。该剪力既与冲洗流速有关，又与滤层膨胀有关。冲洗流速小，水流剪力小；冲洗流速大，使滤层膨胀度大，滤层孔隙中水流剪力又会降低，因此，

30、冲洗流速应控制适当。高速水流反冲洗是最常用的一种形式，反冲洗效果通常由滤床膨胀率e来控制，即 e=100% 式中L砂层膨胀后的厚度(cm)； Lo砂层膨胀前的厚度(cm)。 通过长期实验研究，e为25时反冲洗效果即可以为最佳。 三、实验设备、仪器及试剂 (1)过滤与反冲洗的实验装置(1套)； (2)一米直尺一根； (3)浊度仪(1台)； (4)烧杯(200 ml)。 (5)秒表一块，100ML，500ML量筒各一个； (6)三氧化铁(质量分数1)。 四、实验操作步骤 在实验中要控制滤料层上的工作水深保持基本不变。仔细观察绒粒进入滤料层深度及绒粒在滤料层中的分布情况。 (1)对照工艺图，了解实验

31、装置及构造。 (2)测量并记录原始数据，填人表31中。 (3)配制原水，使其浑浊度大致在2040mg/l范围内，以最佳投药量将混凝剂Al2(S04)3或者FeCl3投入原水箱中，经过搅拌，启泵进行过滤试验。 (4)列表记录每隔20分钟测定或校对一次的运行参数，填人表32中。 (5)观察杂质绒粒进入滤层深度情况。 表31 原始条件记录表 滤管直径mm 滤管面积 滤管高度m 滤料名称 滤料厚度m表32 过滤实验记录表 工作时间备 注原水浊度(mg/l)原水投药量(mg/l)流量(l/s)流速(m/s)水头损失cm工作水深m绒粒穿人深度cm滤后水浊度(mg/l) (6)反冲洗试验：了解实验装置；列表

32、测量并记录各参数，填入表3中；做膨胀率e=20，40，80的反冲洗强度q的实验；打开反冲洗水泵，调整膨胀度e，测出反冲洗强度值；测量每个反冲洗强度时，应连续测3次，并取平均值计算。 五、实验数据及结果整理 (1)根据过滤试验结果，归纳出水头损失、水质、绒粒分布随工作延续时间变化的情况，绘制出滤池工作水质曲线图(图32)。 (2)总结不同流速与水头损失的变化规律，加深对滤速v与水头损失h之间关系的理解，并绘出(hv)变化曲线(图3)。表33 滤池反冲洗实验记录 原始条件滤管直径/mm滤层面积/ 滤料名称滤料粒径/mm 滤料厚度hm 石英砂 无烟煤项目QLoLe=100%q=水温e平均q平均123

33、456789 图32出水剩余浊度与时问的关系曲线 (3)根据反冲洗试验记录结果，绘制一定温度下的冲洗强度与膨胀率的关系曲线，并综合四组不同的曲线进行分析比较(图4)。 六、注意事项 (1)反冲洗过滤时，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。 (2)在过滤实验前，滤层中应保持一定水位，不要把水放空，以免过滤实验时测压管中积有空气。 (3)反冲洗时，为了准确地量出砂层厚度，一定要在砂面稳定后再测量，并在每一个反冲洗流量下连续测量3次。实验四 强酸性阳离子交换树脂交换容量的测定 一实验目的 (1)加深对强酸性阳离子交换树脂交换容量的理解。 (2)掌握测定强酸性阳离子交换树脂交换容量

34、的方法。 二实验原理 交换容量是交换树脂最重要的性能，它定量地表示树脂交换能力的大小。树脂交换容量在理论上可以从树脂单元结构式粗略地计算出来。以强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂为例，其单元结构式为 单元结构式中共有8个碳原子、8个氢原子、3个氧原子、1个硫原子，其相对分子质量为812011+81008+315994+13206=184.2只有强酸基团S03H中的H遇水电离形式H+可以交换，即每1842g干树脂中只有1g可交换离子。 强酸性阳离子交换树脂交换容量测定前需经过预处理，即经过酸碱轮流浸泡，以去除树脂表面的可溶性杂质。测定阳离子交换树脂容量常采用碱滴定法，用酚酞作指示剂，按下式计算交换容量

35、。 (1) 式中 M- NaOH标准溶液的浓度，mmolmL; V- NaOH标准溶液的用量，mL； W样品湿树脂质量，g。 三实验设备与试剂 (1)万分之一克精度天平1台。 (2)烘箱1台。 (3)干燥器1个。 (4)250mL三角烧瓶2个。 (5)10mL移液管2支。 (6)强酸性阳离子交换树脂。 (7)lmolL HCl溶液1000mL。 (8)1molL NaOH溶液1000mL。 (9)O5molL NaCl溶液1000mL。 (10)1酚酞乙醇溶液。 四实验步骤 (1)强酸性阳离子交换树脂的预处理 取样品约10g以1molL盐酸及1molL NaOH轮流浸泡，即按酸一碱一酸一碱一酸

36、顺序浸泡5次，每次2h，浸泡液体积约为树脂体积的23倍。在酸碱互换时应用200mL无离子水进行洗涤。5次浸泡结束用无离子水洗涤至溶液呈中性。 (2)测强酸性阳离子交换树脂固体含量() 称取双份10000g的样品，将其中一份放入105110烘箱中约2h，烘干至恒重后放入氯化钙干燥器中冷却至室温，称量，记录干燥后的树脂质量。 固体含量=干燥后的树脂质量100样品质量 (2) (3)强酸性阳离子交换树脂交换容量的测定 将一份10000g的样品置于250mL三角烧瓶中，投加O5molINaCl溶液100mL摇动5min，放置2h后加入1酚酞指示剂3滴，用标准O10000molL NaOH溶液进行滴定，

37、至呈微红色1 5s不退，即为终点。记录NaOH标准溶液的物质的量浓度及用量(表1)。表 1 强酸性阳离子交换树脂交换容量测定记录湿树脂样品质量 Wg干燥后的树脂质量 W1g树脂固体含量 % NaOH标准溶液的物质的量浓度NaOH标准溶液的用量 VmL 交换容量(mmolg干氢树脂) 五实验结果整理 (1)根据实验测定数据计算树脂固体含量。 (2)根据实验测定数据计算树脂交换容量。 六注意事项 (1)在操作过程中，要认真仔细。 (2)烘干时一定要按规定调好温度。 七思考题 测定强酸性阳离子交换树脂的交换容量为何用强碱液NaOH滴定?实验五 离子交换软化实验 一实验目的 (1)熟悉顺流再生固定床运

38、行操作过程。 (2)加深对钠离子交换基本理论的理解。 二实验原理 当含有钙盐及镁盐的水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的Ca2+及Mg2+便与树脂中的可交换离子(Na+或H+)交换，使水中Ca2+、Mg2+含量降低或基本上全部去除，这个过程叫做水的软化。树脂失效后要进行再生，即把树脂上吸附的钙、镁离子置换出来，代之以新的可交换离子。钠离子交换用食盐(NaCl)再生、氢离子交换用盐酸(HCl)或硫酸(H2S04)再生。基本反应式如下。 (1)钠离子交换软化再生(2)氢离子交换交换 再生 钠离子交换的最大优点是不出酸性水，但不能脱碱；氢离子交换能去除碱度，但出酸性水。本实验采用钠离子交换。

39、三实验设备与试剂(1) 软化装置1套， (2)lOOmL量筒1个、秒表1块(控制再生液流量用)。 (3)2000mm钢卷尺1个。 (4)测硬度所需用品及测定方法详见水质分析书籍。 (5)食盐数百克。 四实验步骤 (1)熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门的作用。 (2)测原水硬度，测量交换柱内径(直径70mm)及树脂层高度(填入表2)。(3)将交换柱内树脂反洗数分钟，反洗流速采用15mh，以去除树脂层的气泡。(4)软化.运行流速采用15m/h,每隔10min测一次水的硬度,测两次并进行比较.(5)改变运行流速.流速分别取20m/h,25m/h,30m/h,每个流速下运行5min,测出水的硬度(填入表3). 表2原水硬度及实验装置有关数据原水硬度(以CaC03计)(mgL) 交换柱内径cm 树脂层高度cm 树脂名称及型号表