水工程实验技术实验指导书修订.doc

福建工程学院实 验 指 导 书课程名称： 水工程实验技术 系 （部）： 环境与设备工程系 专 业： 给排水工程 班 级： 姓 名： 学 号： 实验项目实验一 自由沉淀实验 1实验二 絮凝沉淀实验 5实验三 混凝沉淀实验 9实验四 静态活性炭吸附实验 12实验五 离子互换实验 16实验六 活性污泥特性测定实验 18实验七 曝气设备清水充氧性能测定实验 21实验八 折点加氯消毒实验 25附录一 紫外可见分光光度计的使用说明 29附录二 pH计的使用说明 30附录三 浊度仪的使用说明 32附录四 电子分析天平的使用说明 33实验成绩课内评分30%实验报告评分70%合计得分内容及 格式15%数据解决及结果30%图表及曲线15%分析及 讨论30%其他10%实验一 自由沉淀实验一、 实验目的（1）掌握颗粒自由沉淀实验的方法；（2）进一步了解和掌握自由沉淀规律，根据实验结果绘制自由沉淀曲线。去除率沉速曲线（u 曲线）、去除率时间曲线（ t 曲线）和未被去除颗粒比例沉速曲线（Pu 曲线）。二、实验原理浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀。自由沉淀的特点是：静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合Stokes公式。悬浮物去除率的累积曲线计算：其中： 总去除率P0 、P 未被去除颗粒的比例 us、u0 沉淀速度实验用沉淀柱进行，如右图。初始时，沉淀时间为0，悬浮物浓度为C0，去除率=0。设水深为H（实验时为水面到取样口的垂直距离），在ti 时间能沉到H深度的最小颗粒di的沉速可表达为：。事实上，沉淀时间ti 内，由水中沉至柱底的颗粒是由两部分颗粒组成，即沉速的那一部分颗粒能所有沉至柱底，同时，颗粒沉速的颗粒也有一部分能沉到柱底，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速，但这部分颗粒并不全在水面，而是均匀分布在整个柱内，因此，只要在水面以下，它们下沉至池底所用的时间小于或等于具有沉速ui的颗粒由水面降至池底所用的时间ti，则这部分颗粒也能从水中被除去。在 ti 时间，取样点处实验水样的悬浮物浓度为Ci，沉速（）的颗粒的去除率：，其中，表达未被去除的颗粒所占的比例。绘制 Pui 关系曲线，可知，是当选择的颗粒沉速由u1降至u2，即颗粒粒径有d1减到d2时，此时水中所能多去除的，粒径在d1d2间的那部分颗粒的比例。当无限小时，dP代表了小于d1的某一粒径d占所有颗粒的比例。这些颗粒能沉到柱底的条件是：颗粒由水中某一点沉到柱底所用的时间，必须等于或小于具有沉速ui 的颗粒由水面沉至柱底所用的时间，即满足：，由于自由沉淀颗粒均匀分布，又为等速沉淀，故沉速的颗粒只有在水深 x 以内才干沉到柱底，因此沉到柱底这部分颗粒，占这种颗粒粒径的比例为，同一粒径颗粒的去除率为，令，则。由上述分析，反映了具有us的颗粒占所有颗粒的比例，而则反映了在设计沉速u0前提下，具有沉速的颗粒去除量占本颗粒总量的比例，则反映了设计沉速u0时，具有沉速为us的颗粒所能被去除的部分占所有颗粒的比率。这部分沉速的颗粒的去除率为：颗粒的总去除率：工程中常用去除率公式：三、实验装置与设备1、沉淀装置：涉及有机玻璃沉淀柱、储水箱、水泵、搅拌装置和配水系统等。2、秒表。3、测定悬浮物的设备：浊度仪、玻璃棒、烧杯等。4、实验用水采用自来水和硅藻土配制。四、实验环节及记录1、将一定量的硅藻土投入到配水箱中，开动搅拌机，充足搅拌混合，注意混合后浊度不可太高（5070NTU为宜），以保证满足自由沉淀的规定。2、取水样200ml（测定初始溶液的浊度为C0），并且拟定取样管内取样口位置（本次实验取二个取样口）。3、启动水泵将混合液打入沉淀柱到一定高度，停泵，停止搅拌机，并且记录高度值H0，此时沉淀时间t=0。开动秒表，开始记录沉淀时间 t。4、观测悬浮颗粒沉淀特点、现象。5、当沉淀时间t为5、10、20、30、60、120分钟时，取样口高度分别为45cm和80cm，在每个取样口分别取水一次，取样体积7080mL，用浊度仪测定相应的浊度（Ct），记录数据。6、注意：每次取样前应先排出取样口中的积水，减少误差，在取样前需读取沉淀柱中液面的高度H，并记录数据。7、实验记录用表。颗粒自由沉淀实验原始记录原水记录浊度C0：水温：pH值：静沉时间取样口 高度水样编号浊度Ct（NTU）液面高度H（m）545cm80cm1045cm80cm2045cm80cm3045cm80cm6045cm80cm12045cm80cm实验时间实验地点小组成员使用仪器名称及型号五、实验结果整理和分析1. 基本参数整理 实验日期： 水样性质及来源： 沉淀柱直径：d= mm 柱高：H= m 根据实验装置绘制沉淀柱草图及管路连接图2. 实验数据整理及分析 （1）未被去除悬浮物比例： C0 原水浊度，NTU； Ci 沉淀时间t后，水样浊度，NTU。（2）相应颗粒沉速： mm/s原始数据整理 取样口高度 cm沉淀高度H（cm）沉淀时间t（min）0510203060120取样编号水样浊度Ci（NTU）未被去除颗粒比例Pi颗粒沉速ui（mm/s） （3）以颗粒沉速 ui为横坐标，以 Pi为纵坐标，在坐标纸上绘制Pu关系曲线。 （4）应用工程公式，运用图解法列表计算不同沉速时，浊度的去除率。浊度去除率的计算 取样口高度 cm序号u0（ui）P0（Pi）1- P0usus12345（5）以为纵坐标，分别以u、t为横坐标，绘制u，t关系曲线。 3比较两个不同取样口（沉降高度）的水样绘制的曲线差别。六 实验结果讨论1、本实验中哪些因素对实验结果影响较大，该如何改善？2、绘制自由沉降曲线的意义？3、按照公式计算不同沉淀时间t的沉淀效率，并绘制u，t关系曲线，和本次实验的结果对照分析，指出上述两种整理方法的合用条件。实验二 絮凝沉淀实验一、实验目的（1）掌握絮凝沉淀的实验方法。（2）通过实验加深对絮凝沉淀概念、特点的理解。（3）能运用实验数据绘制絮凝沉淀静沉曲线，学会通过曲线求某一深度的颗粒总去除率。二、实验原理悬浮物浓度不太高，一般在50500mg/L范围的颗粒沉淀属于絮凝沉淀。絮凝沉淀的特点是沉淀过程中由于颗粒互相碰撞，凝聚变大，沉速不断加大，因此颗粒沉速事实上是变化的。我们所说的絮凝沉淀颗粒沉速，是指颗粒沉淀平均速度。在平流式沉淀池中，颗粒沉淀轨迹是一曲线，而不同于自由沉淀的直线运动。在沉淀池内颗粒去除率不仅与颗粒沉速有关，并且与沉淀有效水深有关。因此沉淀柱不仅要考虑器壁对悬浮物沉淀的影响，还要考虑柱高对沉淀效率的影响。静沉中絮凝沉淀颗粒去除率的计算思绪与自由沉淀一致，但方法有所不同。自由沉淀采用累积曲线计算法，而絮凝沉淀采用的是纵深分析法，颗粒去除率按下式计算： 计算如图2-1所示。去除率同分散颗粒同样，也提成两部分。（1） 所有被去除的颗粒这部分颗粒是指在给定的停留时间（如图2-1中t0），与给定的沉淀有效水深（如图2-1中H=H0）时，两直线相交点等去除率线的值，如图中的2。即在沉淀时间tt0，沉降有效水深H=H0时，具有沉速的颗粒能所有被去除，其去除率为2。 图2-1 絮凝沉淀等去除率曲线（2）部分被去除的颗粒 同自由沉淀同样，悬浮物在沉淀时虽说有些颗粒较小，沉速较小，不也许从池顶沉到池底，但是在池底中某一深度下的颗粒，在满足条件即沉到池底所用时间时，这部分颗粒也就被去除掉了。当然，这部分颗粒是指沉速的那些颗粒，这些颗粒的沉淀效率也不相同，也是颗粒大的沉降快，去除率大一些。其计算方法、原理与分散颗粒同样，这里是用代替了分散颗粒中的。其中，所反映的就是把颗粒沉速由u0降到us时，所可以去除的那些颗粒占所有颗粒的比例。这些颗粒在沉淀时间t0时，并不能所有沉到池底，只有符合条件tst0的那部分颗粒能沉到池底，即，故有。同自由分散沉淀同样，由于us为未知数，故采用来代替，工程上多采用等分间的中间水深Hi代替hi，则近似地代表了这部分颗粒中可以沉到池底的颗粒所占的百分数。（）就是沉速为的这些颗粒的去除量所占所有颗粒的比例，以此类推，式（）就是的所有颗粒的去除率。三、重要的实验仪器设备1、沉淀装置：涉及有机玻璃沉淀柱、储水箱、水泵、搅拌装置和配水系统等。2、秒表。3、测定悬浮物的设备：浊度仪，玻璃棒、烧杯等。4、实验用水采用自来水和硅藻土配置。四、环节及记录1、将配制好的实验用水倒入水池进行搅拌，待搅匀后取样测定原水的浊度（原水的初始浊度一般为100150NTU）。2、启动水泵，打开水泵的上水阀门和各沉淀柱的上水管阀门。3、依次向各沉淀柱内进水，当水位达成溢流孔（或指定液面刻度），关闭进水阀门，同时记录沉淀时间。各沉淀柱的沉淀时间分别为20、40、60、80、120min。4、当达成各柱的沉淀时间时，在每根柱侧上四个取样阀，自上而下地依次取样，测定水样的浊度。5、记录数据。絮凝沉淀实验登记表柱号沉淀时间（min）取样点编号浊度（NTU）取样点有效水深（cm）备注1201-11151-2801-3451-4102402-11152-2802-3452-4103603-11153-2803-3453-4104804-11154-2804-3454-41051205-11155-2805-3455-410五、成果整理（1）实验基本参数实验日期： 水样性质及来源： 沉淀柱直径：d= mm 柱高：H= m水温： 原水浊度：C0 NTU（2）实验数据整理 将实验数据进行整理，并计算各取样点的去除率，填入下表。各取样点悬浮物去除率值计算表 沉淀柱号沉淀时间取样深度123452040608012010cm45cm80cm115cm（3）以沉淀时间t为横坐标，以深度为纵坐标，将各取样点的去除率填在各取样点的坐标上，如图2-2所示。图2-2 絮凝沉淀柱各取样点去除率（4）在上述基础上，用内插法，绘出等去除率曲线。以10为一间距，如25%、35%、45%。（5）选择某一有效水深H，过H做x轴平行线，与各去除率线相交，再根据公式计算不同沉淀时间的总去除率。（6）以沉淀时间t为横坐标，为纵坐标，绘制不同有效水深H的t关系曲线，及u曲线。六 思考题1、两种不同性质的污水经絮凝沉淀实验后，所得同一去除率的曲线的曲率不同，试分析讨论。2、絮凝沉淀与自由沉淀有何不同，实验方法有何区别？3、实际工程工程中，哪些沉淀属于絮凝沉淀？请举三个例子。实验三 混凝沉淀实验一、实验目的（1）通过实验拟定实验某水样的最佳投药量；（2）观测絮体（俗称矾花）的形成过程及混凝沉淀的效果，从而加深对混凝理论的理解。二、实验原理水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体表面的水化作用，使得胶粒具有分散稳定性，因此水中的胶体颗粒不能靠自由沉淀去除。向水中投加混凝剂后，由于如下因素：混凝剂水解提供大量正电荷，中和胶体颗粒表面负电荷，从而减少颗粒间的排斥能峰，减少胶粒的电位，实现胶粒“脱稳”；产生吸附架桥作用，促进胶体的凝聚；网捕、卷扫作用。从而使胶体颗粒脱稳、互相碰撞、凝聚，形成絮凝体（矾花），然后通过沉淀去除。从胶体颗粒变成较大的矾花是一个连续的过程，为了研究方便一般分为混合和反映两个阶段。混合阶段重要是原水和混凝剂快速均匀混合，一般来说，该阶段只能产生肉眼难以看见的微絮凝体；反映阶段重要是微絮凝体互相碰撞，凝并不断变大的过程，该阶段絮体不断长大形成较大较密实的矾花。混合和反映需要消耗能量，速度梯度G值能反映单位时间单位体积水消耗能量的大小，通过控制速度梯度G来控制混合和反映的条件。一般情况，混合阶段的G值应大于300500s-1，时间不超过30s，G值越大混合时间越短，以保证快速均匀混合。反映阶段的G值平均为2070s-1，时间为1530min，随着矾花逐渐增大，G值宜逐渐减少，在实际设计中反映阶段G值，开始时可采用100s-1左右，结束时采用10s-1左右。混合或反映的速度梯度G值计算式：其中：P 混合或反映设备中水流所消耗的功率，W；V 混合或反映设备中水的体积，m3； 水的动力黏度。本次实验采用机械搅拌。搅拌设备是垂直轴上装设的两块桨板，桨板消耗的功率为：其中：L桨板长度，m； r2桨板外缘旋转半径，m； r1桨板内缘旋转半径，m； 相对于水的桨板旋转角速度，采用0.75倍轴转速，r/s； 水的密度，kg/m3； g重力加速度，9.81m/s2； CD阻力系数，取决于长宽比。阻力系数CDb/L18CD1.101.151.191.291.402.00三、实验设备及药品1、实验器材及设备（1）六联搅拌机，1台；（2）浊度仪，1台；（3）pH计，1台；（4）温度计，1根；（5）1000mL量筒，1个；（6）1000mL烧杯，6个；（7）100mL烧杯，6个；（8）5mL移液管，1个；（9）1mL移液管，1个；（10）塑料加液管，6个；（11）医用针筒，2个；（12）洗耳球，2个。2、药品（1）1% 浓度硫酸铝Al2(SO4)3溶液。四、实验环节1测定原水的浊度（初始浊度为5070NTU）及pH值。2用1000mL量筒分别取6个水样至6个1000mL烧杯中。注意：取水样要搅拌均匀，以尽量减少取样浓度上的误差。3. 打开电源，升起搅拌桨，将烧杯置于六联搅拌机上，调整烧杯的间距，降下搅拌桨。4相应6个水样，用移液管分别移取0.3、0.6、0.9、1.5、2.5、4.0mL 1%浓度的Al2(SO4)3溶液至塑料加液管中，并将加液管固定在六联搅拌机支架上。5先调整转速为200rpm进行快速搅拌，待转速稳定后，将药液加入水样杯中，同时开始计时，快速搅拌时间为1min；调整转速为80rpm，搅拌时间5min；然后再调整转速为50rpm，搅拌时间10min；停止搅拌，升起搅拌桨，静沉15min。注意：为了减少药液在加液管里的残留，在第一次加药后，用蒸馏水润洗加液管2次，每次约5mL，并迅速倒入水样杯中。停止搅拌后，静沉时不要移动水样。6搅拌过程中，注意观测并记录“矾花”形成的过程，“矾花”形成的快慢、外观、大小、密实限度、下沉快慢等。7静沉15min后，用医用针筒在6个水样杯中依次取出约100mL的上清液，置于100mL烧杯中。测定上清液的浊度及pH值，并记录至表格中。五、实验原始数据记录实验原始登记表混凝剂名称混凝剂浓度原水温度原水pH值原水浊度水样体积仪器名称及型号水样编号123456投药量mLmg/L剩余浊度(NTU)沉淀后pH值实验小组人员实验时间六、实验结果整理和分析1以投药量为横座标，以剩余浊度为纵座标，绘制投药量-剩余浊度曲线图。2根据曲线图拟定混凝剂的最佳投药量值和最佳合用范围。七、注意事项1、加药的药液量较少时，可掺点蒸馏水摇匀，以免加液管上沾的药液过多，影响投药量的精确度。2、移取烧杯中的沉淀水上清液时，要在相同的条件下吸取，不要把沉下去的矾花搅起来。八、思考题1在混凝沉淀实验中应注意哪些操作方法，对混凝效果有什么影响。2为什么投药量最大时，混凝效果不一定好?3根据实验结果以及实验中所观测到的现象，简述影响混凝效果的几个重要因素。4参考本实验写出拟定最佳pH值的实验环节。 实验四 静态活性炭吸附实验一、实验目的（1）通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验过程的操作。（2）掌握用间歇法拟定活性炭解决污水设计参数的方法。二、实验原理活性炭吸附，就是运用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，以达成净化水质的目的。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上积聚浓缩，继而进入固体晶格原子或分子之间被吸附，尚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的运动而离开活性炭表面，重新进入水中，即在吸附的同时存在解吸现象。当吸附和解吸处在动态平衡状态时，称为吸附平衡，此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。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。活性炭的吸附能力以吸附量qe表达假如在一定压力和温度条件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质为x毫克，则单位重量的活性炭吸附溶质的数量qe即为吸附容量。活性炭的吸附能力以吸附容量qe表达。式中：qe 活性炭吸附量，即单位重量的活性炭所吸附的物质重量mg/g； x 被吸附物质的质量，mg； m 活性炭投加量，g； V 水样体积，L； C0、Ce 分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的溶质浓度，mg/L。qe的大小除了取决于活性炭的品种之外，还与被吸附物质的性质、浓度、水温、pH值等有关。qe在温度一定的条件下，活性炭吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化曲线称为吸附等温线，通常可以用朗格缪尔（Langmuir）经验公式加以表达： 式中：qe 活性炭吸附量，mg/g； Ce 被吸附物质平衡浓度，mg/L； K Langmuir常数，与活性炭和被吸附物质之间的亲和度有关； qm 活性炭的最大吸附量，mg/g。通常用图解方法求出K，b的值为了方便易解，往往将上式变换成线性关系式：通过吸附实验测得Ce/qe、Ce相应值，绘制到坐标纸上，得到直线，即可求得斜率为，截距为，则可求得活性炭的等温吸附线的系数K、qm，并可以绘制出活性炭吸附等温线。三、仪器设备及试剂 1恒温振荡器；2电子分析天平，精度0.0001g；3可见分光光度计；4温度计；5250mL三角烧瓶8个，100mL烧杯8个，移液管，漏斗，漏斗架，滤纸。6实验用水：100mg/L亚甲基蓝溶液。四、 实验环节（1）活性炭的准备将活性炭颗粒用蒸馏水洗去细粉，并在105温度下烘至恒重。（2）绘制亚甲基蓝溶液标准曲线。 配置10mg/L亚甲基蓝标准溶液100mL：取1mg亚甲基蓝粉末溶于水中，用100mL容量瓶定容至100mL。 在不同波长下，用分光光度计测定标准溶液的吸光度值A，拟定吸光度和波长之间的关系A。 拟定产生最大吸光度时的波长max，即为实验用波长（660mm）。 取0mL、2mL、5mL、10mL、15mL、20mL的亚甲基蓝标准溶液，用比色管定容到25ml，用10mm比色皿在分光光度计上测得吸光度。 绘制吸光度和亚甲基蓝溶液浓度之间的关系曲线，即标准曲线。（3）配置实验用100mg/L浓度亚甲基蓝溶液1L：取100mg亚甲基蓝粉末溶于水中，用1000mL容量瓶定容至1L。（4）在8个250mL的三角烧瓶中分别投加0、50、100、200、300、400、500、600mg粒状活性炭，再分别加入100mL亚甲基蓝溶液。（5）在室温下，将三角烧瓶放在振荡器上震荡，计时震荡1h。（6）将震荡后的水样静置5min，小心地将上清液倾倒至100mL烧杯中，约倒取30mL。按表2中上清液取样体积分别移取相应体积的上清液于50mL比色管中，用蒸馏水稀释定容至50mL刻度线，盖塞，摇匀。（7）设定分光光度计的波长为660nm，用10mm比色皿测定上清液的吸光度。（8）在标准曲线上查出相应的亚甲基蓝溶液的浓度。五、实验原始数据记录：表1 标准曲线实验记录初始记录：标准溶液浓度： mg/L ； 室温： 加入标准溶液量（mL）025101520测定吸光度A修正系数A0表2 静态活性炭吸附的原始记录初始记录室温： ， 亚甲基蓝溶液浓度： mg/L， 溶液体积： mL 活性炭性能参数活性炭投加量（mg）050100200300400500600上清液取样体积（mL）1.01.01.02.02.02.02.02.0稀释倍数吸光度A修正系数A0仪器名称及型号实验小组人员六、实验数据整理及分析：1亚甲基蓝溶液标准曲线的绘制 （1）实验数据整理 标准曲线实验记录整理初始记录：标准溶液浓度： mg/L 室温： 加入标准溶液量（mL）025101520亚甲基蓝溶液浓度C（mg/L）测定吸光度A修正系数A0修正吸光度=A- A0 （2）以亚甲基蓝溶液浓度C为横坐标，修正后吸光度为纵坐标，绘制标准曲线C曲线。2绘制吸附等温线（1）实验数据整理，根据修正吸光度，在标准曲线上查得相应的亚甲基蓝溶液浓度Ce，计算亚甲基蓝的吸附量qe，计算Ce /qe。静态活性炭吸附的实验数据整理初始亚甲基蓝溶液浓度C0： mg/L溶液体积V： L活性炭量m（mg）050100200300400500600吸光度A修正吸光度稀释倍数吸附后亚甲基蓝溶液 浓度Ce（mg/L）活性炭吸附容量：（mg/g）CeCe /qe（2）绘制Ce /qe Ce关系曲线，其斜率为，截距为，求得qm和K。七、思考题1、吸附等温线有什么现实意义？2、活性碳投加量对于吸附平衡浓度的测定有什么影响，该如何控制？ 3、实验结果受哪些因素影响较大，该如何控制？实验五 离子互换实验强酸性阳离子互换树脂互换容量的测定 一、 实验目的1加深对强酸性阳离子互换树脂互换容量的理解。2掌握测定强酸性阳离子互换树脂互换容量的方法。二、实验原理离子互换软化法在水解决工程中有广泛的应用。强酸性阳离子互换树脂的使用也很普遍。如表4-1所示，以强酸性苯乙烯系阳离子互换树脂为例，强酸性阳离子互换树脂的性能参数很多，其中互换容量是互换树脂最重要的性能，它能定量地表达树脂互换能力的大小。强酸性阳离子互换树脂的性能参数表树脂类型强酸性苯乙烯系阳离子互换树脂项目参数或描述项目参数外观棕黄至棕褐色球状颗粒下限粒度1%功能基团磺酸基湿视密度0.770.87g/mL含水量4553%湿真密度1.241.28g/mL体积全互换容量1.0mmol/ml或2.0 eq/L有效粒径0.400.60mm范围粒度（0.3151.25mm）95%磨后圆球率90%重要用途所有水解决的软化、除盐系统。树脂互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互换树脂为例，其单元结构式中共有8个C原子、8个H原子、3个O原子、1个S原子，其分子量等于，只有强酸基团磺酸基SO3H中的H遇水电离形成H离子可以互换，即每184.2g干树脂只有1g可互换离子。所以，每克干树脂具有可互换离子1/184.20.00543e5.43me。扣除交联剂所占份量（按8%重量计），则强酸干树脂互换容量应为5.4392/1004.99 me/g。此值与实际测量值差别不大。0.017（732#）强酸性苯乙烯系阳离子互换树脂互换容量规定为4.2 me/g（干树脂）。强酸性阳离子互换树脂互换容量测定前需通过预解决，即通过酸、碱轮流浸泡，以除去树脂表面的可溶性杂质。测定阳离子互换树脂互换容量常采用碱滴定法，用酚酞作指示剂，按下式计算互换容量：（干氢树脂）式中 N NaOH标准溶液的摩尔浓度，mol/L； V NaOH标准溶液的用量，mL； W 样品湿树脂重，g。三、实验设备与装置1、电子分析天平，精度0.0001g。2、烘箱1台。3、干燥器1个。4、250mL三角烧瓶2个、10mL移液管2支、50mL烧杯2个。5、碱式滴定装置1套。四、实验环节及记录1树脂的预解决取样品约10g以2N硫酸（或1N盐酸）及1N NaOH轮流浸泡，即按酸碱酸碱酸顺序浸泡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去离子水进行洗涤。5次浸泡结束后用去离子水洗涤至中性。2固体含量的测定用小烧杯称取2份约1.0000g的通过预解决的树脂样品，将其中一份放入105110烘箱中约2个小时，烘干至恒重后放入干燥器中冷却至室温，称重，记录干燥后的树脂重。3互换容量的测定将另一份约1.0000g的样品置于250mL三角烧瓶中，用量筒投加0.5N NaCl溶液100mL摇动5分钟，放置2h后加入1%酚酞指示剂3滴，用标准0.1N NaOH标准溶液进行滴定，至呈微红色15秒不褪，即为终点。记录NaOH标准溶液的浓度及用量。五、实验原始记录强酸性阳离子互换树脂互换容量测定原始记录 烧杯1重量W2（g）烧杯2重量W2（g）样品1湿树脂重W（g）样品2湿树脂重W（g）干燥后树脂+烧杯重W3(g）NaOH标准溶液浓度N（mol/L）干燥后的树脂重W1(g）NaOH标准溶液的用量V（mL）六、实验数据整理和分析1根据实验测定数据计算树脂固体含量。树脂固体含量=2根据实验测定数据计算树脂互换容量。 树脂互换容量：七、思考题1、测定强酸性阳离子互换树脂互换容量为什么用强碱液NaOH滴定？2、强酸性阳离子互换树脂的预解决的目的是什么？为什么要按酸碱酸碱酸顺序浸泡树脂？3、写出本实验有关的化学反映方程式。实验六 活性污泥特性测定实验一、 实验目的（1）加深对活性污泥沉降比，污泥指数和污泥浓度的理解。（2）掌握活性污泥几个重要性能指标的测定和计算方法。二、实验原理活性污泥是人工培养的生物絮凝体，它是由好氧微生物及其吸附的有机物组成的。活性污泥具有吸附和分解废水中的有机物（也有些可运用无机物质）的能力，显示出生物化学活性。在生物解决废水的设备运转管理中，除用显微镜观测外，下面几项污泥性质是经常要测定的。这些指标反映了污泥的活性，它们与剩余污泥排放量及解决效果等都有密切关系。污泥沉淀比（SV%）指曝气池混合液在量筒内静置30分钟后，所形成沉淀污泥的体积占原混合液的体积百分率。污泥浓度（MLSS）指单位体积曝气池混合液中所含污泥的干重，即混合液悬浮固体浓度，单位为g/L或mg/L。污泥指数（SVI）污泥容积指数，指曝气池混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所占容积，单位为mL/g。SVI值能较好的反映活性污泥的松散限度（活性）和凝聚、沉淀性能。一般SVI在100左右为宜。 （mL/g）污泥灰分干污泥经灼烧后（600）剩下的灰分。挥发性污泥浓度（MLVSS）指单位体积曝气池混合液中所含挥发性污泥的干重，即混合液挥发性悬浮固体浓度，单位为g/L。 在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值较固定，对于生活污水解决池的活性污泥混合液，其比值常在0.75左右。三、实验装置与设备1、过滤装置1套（涉及漏斗1个，漏斗架1个，烧杯1个，定量滤纸若干，玻璃棒1个）；2、60mm称量瓶1个；3、100mL量筒1个；4、镊子1把；5、坩埚1个；6、电子分析天平1台；7、烘箱1台；8、马弗炉1台四、实验环节及记录1、污泥沉降比（SV%）的测定 将100mL量筒洗净烘干，采用虹吸法在曝气池中取混合均匀的泥水混合液100mL（V），静置，并同时开始计时； 观测活性污泥凝聚沉淀过程，并在第1、2、3、5、10、15、20、30分钟分别记录污泥界面以下的污泥容积； 沉降30分钟后污泥体积V2与原混合液体积（100mL）之比即为污泥沉降比； 2、污泥浓度（MLSS）的测定 将定量滤纸置于称量瓶中放入105烘箱中干燥至恒重（约2h），冷却至室温称量并记录W1； 将该滤纸展开放在漏斗上，将测定过污泥沉降比的100mL量筒内的污泥连同上清液倒入漏斗，进行过滤，用蒸馏水润洗量筒，润洗液也倒入漏斗； 过滤后，用镊子将载有污泥的滤纸移入称量瓶中，再放入烘箱（105）中烘干至恒重（约3h），冷却至室温称量并记录W2；3、活性污泥灰分的测定 瓷坩埚放在马弗炉（600）中烘干至恒重，冷却称重并记录W3； 将通过环节后的污泥和滤纸一并放入瓷坩埚中，先在普通电炉上加热碳化，然后放入马弗炉内（600）中灼烧40分钟，取出后放入干燥器内冷却至室温，称重并记录W4；4、实验记录用表。表1 活性污泥静沉情况记录静沉时间（min）123510152030污泥体积（mL）表2 活性污泥性能参数测定实验原始记录 混合液体积 V mL静沉30min后污泥体积 V2 mL称量瓶+滤纸质量 W1 g称量瓶+滤纸+干污泥质量 W2 g瓷坩埚质量 W3 g滤纸灰分W5 g 瓷坩埚+滤纸灰分+污泥灰分质量 W4 g小组成员使用仪器名称及型号五、实验结果整理和分析1. 基本参数整理实验日期： 混合液来源： 混合液体积：V= mL 2. 实验数据整理及分析 （1）污泥沉降比（SV%）： （2） (g)（3）污泥浓度（MLSS）： （g/L）（4）污泥指数（SVI）： （mL/g）（5）绘出100mL量筒中污泥容积随沉淀时间的变化曲线（6）污泥 （g）（7）（8）挥发性污泥浓度（MLVSS）： （g/L）六 实验结果讨论1、通过实验测定的活性污泥的性能指标，判断活性污泥的性能。2、活性污泥的各项性能指标有什么意义。3、污泥沉降比和污泥指数两者有什么区别和联系。实验七 曝气设备清水充氧性能测定实