水污染控制工程实验指导.doc

水解决工程实验指导

目录
实验一 颗粒自由沉降实验
实验二 絮凝沉降实验
实验三 混凝剂的用量对色度去除的影响
实验四 pH对硫酸铝去除分散染料的影响
实验五 活性炭吸附实验
实验六 城市污水解决厂性质的测定
实验七 氯化铁的加药量对污泥脱水实验
实验八 调节时间对氯化铁改善污泥脱水性能的影响

第一章 序论

1 对废水解决实验的观念
废水解决自身就不是纯理论学科，实验显得尤为重要。研究、设计、运营管理都离不开实验。从实验中得到规律性的结识、得到设计参数、得到运营管理的指导。学生实验可分为几类：验证性实验、综合性实验和探求未知实验。从学生在实验中的作用来看可分为自我设计实验和被动完毕实验。本课程实验为了提高同学的实验能力，在实验安排上希望有所新意。不管什么实验都有敢于探索的科学精神，严格的科学态度，仔细观测，真实记录，不马虎，讲卫生整洁。实验中少说话，多思考多观测。一个实验一般总是前后相关，假如前面没有做好后面就无法做好，因此需要大家每个实验之前有所准备。
2 废水解决实验过程
（1） 实验前的准备
学生进入实验室之前,要就实验所做的内容查相关的资料,写好实验设计报告,涉及实验目的、实验原理、实验环节、实验过程中应注意的事项、实验装置的设计。作为指导老师关键是看学生的操作是否规范,是否科学,结果是否抱负等。学生在进入实验室前一个星期,必须提交他的实验设计报告给指导老师或助教,指导老师就他们的实验设计提出一些意见和建议,修改后,须经指导老师批准才干进入实验室做实验。指导老师及助教在实验室里就学生实验中存在的操作上的问题及时进行纠正,回答学生实验中的问题。每个实验既要有物质的准备，也要有理论准备。对实验的目的和原理，如验证性实验，脑子里就要知道今天我是要验证什么规律或原理，本规律或原理不是没有局限的，合用的条件是什么。有何意义。实验方案的设计，涉及：方法、手段、环节、可行性。
（2） 实验设备、试剂、测试仪器的准备
有些是老师准备，有些是自己准备。
（3） 实验过程
清楚实验环节，有实验记录本，实验中少说话，多思考多观测，真实记录。积极配合。每次实验数据经实验指导老师署名方可。每次取样，经测定后方可倒掉。实验结束、离开实验室前必须清洁本组的实验台面、洗涤干净玻璃仪器、凡是本实验所用过的仪器必须复原并断电，共用仪器和场合由值日生完毕清洁工作。
（4） 实验数据的分析解决与实验报告
掌握每个实验数据的解决方法，画图做表，讨论，得出结论。实验报告的格式：
实验名称
姓名 班级 学号
同组同学姓名 成绩
实验目的
实验原理
实验装置、仪表、试剂
实验环节
实验数据及分析整理
结果与讨论
结论
自我评估
3 实验课和理论课的关系
目的实现，加深理论知识的理解，或探索未知。
4 实验成绩的考评
实验是否参与，除非不能参与，否则没有参与本实验按零分计，每缺一次实验按每个实验所占成绩比例扣除。假如学生缺做2 ～3 个实验,实验课重修。
实验前的准备，预习，对实验目的、实验原理、实验装置、仪表、试剂、实验环节的预习。预习占本实验的10％。
实验过程，表现，如是否认真、动手、基本操作技能、观测和记录是否完整真实， 40 % ,
实验创新能力10 % ,
实验报告的完整、规范、分析讨论、结果的优劣，图表，占40％。
以上成绩占实验总成绩的90 % ,期末考试占10 %。期末考试主是考察学生的综合实验设计能力、创新能力是否达成规定。最后由指导老师给予综合评估,计入总分。
第二章 实验数据解决和运用

实验一 颗粒自由沉降实验

本实验用时4小时。
本次实验属于验证性实验。
颗粒自由沉降实验是研究溶液较稀时的单颗粒的沉降规律。一般是通过沉降柱静沉实验，获取颗粒沉降曲线。它不仅具有理论指导意义。并且也是沉砂池设计的重要依据。
1 目的
（1） 加深对自由沉降特点、基本概念及规律的理解。
（2） 掌握颗粒自由沉降实验的方法，并能对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗粒自由沉降曲线。
2 原理
浓度较稀的、粒状颗粒的沉降属于自由沉降，其特点是静沉过程中颗粒互补干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合Stokes公式。
但是由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定，因而沉降效果、特性无法通过公式求得而是通过静沉实验拟定。
由于自由沉降时颗粒是等速下沉，下沉速度和沉降柱高度无关，因而可在一般沉降柱内进行，但其直径应足够大，一般应使D≥100mm以免颗粒沉降受柱壁的干扰。
水中悬浮物在抱负沉淀池中某一定期间下，能所有去除的颗粒物的最小沉降速度相应是u0，这时颗粒悬浮物总去除率η与截留速度、颗粒重量比例的关系如下：
P0为速度小于u0的颗粒占总颗粒的比例；0<us<u0 ，dP为是us的颗粒在总颗粒所占的比例，是微分概念。
此种计算方法也称悬浮物去除率的累积曲线计算法。
设在一水深为H的沉降柱内进行自由沉降实验。实验开始，沉降时间为0，此时沉降柱内悬浮物分布是均匀的，即每个断面上颗粒的数量与粒径的组成相同，悬浮物浓度为C0(mg/L),此时去除率η＝0。
实验开始后，不同沉降时间ti，颗粒最小沉降速度ui相应为（这里的ui相称于上式η的计算式中的u0）：

此即为ti时间内从水面下沉到池底（此处为取样点）的最小颗粒di所具有的沉速。此时取样点处水样悬浮物为Ci，而

此时去除率η0，表达具有沉速u≥ui（粒径d≥di）的颗粒去除率，而：：

则反映了ti时，未被去除之颗粒即d≤di的颗粒所占的比例。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u≥ui的那部分颗粒能所有沉至柱底。除此之外，颗粒沉速u≤ui的那部分颗粒，也有一部分沉至柱底。这是由于，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速u≤ui，但是这部分颗粒并不都在水面，而是均匀地分布在整个柱内，因此，只要在水面以下，它们下沉至池底所用的时间少于或等于具有沉速ui的颗粒由水面降至池底所用的时间ti，那么这部分颗粒也能从水中被去除。
颗粒沉速u≤ui的那部分颗粒虽然有一部分能从水中去除，但是也是粒径大的沉到柱底的多，粒径小的沉到柱底的少。因此若能分别求出各种粒径的颗粒占所有颗粒的比例，并求出该粒径在时间沉至柱底的颗粒占本粒径颗粒的比例，则两者乘积即为此种粒径颗粒在所有颗粒中的去除率。如此分别求出每个颗粒沉速u≤ui的那部分颗粒的去除率，并相加后，即可得这部分颗粒的去除率。
为了推出其计算式，我们一方面绘制P-u关系曲线，横坐标为颗粒沉速u，纵坐标为未被去除颗粒的比例P。时间从tj到tj+1，相应的ΔP：

当ΔP→0，dP代表了小于di的某一粒径d占所有颗粒的比例。这些颗粒能沉到池底的条件是：
x/ux ≤ H/ui
由于颗粒均匀分布，又为等速沉淀，故沉速u≤ui的每一颗粒只有分布在x以内的这一颗粒才干沉到池底，因此能沉到池底的这部分颗粒，占这一颗粒的比例为x/H，而：

由上述分析可见，dP是具有us颗粒占所有颗粒的比例，而us/u0则是在设计沉速为u0的前提下,具有沉速us≤u0的颗粒去除量占本颗粒总量的比例，故us/u0 dP的含义是沉速u≤ui的每一颗粒对沉降效率的奉献:

将上式在0－u0无穷加和即得沉速u≤ui的那部分颗粒的去除率。又设P0是沉速u≤ui的那部分颗粒在所有颗粒中所占的比例，故颗粒的去除率为：

工程中常用条块加和的方法计算：
[us＝(uj+uj+1)/2]
3 设备及用品
沉降柱，标尺，水箱，空气压缩机，万分之一的天平，带盖称量盒，干燥器，烘箱，过滤装置，定量滤纸等。
水样：自配水样
4 环节及记录
（1）拟定有效水深，量出柱内径，水温。
（2）通过自来水管将自来水送入沉降柱内至溢流口，同时加入一定量的悬浮物，使最后的悬浮物的浓度达指定值。
（3） 向沉降柱通入压缩空气将水样搅拌均匀，同时取样测定悬浮物的浓度（假如有少量的颗粒沉到池底，不影响结果）。假如从称量计算配制悬浮物的浓度，悬浮物一定要干燥恒重，并且一要定搅拌均匀。
（4） 实验开始计时，每隔5、10、20、30、60、120分钟由取样口取50mL水样，记录取样前后沉降柱内液面的高度。
（5） 观测悬浮物颗粒沉降的特点和现象。
（6） 测定一定体积水样的悬浮物含量。用下表，将有关数据记录。
表1－1 实验登记表
静沉时间（min）
滤纸号
称量瓶号
称量瓶+滤纸恒重(g)
取样体积
(ml)
总重
(g)
水样SS重
(g)
C0
(mg/L)
平均C
(mg/L)
液面的平均高度(cm)
5

10

20

30

60

120

0

※ 注意事项
（1） 进水时进水速度不要太快也不要太慢，防止计时前有颗粒沉降。
（2） 取样时要记录取样前后的液面高度。
（3） 取样时先排出取样管内的水再取样。
（4） 过滤时要把烧杯内的颗粒用去离子水洗净并过滤。
（5） 滤纸要恒重。
（6） 两组在一条柱同时取样，每次取样不多于200mL。
5 数据解决
（1） 将表1－1的数据按表1－2整理。
（2） 沉降柱内未被去除的悬浮物的比例Pi和ui的计算式:
Pi=Ci/C0*100%
ui=Hi/ti
（3） 以颗粒沉速ui和未被去除的悬浮物的比例Pi作图。
（4） 运用图解法列表1－3计算不同沉速时，悬浮物的去除率。

（5） 以去除率η为纵坐标，分别以u和t为横坐标，绘制η－u和η－t关系曲线。
（6）

表1－2 原始数据的整理
沉降高度（cm）

沉降时间(min)

实测水样SS(mg/L)

计算用SS(mg/L)

未被去除的颗粒比例(%)

颗粒沉速
(mm/L)

表1－3 悬浮物去除率η的计算
序号
u0
P0
ΔP
1-P0
us
usΔP

6自我评价
从实验准备、实验操作、实验科学态度、数据结果和实验报告，对本实验给出自我评价，以后的实验中需要如何改善。

[思考题]
1 沉降柱高度分别为H=1.2m,和H=0.9m，两组实验结果是否一致，为什么？
2 运用上述实验数据，按下式计算去除率η：
η＝C0-Ci/ C0 *100%
在什么条件下可以这样计算。

实验二 絮凝沉降实验

本实验用时4小时。
本实验是验证实验。
絮凝沉降实验是研究浓度一般的絮凝颗粒的沉降规律。一般是通过几根沉降柱的静沉实验获取颗粒沉降曲线。为污水解决工程某些构筑物的设计和生产运营提供重要依据。
1 目的：
（1） 加深对絮凝沉降的特点、基本概念及沉降规律。
（2） 掌握絮凝实验方法，并运用实验数据绘制絮凝沉降曲线。
2原理
絮凝沉降与自由沉降不同，去除率不仅与颗粒的沉速有关，并且与沉淀有效水深有关。因此取样不仅要考虑时间，并且要考虑取样的位置。去除率随时间的延长而增长，随深度的加深而减小。
絮凝沉淀采用的方法是纵深分析法。颗粒去除率按下式计算：

(1) 所有被去除的颗粒
这部分颗粒是指在给定的停留时间t0，与给定的沉淀有效水深时，两直线相交的等去除率线的值，具有沉速

的颗粒能所有取出，其去除率为。
（3） 部分被去除的颗粒
取样口在，在 的某一水深，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。这部分颗粒是指沉速u<H0/t0的那些颗粒，在不同水深的这些颗粒的沉淀效率也不相同，也是大的沉淀快，小的沉淀慢。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。其中所反映的就是颗粒沉速从u0降到us时，所可以去除的那些颗粒占所有颗粒的比例。这部分颗粒只有符合ts<t0的那部分颗粒可以沉到池底，即，故有。工程上多采用等分间的中点水深Hn代替hs, Hn/H0近似地代表了这部分颗粒中的所能沉到池底的颗粒所占的百分数。
由此推论可知，Hn/H0就是沉速为us≤u<u0的这些颗粒的去除量所占所有颗粒的比例，所有沉速小于u0的颗粒的去除率为。
将不同水深和不同时间下的去除率标记于水深－时间坐标中，然后按等分法将15％、30％、45％、60％、75％的点标出，连接去除率相同的点，即得所谓等效曲线。

3 设备及用品
有机玻璃柱、天平、压缩机、带盖称量瓶、干燥皿、烘箱、滤纸。
4 环节及记录
（1） 拟定有效水深，量出柱内径，水温。
（2） 通过自来水管将自来水送入沉降柱内至溢流口，同时加入一定量的悬浮物，使最后的悬浮物的浓度达指定值。
（3） 沉降柱通入压缩空气将水样搅拌均匀，同时取样50mL测定悬浮物的浓度（假如有少量的颗粒沉到池底，不影响结果）。假如从称量计算配制悬浮物的浓度，悬浮物一定要干燥恒重，并且一要定搅拌均匀。
（4） 实验开始计时，每隔20、40、60、80、120分钟,自上而下由每个取样口取样50mL，记录取样前后沉降柱内液面的高度。
（5） 观测悬浮物颗粒沉降的特点和现象。
（6） 测定一定体积水样的悬浮物含量。用下表，将有关数据记录。
表2－1 絮凝沉淀实验记录
20
1

2

3

4

40
1

2

3

4

60
1

2

3

4

80
1

2

3

4

120
1

2

3

4

0
1

2

3

5 成果整理
（1） 基本参数
日期 水样
沉降柱高度 直径
水温 SS浓度
(2) 实验数据整理
将表2－1实验数据进行整理，并计算各取样口的去除率，填入表2－2。
表2－2 各取样点悬浮物去除率值计算表
取样口

时间
1

2

3

4

20

40

60

80

120

（3）以深度为纵坐标，时间为横坐标，将各取样口的去除率填入各取样口的坐标上，如图2－3。
（4）用内插法，绘出等去除率曲线。最佳是以5％或10％为一间距，如25％、35％、45％或20％、25％、30％。
（5）选择某一有效水深H,过H做水平轴的平行线，与各去除率相交，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，绘出不同有效水深H的－t关系曲线，及－u曲线。
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，试分析其因素，并加以讨论。

实验三 混凝剂的用量对色度去除的影响

本实验是验证性实验。
本实验用时4小时。
1 实验目的：
（1） 通过实验观测混凝剂的用量与色度去除的关系;
（2） 掌握混凝实验的操作
2 实验原理：
（略）参考理论课教学参考书
3 实验仪器和药品
实验仪器：摇床，分光光度计，pH计，电子天平，烘箱，比色管（50ml）每组10支,250ml的三角瓶6只，移液管0.1ml, 0.2ml, 0.5ml, 1.0ml, 2.0ml, 5.0ml, 10ml各1支，滴管两支，吸耳球一只，250ml烧杯2只，100ml量筒两支，玻璃棒3支。仪器要注明型号和厂家。
药品：硫酸铝（纯度，厂家），染料，
4 实验操作：
（1） 称取分散染料，配制成浓度为50mg/L的染料水溶液，用自来水配制；
（2） 调整pH至6，用测定pH计测定pH，测标准曲线：
（3） 配制5％硫酸铝溶液；
（4） 配制1：5和1：10的盐酸溶液和1M氢氧化钠溶液和0.5M氢氧化钠溶液；
（5） 在6个250ml的三角瓶，加入150ml的分散染料水溶液，
（6） 加入不同体积的5％硫酸铝水溶液使6个150ml的分散染料水溶液中的硫酸铝的浓度分别为20mg/L、40mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、800mg/L，调节pH＝6，置于摇床快速摇动（250转/每分钟）1分钟，然后减速(60转/每分钟)摇动5分钟,静置30分钟,取上清液测定pH和残留的染料浓度。
5 数据解决：
（1）染料的标准曲线绘制
（2）残留的染料的浓度（mg/L）与硫酸铝的浓度（mg/L）之间的关系

残留的染料的浓度
（mg/L）

硫酸铝的浓度（mg/L）
图1残留的染料的浓度（mg/L）与硫酸铝的浓度（mg/L）之间的关系
注：
（3）染料的去除率（％）与硫酸铝的浓度（mg/L）之间的关系

6 结果与讨论：对你的结果进行分析和评价

实验四 pH对硫酸铝去除分散染料的影响

本实验是验证性实验。
本实验用时4小时。
1 实验目的：
（1） 通过实验观测pH对硫酸铝去除分散染料的影响
（2） 掌握混凝实验的操作
2 实验原理：
（略）参考理论课教学参考书
3 实验仪器和药品
实验仪器：摇床，分光光度计，pH计，电子天平，烘箱，比色管（50ml）每组10支,250ml的三角瓶8只，移液管0.1ml, 0.2ml, 0.5ml, 1.0ml, 2.0ml, 5.0ml, 10ml各1支，滴管两支，吸耳球一只，250ml烧杯2只，100ml量筒两支，玻璃棒3支。仪器要注明型号和厂家。
药品：硫酸铝（纯度，厂家），染料，
4 实验操作：
（7） 称取分散染料，配制成浓度为50mg/L的染料水溶液，用自来水配制；
（8） 调整pH至6，用测定pH计测定pH，测标准曲线：
（9） 配制5％硫酸铝溶液；
（10） 配制1：5和1：10的盐酸溶液和1M氢氧化钠溶液和0.5M氢氧化钠溶液；
（11） 在6个250ml的三角瓶，加入150ml的分散染料水溶液，
（12） 加入相同体积的5％硫酸铝水溶液使6个150ml的分散染料水溶液中的硫酸铝的浓度相同，浓度大小从你的实验一的结果所得。调节pH分别为pH＝1、2、4、5、6、7、8、10，置于摇床快速摇动（250转/每分钟）1分钟，然后减速(60转/每分钟)摇动5分钟,静置30分钟,取上清液测定pH和残留的染料浓度。
5 数据解决：
（1）染料的标准曲线绘制
（2）残留的染料的浓度（mg/L）与pH之间的关系

残留的染料的浓度
（mg/L）

pH
图1残留的染料的浓度（mg/L）与pH之间的关系
注：
（3）染料的去除率（％）与pH之间的关系

6 结果与讨论：对你的结果进行分析和评价
附加实验：改用活性染料做相同实验，观测混凝效果

实验五 活性炭吸附苯酚实验
本实验是验证性实验。
本实验用时6小时。
活性炭是水解决中使用历史最长、最广泛的一种吸附剂，现在对活性炭的研究仍然呈现活跃，如活性炭的制造、碳纤维。活性炭是一种优良的吸附剂，能吸附许多污染物，如重金属、有机物，吸附能力强等许多的优点。
1 目的
（1） 掌握吸附实验方法和数据解决；
（2） 对活性炭吸附苯酚的性能有所了解；
2 原理
活性炭吸附是由于其表面的基团受到不平衡的力。根据不同的吸附质，也许有物理吸附或化学吸附。当水与吸附剂充足接触后，一方面吸附质被吸附剂吸附，另一方面，一部分被吸附的吸附质，由于热运动结果，可以脱离吸附剂的表面，又回到水中，称为解吸过程。当吸附速度=解吸过程时，达成平衡，此时吸附质在水中的浓度称为平衡浓度。活性炭吸附的吸附质的量即为平衡吸附量qe, 指单位重量吸附剂对吸附质的吸附量。qe大，吸附周期长。吸附量应由实验拟定。用公式表达如下：
qe=V(ρ0-ρe)/M
ρo(g/l)－吸附质的初始浓度为；
W(g) －投加活性碳的重量；
ρe（g/l）－当达成吸附平衡时，废水中剩余的吸附质浓度。
在温度一定的条件下，把吸附量随平衡浓度的变化曲线称为吸附等温线。废水解决中吸附剂的吸附量与污染物平衡浓度的两种关系：
（1） Langmuir吸附等温式
对上式变形，得：

从直线的相关系数可判断吸附剂合用Langmuir吸附等温式的优劣。从直线的斜率和截距求出有关常数。

（2） 合用Freundlich吸附等温式
对上式取对数：
从直线的相关系数可判断吸附剂合用Freundlich吸附等温式的优劣。从直线的斜率和截距求出有关常数。活性炭的吸附等温线也许用其中一种描述，也许可用两种描述。
本实验就是要测定活性炭吸附苯酚的吸附等温式。
苯酚的Ka=1.0×10-10(20℃), 从下式：

可计算一定浓度的苯酚溶液的pH，由于苯酚是弱酸，在弱酸条件下苯酚重要以C6H5-OH形式存在，活性炭对该形态的苯酚有很好的吸附能力。
3 实验仪器和药品
分光光度计，pH计，摇床等。自配的含酚水。测定酚的浓度的有关试剂。
4 实验环节
(1) 平衡时间拟定，

qt

T
本实验平衡时间取1小时。
（2）温度的选定。温度选30℃
（3）摇床的摇速拟定。摇速选120r/min。
（4）在六个500ml的三角瓶中分别投加干燥恒重的活性炭0、200、400、600、800、1000mg, 再分别加入含苯酚0.1g/L的水150mL（修改）,测pH。瓶口用硫酸纸包扎,摇床摇速120r/min,1小时后取出过滤, 滤液留待分析苯酚的浓度。
（5） 取一定体积滤液稀释到50mL,按苯酚的测定方法测定滤液中苯酚的平衡浓度。

参考稀释倍数 0 100 200 400 600 800 1000
100 50 25 10 5 1 1
（6）计算活性炭吸附苯酚的平衡吸附量qe。
（7）按前面的数据解决方法，ρe/qe对ρe作图,得相关系数R2。对作图得相关系数R2。比较得到的两个相关系数，给予适当的说明。
5 自我评价
6 思考题
（1） 试讨论吸附等温线实验对摇速有何规定？
（2） 活性炭吸附苯酚饱和后如何再生？

实验六 活性污泥性质的测定

本实验是探索性实验。
本实验用时4小时。
1 实验目的
（1） 进一步对曝气池中的活性污泥的性能有直接的了解；
（2） 掌握活性污泥性质指标的测定方法。
良好的活性污泥应具有颗粒松散、易于吸附、氧化有机物的性能。但经曝气后，在澄清时，希望活性污泥与水有效分离，污泥也具有良好的絮凝性能和压缩性能。有些项目如污泥沉降比、污泥浓度、污泥指数、污泥灰分、和挥发性的污泥浓度等是经常测定的。
2 实验器材
（1）1000或100ml
（2）定量滤纸
（3）烘箱或快速干燥器
（4）精确度0.1mg的天平
（5）普通漏斗
（6）坩锅
（7）干燥器
（8）马弗炉
3 实验内容
测定污泥沉降比(SV),污泥浓度、污泥指数、污泥灰分、和挥发性的污泥浓度
指曝气池混合液在1000 ml或100ml量筒中,经静置沉淀30分钟后,沉淀污泥与混合液之体积比(%)。由于正常的活性污泥在静置30分钟后,一般可得到它的最大密度，故污泥沉降比可间接反映曝气池正常运营时的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放。假如测定污泥沉降比，这就表白了曝气池运营不正常，也许会出现污泥膨胀现象。当污泥沉降比小时，表达污泥数量局限性。正常的SV在15％－30％。
污泥指数（SVI）
曝气池出口混合液经30min静沉后，1g污泥所占容积，以毫升计，即

例如，活性污泥沉降比(SV)为65％，经烘干后为3.253g/L,则

4 实验环节
（1）测定污泥沉降比(SV)
取两份100ml曝气池混合液于两只100ml量筒中, 静置沉淀30分钟后,记下下层的污泥区的容积,得污泥沉降比(SV)。用吸管取出上清液。并计算下层污泥区的污泥浓度。
（2）测MLSS
分别将以上两份污泥过滤（滤纸已干燥恒重），冲洗粘于量筒壁的污泥也一并小心倒入滤纸内，连同滤纸和污泥放入已分别称重的铝盒中，将铝盒放入烘箱在105℃至恒重。计算MLSS(g/L):
MLSS(g/L)={[（铝盒＋滤纸＋污泥）的恒重－（铝盒＋滤纸）的恒重]1（g）＋[（铝盒＋滤纸＋污泥）的恒重－（铝盒＋滤纸）的恒重]2(g)}/0.2(L)
(3)计算SVI

(3)测灰分（％）和挥发性污泥的浓度(g/L)
将已恒重称重两份（滤纸和污泥），放入已恒重的坩锅内，先在普通电炉上加热碳化，再放入马弗炉内，600℃下恒温灼烧40min,从炉中取出放入干燥器内冷却，然后称重。计算灰分（％）、挥发性污泥的浓度MLVSS(g/L)和MLVSS/MLSS比值。
（4）假如把下层污泥区的污泥浓度近似为二沉池的浓缩污泥的浓度，请计算回流比。
思考题：请就测定有关的数据对猎德污水厂曝气池的活性污泥谈谈你的见解。

实验七 氯化铁的加药量对污泥脱水实验

本实验是探索性实验。
本实验用时6小时。
1 实验目的
（1） 了解污泥脱水的意义；
（2） 掌握污泥脱水的性能指标之一――比阻的测定方法；
（3） 掌握实验中有关数据的解决方法；
（4） 了解氯化铁的加量对污泥脱水的影响。
在污水解决中产生的污泥经稳定解决后，经浓缩解决含水量虽然下降,但是尚未能成块，运送不便，后续处置也不便，需要继续减小含水率使之含水率在70－80％左右，这进一步减少含水率的方法就是污泥脱水，污泥脱水性能是污泥脱水工艺流程和脱水机械型号的依据，也可作为拟定药剂种类、用量及运营条件的依据。
2 原理
污泥脱水的方法是机械脱水。它是以过滤介质两面的压力差作为动力，达成泥水分离、污泥浓缩的目的。
影响污泥脱水的因素有：
（1） 污泥的浓度和性质；
（2） 污泥的预解决方法；
（3） 压力差大小；
（4） 过滤介质。
经理论推导和实验得出基本方程：
(7.1)
式中：t－过滤时间，s；
V－过滤体积，m3；
P－过滤压力，kg/m2；
A－过滤面积，m2；
μ－滤液的动力粘度，kg.s/m2；
ω－滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体重量kg/m3；
r－比阻，s2/g或m/kg；
Rf－过滤介质阻抗，1/m。
该公式给出了在一定的条件下过滤滤液的体积V与时间t的函数关系，指出了过滤面积A、压力P、污泥性能μ、r 值等对过滤的影响。
污泥比阻r是表达污泥过滤特性的综合指标。其物理意义是：单位重量的污泥在一定压力下过滤时，在单位过滤面积上的阻力。若从方程（7.1），用t/V对V作图，得直线，其斜率为b。污泥比阻r有：
（7.2）
由上式可知比阻是反映污泥脱水性能的重要指标.但是参数b、ω均要通过实验测定。斜率b为：
(7.3)
通过实验得到不同时间下的滤液体积Vi 和(t/V)i：
t1 t2 t3 t4 t5 ti
V1 V2 V3 V4 V5 Vi
(t/V)1 (t/V)2 (t/V)3 (t/V)4 (t/V)5 (t/V)i
作图可得直线斜率和截距。
根据定义，按下式可求ω：
＝[滤饼重]/Qy （7.4）
式中：Q0 －污泥量，mL；
Qy－滤液量，mL；
Cg－滤饼中的固体浓度，g/mL。
由式（7.2）式可求得r值，一般认为比阻为109－108s2/g的污泥为伤心滤，在(0.5-0.9) *109s2/g的污泥为中档,比阻小于0.4*109s2/g 的污泥则易于过滤.。
在污泥脱水中，为了改善污泥的脱水性能往往要加入污泥脱水的化学调理剂，影响化学调节的因素有污泥的性质、调节剂的种类、浓度、加量、调节时间。通过污泥脱水实验可筛选调节剂的种类、加药的工艺条件。
3 设备和用品
（1） 水分快速测定仪；
（2） 污泥比阻测定装置；
（3） 烘箱；
（4） 秒表、滤纸；
（5） 电子天平；
（6） pH计。

4 实验方法和环节
（1） 准备污泥（稳定解决后的污泥）
（2） 按表7－1所给出的因素表安排污泥比阻实验。
（3） 污泥比阻测定，环节如下：
1） 测污泥的含水率，求污泥的浓度；
2） 在布氏漏斗中放置干燥恒重并称重的滤纸，用水润湿。稍开动真空泵，使量筒中成为负压把纸贴紧；
3） 把100mL未调节和调节好的污泥样小心倒入漏斗中，再次启动真空泵，使污泥在80％的真空度下过滤脱水；
4） 记录不同过滤时间下(最少6个不同时间)的滤液体积V值；
5） 记录当滤饼出现裂缝或真空度破坏或滤液达成85mL时，所需要的时间t。此值也可粗略说明污泥的脱水性能好坏。
表7－1 测定氯化铁的加药量影响消化污泥比阻的因素表
混凝剂
加药比例％
加药体积（mL）
调节时间（min）
pH
污泥比阻（r）
氯化铁
0
5
40
6

5

10

15

20

25

6） 测定泥饼浓度；
7） 记录数据如下表。
表7－2 污泥比阻实验数据记录
时间(t)
管内滤液体积V(mL)
滤液体积量(V=V后-V前)
t/V(s/mL)

5 实验数据整理
（1） 整理出不同时间下的t/V(s/mL)。
（2） 以V(mL)为横坐标，以t/V(s/mL)为纵坐标，用EXCELL或ORIGIN绘图软件绘图，求出b。
（3） 根据式（7－4）求出ω。
（4） 根据式（7-2）求出各种条件下的的污泥比阻。
（5） 以污泥比阻为纵坐标，以氯化铁比例％为横坐标作图，得出两者的关系。
6 讨论
实验用污泥的脱水性能的难易，加入化学调节剂对消化后的污泥脱水性能是否有明显的改善。

实验八 调节时间对氯化铁改善污泥脱水性能的影响

本实验是探索性实验。
本实验用时6小时。
1 实验目的
（1）了解污泥脱水的意义；
（2）掌握污泥脱水的性能指标之一――比阻的测定方法；
（3）掌握实验中有关数据的解决方法；
（4）了解调节时间对氯化铁改善污泥脱水性能的影响
在污水解决中产生的污泥经稳定解决后，经浓缩解决含水量虽然下降,但是尚未能成块，运送不便，后续处置也不便，需要继续减小含水率使之含水率在70－80％左右，这进一步减少含水率的方法就是污泥脱水，污泥脱水性能是污泥脱水工艺流程和脱水机械型号的依据，也可作为拟定药剂种类、用量及运营条件的依据。
2 原理
污泥脱水的方法是机械脱水。它是以过滤介质两面的压力差作为动力，达成泥水分离、污泥浓缩的目的。
影响污泥脱水的因素有：
（5） 污泥的浓度和性质；
（6） 污泥的预解决方法；
（7） 压力差大小；
（8） 过滤介质。
经理论推导和实验得出基本方程：
(8.1)
式中：t－过滤时间，s；
V－过滤体积，m3；
P－过滤压力，kg/m2；
A－过滤面积，m2；
μ－滤液的动力粘度，kg.s/m2；
ω－滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体重量kg/m3；
r－比阻，s2/g或m/kg；
Rf－过滤介质阻抗，1/m。
该公式给出了在一定的条件下过滤滤液的体积V与时间t的函数关系，指出了过滤面积A、压力P、污泥性能μ、r 值等对过滤的影响。
污泥比阻r是表达污泥过滤特性的综合指标。其物理意义是：单位重量的污泥在一定压力下过滤时，在单位过滤面积上的阻力。若从方程（8.1），用t/V对V作图，得直线，其斜率为b。污泥比阻r有：
（8.2）
由上式可知比阻是反映污泥脱水性能的重要指标.但是参数b、ω均要通过实验测定。斜率b为：
(8.3)
通过实验得到不同时间下的滤液体积Vi 和(t/V)i：
t1 t2 t3 t4 t5 ti
V1 V2 V3 V4 V5 Vi
(t/V)1 (t/V)2 (t/V)3 (t/V)4 (t/V)5 (t/V)i
作