《環境工程高階實驗》
實驗指導書
柴天、傅海燕、葉茜編寫
適用專業： 環境工程
廈門理工學環境工程系（部）
2010 年 3 月
第一部分：水汙染控制工程
前言本課程是我院環境工程專業的核心課程 -- 《水汙染控制工程》的教學實驗課程。
本課程的主要內容是有關水質淨化、水汙染控制工程等的基本原理和方法的實驗，通過實驗，要求學生掌握一般的水質淨化和水汙染防治的技術原理和方法，加強動手能力。 通過本課程的學習，使學生了解本課程在專業中的地位與重要性，在先修課程的基礎上，學習掌握汙水的化學、物理、生物處理方法的原理、工藝流程等，掌握水質淨化的基本方法。
實驗教學目的：讓學生掌握水處理實驗原理及實驗裝置的結構效能；掌握水處理指標分析方法，儀器裝置的工作原理及操作方法；培養學生通過實驗完成一整套的報告分析及實驗結論。
基本要求：掌握水處理實驗原理及應用；了解水處理實驗模型的效能結構原理；掌握實驗中各技術指標的分析測定程式及實驗方法；掌握各種分析儀器的工作原理及使用方法；學會自己動手操作大型實驗裝置，具備基本實驗操作技能；通過實驗現象培養學生觀察與紀錄，實驗結果的整理與分析的能力，寫出完整的實驗報告。
實驗一動態混凝實驗
一、實驗目的
1、觀察混凝現象，加深對混凝理論的理解。
2、篩選最佳混凝劑，並確定該混凝劑的最佳投加量。
二、實驗原理
就混凝而言有以下四種機理：
（1） 雙電層壓縮機理
膠粒雙電層的構造表明其表面反離子濃度最大，距離膠粒表面越遠，反離子濃度越低，最終與溶液濃度相等。當向溶液中投加混凝劑，增加水中反離子，使膠粒擴散層壓縮，ξ 電位隨之降低，斥勢能也下降。混凝劑投加量增加，ξ 電位
降到零，膠粒間斥能消失。此點稱為「等電點」，膠體易發生凝聚沉澱。
（2） 吸附電中和機理
吸附電中和作用是指膠粒表面對異號離子有強烈的吸附作用。 由於這種作用中和了膠粒部分電荷，降低其靜電斥力，ξ電位也隨之減小，因此容易與其它顆粒接近而相互吸附失去穩定性。但與此相反異號離子投加量過大，會使原來帶負電荷膠粒變為帶正電荷的膠粒，膠粒間會出現斥力和ξ電位增加，此時便發生再穩現象。
（3）吸附架橋機理
吸附架橋作用是離子物質與膠粒的吸附與橋聯，也可說成兩個同號膠粒，中間由乙個異號小膠粒電性相吸而連線在一起。高分子絮凝劑具有線性結構，它們帶有能與膠粒表面某些部位起化學變化的化學基團。當二者相互接觸時，基團能與膠粒表面發生特殊反應而吸附；高聚物的其他部分則伸展溶液中，可以和另乙個膠粒發生吸附，這樣高分子聚合物就起到架橋作用，使絮體長大脫穩。
若高分子混凝劑量過大，相應的膠粒少，上述高聚物的伸展部分粘連不上第二個膠粒，則時間過長就會被原膠粒吸附在其他部位上，這個高聚合物失去架橋功能，使膠粒處於穩定狀態。此時，膠粒產生了再穩現象。
（4）沉析物網捕機理]
當金屬鹽類（鐵或鋁鹽） 、金屬氫氧化物與石灰作混凝劑時，經水解後形成大量的氫氧化物固體從水中析出、 下沉， 它們可以網捕捲帶水中膠粒形成絮狀物。這種作用基本是一種機械作用，混凝劑投加量與被除去的膠體雜質量成反比，即膠粒越少，投加混凝劑越多，反之則少。凝劑用量太大和太小，絮凝效能均不好。
這是因為混凝劑用量太小，起不到電中和和吸附架橋作用，也就不能有效降低 ξ電位。隨著用量的增大，膠粒表面對異號離子的吸附作用增強， 這種作用中和了膠粒部分電荷， 降低其靜電斥力，ξ電位也隨之減小，因而容易與其它顆粒接近而相互吸附而脫穩。混凝劑用量太大，會使原來帶負電荷的膠粒變為帶正電荷，膠粒間會出現斥力和 ξ電位增加，發生再穩，致使混凝效果反而變差。
三、實驗試劑與儀器
①六聯攪拌器（1臺） 。
②分光光度儀（1臺） 。
③燒杯（500ml，6只） 。
④移液管（1ml、2ml、5ml、10ml 各 3只） 。
⑤硫酸鋁al3(so4)2·18h2o(10g/l)。
⑥三氯化鐵fecl3·6h2o（10g/l） 。
⑦pam（1g/l） 。
⑧注射針筒（50ml） 。
四、實驗方法及步驟
（1）最佳混凝劑的確定
①用 3 只 500ml 的燒杯，分別取 200ml 原水，將裝有水樣的燒杯置於攪拌器上。
②分別向 3只燒杯中加入硫酸鋁、三氯化鐵和聚丙烯醯胺（pam），並每次投加量為5ml，同時進行攪拌**速150r/min）,直到其中乙個試樣出現礬花，這時記錄下每個試樣中混凝劑的用量。
③停止攪拌，靜置10min.
④用注射針筒取上層清液，用分光光度儀測出透光率並記錄資料。
⑤根據測得的透光率確定最佳混凝劑。
（2）確定混凝劑的最佳用量
①用 6只 500ml 燒杯分別取 200ml 原水，將裝有水樣的燒杯置於攪拌器上。
②採用（1）中選定的混凝劑，按不同的投量（0.5ml、1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、3ml）分別加到 6只裝有原水樣的燒杯中。
③啟動攪拌器，快速攪拌 0.5min(300r/min),中速攪拌 3min(150r/min)，慢速攪拌5min(70r/min)。
④停止攪拌，靜置 10min。用注射針筒取 50ml 上清液，測定透光率，並記錄資料。
五、實驗資料記錄
表 1 三種混凝劑透光率測定資料記錄表
六、實驗結果與分析
實驗二機械反應斜管斜板沉澱實驗
一、實驗目的
給水處理中澄清工藝通常包括混凝、沉澱和過濾，處理物件主要是水中懸浮物和膠體雜質。原水加藥後，經混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，而後通過沉澱池進行重力分離。機械反應斜板（斜管）沉澱池就是混凝、沉澱兩種功能的淨水構築物。
本模型就是展示機械反應池和斜板（斜管）沉澱池內部構造的演示裝置。
希望達到以下目的：1、通過模型的模擬實驗，進一步了解斜板沉澱池的構造及工作原理。
2、掌握斜板沉澱池的執行操作方法。
3、了解斜板沉澱池執行的影響因素。
二、實驗原理
斜板沉澱池是由與水平面成一定角度（一般60度左右）的眾多斜板放置於沉澱池中構成的，其中的水流方向從下向上流動或從上向下或水平方向流動，顆粒則沉澱於斜板底部，當顆粒累積到一定程度時，便自動滑下。
斜板沉澱池在不改變有效容積的情況下，可以增加沉澱池面積，提高克里的去除效率，將板於水平面擱置到一定角度放置有利於排泥，因而斜板沉澱池在生產實踐中有較高的應用價值。
按照斜板沉澱池中的水流方向，斜板沉澱池可分為以下四種型別。
1、異向流斜板沉澱池
水流方向與汙泥沉降方向不同，水流向上流動，汙泥向下滑，異向流斜板沉澱池是最常用的方法之一。
2、同向流斜板沉澱池
水流方向與汙泥沉降方向相同，與異向流相比，同向流斜板沉澱池由於水流方向與沉降方向相同，因而有利於汙泥的下滑，但其結構較複雜，應用不多。
3、橫向流斜板沉澱池
斜板沉澱池在長度方向布置其斜板，水流沿池長方向橫向流過，沉澱物沿斜板滑落，其沉澱過程與平流式沉澱池類似。
4、雙向流斜板沉澱池
在沉澱池中，既有同向流斜板又有異向流斜板組合而成的斜板沉澱池。
二、實驗裝置及材料
1、機械反應池：
所謂機械反應就是利用電動機減速裝置驅動攪拌器對水進行攪拌，將池內分成三格，每格均安裝一台攪拌器，為適應絮凝體由大到小形成規律，第一格內攪拌強度最大，而後逐漸減小。
2、斜板（斜管）沉澱池：
斜板（斜管）沉澱池由於改善水力條件，增加沉澱面積，因此是一種高效的沉澱方式。常用異向流斜板（斜管）沉澱池，在反應池已成絮體的水流，從池下部配水區進入，從下而上穿過斜管區，沉澱顆粒沉於斜管上，然後沿斜管滑下，由於水流方向和汙泥流向相反，所以稱為異向流。清水經池上部進入集水槽，流向池外。
機械反應斜板（斜管）沉澱池示意圖
實驗裝置的組成和規格
池體材質：有機玻璃處理水量：100-200l/h；
水力停留時間：1-2h斜板傾角：60，
配套裝置有:
1、 pvc配水箱1個 2、不鏽鋼潛水幫浦1臺 3、斜板與斜管1套
4、進水流量計1個 5、配水管閥門1套 6、排水管1套
7、機械反應3組 8、減速電機1臺 9、排泥槽與排泥管1套
10、實驗台架1個 11、連線的管道、閥門、開關等若干。
裝置總體尺寸約：長×寬×高=1200mm×500mm×1650mm
主要檢測裝置：烘箱、電子分析天平
三、實驗步驟
①用清水注滿沉澱池，檢查是否漏水，水幫浦與閥門等是否正常完好。
②一切正常後，測量原水的ph、溫度、濁度，並記錄表1中
③將混凝劑投入絮凝池中，使水出現礬花。
④開啟電源，啟動水幫浦電機，將水樣打入機械反應斜板（斜管）沉澱池，並調整流量。流量調整要適當，過大會降低沉澱效果。具體選擇視具體廢水水質而定。
⑤待處理畢，手動停機，取樣化驗，並開幫浦抽洗內腔。
⑥測定進出水樣懸浮物固體量。懸浮性固體的測定方法如下：首先調烘箱至(105土1)℃，疊好濾紙放入稱量瓶中，開啟蓋子，將稱量瓶放入105℃的烘箱烘至恒重。
然後將已恒重好的濾紙取出放在玻璃漏斗中，過濾水樣，並用蒸餾水沖淨，使濾紙上得到全部懸浮性固體，最後將帶有濾渣的濾紙移入稱量瓶，烘乾至恒重。
⑦懸浮性固體(ss)計算
式中 ω1——稱量瓶十濾紙質量，g；
2——稱量瓶十濾紙十懸浮性固體的質量，g；
v——水樣體積，100ml。
計算不同流速條件下，沉澱物的去除率。設進水懸浮物濃度c0，出水的懸浮物濃度ci，水樣的去除率。
環境工程課程設計指導書
大氣汙染控制工程課程設計 指導書 課程編碼學時 24 學分 1 時間安排 第6學期 適用專業 環境工程先修課程 物理化學 化工原理 大氣汙染控制工程 一 目的與任務 一 目的 1.培養學生正確的設計思想 嚴謹的科學態度和良好的工作作風 2.鞏固 加強 深化和擴充套件學生所學的理論知識和初步的專業技能...
《軟體工程》試驗指導書
目錄第一章前言 1 第二章撰寫需求規格說明書 2 第三章撰寫概要設計說明書 3 第四章撰寫詳細設計說明書 4 第五章軟體測試和除錯 5 附錄一 6 附錄二 8 附錄三 11 附錄四 13 第一章前言 一 試驗目的 文件是軟體的重要組成部分，軟體開發人員不僅能閱讀文件資料，而且能夠正確的書寫各種文件。...
試驗指導書
試驗一靜態應變測試工藝及靜態應變儀的操作方法 一 試驗目的及要求 1.掌握電阻應變片的選用原則 方法及其貼上技術 2.熟悉靜態應變儀的操作規程 3.掌握靜態電阻應變儀單點測量的基本原理 4.學會電阻應變儀的半橋測量接線方法。二 試驗裝置及儀表 電橋兆歐表 萬用電表 粘結劑電阻應變片 電烙鐵及其它工具...