水 处 理 实 验 技术 主编 与 方
钟梅英 戴
建筑工程学院
2011年9月
法
波
目 录
实验一 颗粒自由沉淀实验 ............................... 3 实验二 过滤实验 .................................... 8
实验三 混凝实验 ..................................... 14 实验四 曝气充氧实验 ................................ 18 实验五 活性炭吸附实验 ................................ 23
实验六 气浮实验 ...................................... 28 实验七 水处理综合实验…………………………………………..31 酸度计、溶解氧和浊度仪的使用 ......................... 35 一 悬浮物的测定 ..................................... 38 二 水中氨氮的测定 .................................... 40 三 水中化学需氧量的测定（重铬酸钾法） ................ 45 四 高锰酸盐指数的测定 ............................... 47 五 水的细菌学测定 .................................... 50 六 活性污泥的观察与测定 ............................. 56
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绪论
给水排水工程是给排水专业、环境工程专业的主干专业课程，课程本身就不是一个纯理论性学科，而是实践性很强的学科，因而相关的实验技术更为重要，不仅一些现象、 规律、理论，而且工程设计和运行管理中的许多问题，也都离不开实验。如给水处理工程中的混凝沉淀的药剂种类选择及生产运行适宜条件的确定需要通过实验测定，才能正确地选择。同时水处理实验可应用于指导水处理规律的研究，改进现有工艺、设备以及研究新工艺、新设备。因此在学习给排水工程有关专业课程的同时，非常有必要加强《水处理实验技术与方法》课程的学习，注意培养学生自己独立解决工程实践中的实验技术问题的能力。
一、 水处理实验课的教学目的与任务 1. 通过对实验的观察、分析，加深对水处理基本概念、现象、规律与基本原理的理解； 2. 掌握一般水处理实验技能和仪器、设备的使用方法，具有一定的解决实验技术问题
的能力；
3. 学会设计实验方案和组织实验的方法；
4. 学会对实验数据进行测定、分析与处理，从而能得出切合实际的结论； 5. 培养实事求是的科学态度和工作作风。
二、 水处理实验过程
１实验准备工作 ?弄清实验原理和实验目的?
?查阅与实验相关的资料（１）理论准备工作 ? ?进行实验方案的设计与优化 ?一般设备、仪器的准备（２）实验设备、测试仪器准备 ?专用实验设备的准备?
（３）测试步骤与记录表格的准备
（４）人员分工
２实验
（１）仪器设备的安装与调试
?取样与分析 ?（２）实验 ?观察?记录（要求记录在记录纸或本，如实记录，记录内容应尽可能详尽）
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（３）实验数据分析处理与实验报告
①实验数据的分析处理
②实验报告：包括实验名称、实验目的、实验原理、实验装置仪器、实验步骤(预习 报告)、实验数据及分析处理、结论、问题讨论。
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实验一 颗粒自由沉淀实验
一、沉淀概况
沉淀是去除水中杂质的常用方法。
自由沉淀???凝聚沉淀基本类型?
?成层沉淀?压缩沉淀?自由沉淀用以去除低浓度的离散性颗粒如沙砾、铁屑等。一般是通过沉淀柱静沉实验，获取颗粒沉淀曲线。它不仅具有理论指导意义，而且也是给水排水处理工程中沉砂池设计的重要依据。
二、实验目的
1、 掌握颗粒自由沉淀实验的方法，学会对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗
粒自由沉淀曲线；
2、 加深理解沉淀的基本概念和杂质的沉降规律。
三、实验原理
浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，其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斯笃克斯公式（Stokes）。
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，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得而是通过静沉实验确定。
由于自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，所以自由沉淀可在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够大，一般应大于100mm以免颗粒沉淀受柱壁干扰。
具有大小不同颗粒的悬浮物静沉总去除率η与截留速度u0、颗粒重量百分率的关系如下：
uS??(1?P0)??dP （1-1）
0u0p0这种计算方法称为悬浮物去除率的累积曲线计算法。
若在一水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验（见图1-1）实验开始时，沉淀时间为零，此时沉淀柱内悬浮物分布是均匀的，每个断面上颗粒的数量与粒径的组成相同，水样中悬浮物浓度为C0（mg/L）,此时沉淀去除率为零。
当沉淀时间为ti时，能够从水面到达和通过取样口断面的颗粒最小沉速为：
ui?H （1-2） tiui即为ti时间内从水面下沉到池底（实验中为取样点）的最小颗粒di所具有的沉速。此时取样点处水样悬浮物浓度为Ci，而：
C0?CiC?1?i?1?Pi??0 （1-3） C0C0
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此时去除率η0，表示具有沉速u≥ui(粒径d≥di)的颗粒去除率，而：
Ci?pi （1-4） C0则反映了ti时，未被去除的颗粒即d＜di的颗粒所占的百分比。
实际上沉淀时间ti内，由水中沉至柱底的颗粒是由两部分颗粒组成，即us≥ui的那部分颗粒能全部沉到柱底。除此之外，颗粒沉速us＜ui的那部分颗粒，也有一部分能沉到柱底。这是因为，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速us＜ui但是这部分颗粒并不都在水面，而是均匀地分布在整个沉淀柱的高度内，因此，只要在水面以下，它们下沉到池底所用的时间能少于或等于具有沉速ui的颗粒由水面降到池底所用的时间ti，那么这部分颗粒也能从水中被去除。
ui ux 图1-1颗粒自由沉淀示意 图1-2 Ｐ～u关系曲线图
沉速us＜ui的那部分颗粒虽然有一部分能从水中去除，但其中也是粒径大的沉到柱底
的多，粒径小的沉到柱底的少，各种粒径颗粒去除率并不相同。因此若能分别求出各种粒径的颗粒占全部颗粒的百分比，并求出该粒径颗粒在时间ti内能沉到柱底的颗粒占本粒径颗粒的百分比，则二者乘积即为此种粒径颗粒在全部颗粒中的去除率。如此分别求出us＜
ui的那些颗粒的去除率，相加后，即可得到这部分颗粒的去除率。
为了推求其计算式，我们首先绘制Ｐ～ui关系曲线，其横坐标为颗粒沉速u，纵坐标为
未被去除颗粒的百分比Ｐ，如图1-2所示。由图中可见：
?P?P1?P2?C1C2C1?C2?? （1-5） C0C0C0 故△P是当选择的颗粒沉速由u１降至u２时，整个水中所能多去除的那部分颗粒的去
除率，也就是所选择的要去除的颗粒粒径由d1 减到d2时，此时水中所能多去除的，即粒径在d1～d２间的那部分颗粒所占的百分比。因此当△P间隔无限小时，则dP代表了小于d1的某一粒径d占全部颗粒的百分比。这些颗粒能沉到柱底的条件，应是由水中某一点沉至柱底所用的时间，必须等于或小于具有沉速为ui的颗粒由水面沉至柱底所用的时间，即应满足：
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