表3-42活性污泥耗氧速率表
序 号 1 2 3 4 5 6 时间(min) 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 t 时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 柱内DD(mg/L)C1= C2= 池内溶解氧（mg/L） 备注 C2应在1～2mg/L左右 备注 表3-43 曝气充氧记录 序号 1 2 3 4 5 6 7 注意事项 1．认真调试仪器设备，特别是溶解氧测定仪，要定时更换探头内溶解液，使用前定零点及满度。
2．溶解氧测定仪探头的位置对实验影响较大，要保证位置的固定不变，探头应保持与被测溶液有一定相对流速，一般在20～30cm/s，测试中应避免气池和探头直接接触，引起表针跳动影响读数。
3．应严格控制各项基本实验条件，如水温、搅拌强度、供风风量等，尤其是对比实验 更应严格控制。
4．所取曝气池混合液浓度，应为正常条件（设计或正常运行）下的污泥浓度。 5．罐内液体搅动强度应尽可能与生产池相一致。 成果整理
1．利用清水充氧计算方法，分别计算自来水、初次沉淀池进、出水，二次沉淀池出水的KLa与CS值。
2．计算混合液中曝气时的KLa及Csw值。
（1）以时间t为横坐标，溶解氧值为纵坐标，将关闭风机后罐内溶解氧值与相应时间—一点绘，如图3-48（1）示，直线斜率为rx值。
（2）将再次曝气后，各不同时间t和相应溶解氧值点绘在上图中，如图3-48（2）并用作图法求定曲线上各点C的切线斜率 （3）以?dc值，最少5个点以上。 dt1?dc??rx?为横坐标，以C为纵坐标绘图，直线斜率即为，纵轴截距即为
KLaw?dt?Csw值，如图3-49示。
3．根据清水充氧求得的KLa，CS和各水样充氧求得的KLawCsw值，可求得 ?? 思考题
KLawC ??sw KLaCS 1．α、β值的测定有何意义？影响α、β的因素有哪些？
2．测定时，为何使用的混合液浓度及它们的停留时间，要与生产池尽量一致？ 3．比较同一曝气池混合液及其混合液的上清液所得的。、产值是否相同？为什么？ 4．有机物为何影响α值，无机盐类为何影响β值？
4． 推流式曝气池内α值沿池长如何变化？
实验八 离子交换软化实验
离子交换软化法在水处理工程中有广泛的应用。强酸性阳离子交换树脂的使用也很普遍。作为水处理工程技术人员应当掌握这种树脂交换容量（即全交换容量）的测定方法并了解软化水装置的操作运行。
一、强酸性阳离子交换树脂交换容量的测定 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的方法。 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于交换树脂为例，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、一个硫原子，其分子量等于8×12.011＋8×1.008＋3×15．9994＋1×32.06＝184.2，只有强酸基因SO3H对中的H遇水电离形成H+离子可以交换，即每184.2g干树脂中只有 1克当量可交换离子。所以，每克干树脂具有可交换离子1/184.2＝0.00543e＝5.43me。扣去交联剂所占份量（按 8％重量计），则强酸干树脂交换容量应为5.43×92/100=4.99me/g。此值与实际测定值差别不大。0.01×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂交换容量规定为≥4.2me/g（干树脂）。 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： E?NV me/g（干氢树脂） （3－93）
W?固体含量%式中 N——NaOH标准溶液的当量浓度； V—一NaOH标准溶液的用量，mL； W——样品湿树脂重，g。 [设备及用具]
1．天平 万分之一克精度 1架
2．烘箱 1台 3．干燥器 1个 4．三角烧瓶 250mL 2个 5．秒液管 10mL 2支 步骤及记录
1．强酸性阳离子交换树脂的预处理
取样品约10g以2 N硫酸（或1N盐酸）及 1N NaOH轮流浸泡，即按酸一碱一酸一碱一酸顺序浸泡5次，每次两小时，浸泡液体积约为树脂体积的2～3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．测强酸性阳离于交换树脂团体含量％ 称取双份1.0000g的样品，将其中一份放入105～110℃烘箱中约2小时，烘干至恒重后放入氯化钙干燥器中冷却至室温，称重，记录干燥后的树脂重。 固体含量=干燥后的树脂重 ×100/样品重 3．强酸性阳离子交换树脂交换容量的测定
将一份1.0000g的样品置于250mL三角烧瓶中，投加0.5NNaCl溶液100mL摇动5分钟，放置两小时后加人 l％酚酞指示剂 3滴，用标准0.10000N NaOH溶液进行滴定，至呈微红色15秒钟不退，即为终点。记录NaOH标准溶液的当量浓度及用量。
表3－50强酸性阳离子交换树脂交换容量测定记录 湿树脂样品重W(g) 干燥后的树脂重W1（g） 树脂固体含量(%) NaOH 标准溶液的当量浓度 NaOH标准溶液的用量V (mL) 交换容量me/g干氢树脂 成果整理
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。 思考题
1．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？ 2．写出本实验有关化学反应式。 二、软 化 实 验
目的
1．熟悉顺流再生固定床运行操作过程。 2．加深对钠离子交换基本理论的理解。 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+离子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（HCI）或硫酸（H2SO4）再生。基本反应式如下： 1．钠离子交换： 软化：
再生：
R2Ca?2NaCl?2RNa?CaCl2 (3-96) R2Mg?2NaCl?2RNa?MgCl2 (3-97) 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。本实验采用钠离子交换。 设备及用具
1．软化装置二套，如图3-58，
2．100mL量简1个、秒表1块（控制再生液流量用）；
3．200000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。 步骤及记录
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，测量交换柱内径及树脂层高度； 3．将交换柱内树脂反洗数分钟，反洗流速采用15m八，以去除树脂层的气泡。
4．软化。运行流速采用15m巾，每隔10min测一次水硬度，测两次并进行比较。 5．改变运行流速。流速分别取20、25、30m/h，每个流速下运行5min，测出水硬度。
6．反洗。冲洗水用自来水．反洗流速采用15m/h，反洗时间15min。反洗结束将水放到水面高于树脂表面10cm左右。
7．根据软化装置树脂工作交换容量（e/L），树脂体积（L），顺流再生钠离子交换NaCl耗量(100～120g/e)以及食盐NaCl含量（海盐NaCI含量≥80～93％），计算再生一次所需食盐量。配制浓度10％的食盐再生液。
8．再生。再生流速采用 3～5m/h。调节定量投再生液瓶出水阀门开启度大小以控制再生流速。再生液用毕时，将树脂在盐液中浸泡数分钟。
9．清洗。清洗流速采用15m/h，每5 min测一次出水硬度，有条件还可测氯根，直至出水水质符号要求时为止。清洗时间约需50min。
10．清洗完毕结束实验，交换柱内树脂应浸泡在水中。
表3-51原水硬度及实验有关数据 原水硬度（以CaCO3计）(mg/L) 交换柱内径(cm) 树脂层高度(cm) 树脂名称及型号 表3-52交换实验记录 运行流速(m/h) 15 15 20 25 30 反洗流速(m/h) 反洗流量(L/h) 运行流量(L/h) 运行时间(min) 10 10 5 5 5 出水硬度（以CaCO3计(mg/L)） 表3-53反洗记录 反洗时间(min) 表3-54再生记录 再生一次所需食盐量(kg) 再生一次所需浓度10%的食盐再生液（L） 再生流速(m/h) 再生流量(mL/s) 出水硬度（以CaCO3计(mg/L)） 表3-55清洗记录
清洗流速(m/h) 15 15 15 15 清洗流量(L?h) 清洗历时(min) 5 10 50 注意事项
1．反冲洗时注意流量大小，不要将树脂冲走。 2．再生溶液没有经过过滤器，宜用精制食盐配制。 成果整理