6163银河线路检测中心环境工程专业课程介绍

环境工程实验 I（水污染控制工程）

Environmental engineering experiment (water pollution control engineering)

一、实验课程课号：03610438z

适用专业：环境工程

实验总学时（周学时）：32/8

学分：1.0

课程类型：专业必修课

先修课程：水污染控制工程，普通化学，环境学概论

开出实验个数：（验证实验0个；综合实验 8个；设计实验   个；创新性实验   个）

应开实验学期：第6学期

大纲主撰人：闫立龙

内容简介

“环境工程实验（水污染控制工程）”是环境科学专业的必修课程，是水污染控制工程教学的重要组成部分，是环境类学科重要的教学环节之一。“环境工程实验（水污染控制工程）”是对理论课程教学内容的复习和再现，对于培养学生动手操作能力、分析问题的能力、解决问题的能力等方面具有特殊的地位和作用。“环境工程实验（水污染控制工程）”是理论课和实际生产的一个很好的结合点，为学生下一步的继续学习和工作奠定必要的基础。

大纲

（一、二）活性炭吸附实验

1．实验特点

实验类型：专业基础  实验类别：综合  计划学时：8  每组人数：4-6

首开日期：2008-3-31

2．实验目的与要求

目的：

1）了解活性炭的吸附工艺及性能；

2）掌握采用实验方法(含间歇法、连续流法)确定活性炭吸附处理污水的设计参数的方法。

要求：掌握相关知识点

3．主要仪器设备

4．实验内容提要

活性炭静态吸附实验、动态吸附实验

5．实验操作要点

(1)静态吸附实验

在5个烧杯中加入粉状活性炭质量分别为100mg、200mg、300mg、400mg和500mg，同时以不加活性炭的烧杯作对照试验（即活性炭质量为0mg/L）；在上述烧瓶中分别加入同体积的自配制污水（约800ml），并进行搅拌。一般规定，烧瓶中废水COD(mg/L)与活性炭浓度(mg/L)比值为0.5-5.0；将上述6个烧杯放在恒温振荡器上振荡，振荡时间一般为30min；取样测定。

 (2)动态吸附实验

将预先浸泡、烘干的颗粒活性炭装入吸附反应器内，使最后活性炭高度为500-750mm；打开进水阀门，使配制水样以升流或降流方式运行（运行中活性炭层中不应有空气气泡）进入活性炭柱，并控制为3个不同的流量（建议滤速分别为5 m/h，l0 m/h，15 m/h），本试验设定滤速为5m/h。待运行稳定后，每隔15min取活性炭柱出水水样，测定其CODcr、pH值。

6．注意事项

①间歇吸附实验中所求得的q，如出现负值，则说明活性炭明显地吸附了溶剂，此时，

应调换活性炭或原水样。

②静态吸附试验的振荡时间不能太短，一般控制在30min以上。

（三）颗粒自由沉淀实验

1．实验特点

实验类型：专业基础  实验类别：综合  计划学时：4  每组人数：6

首开日期：2008-3-31

2．实验目的与要求

目的：

1）初步了解用累计沉泥量方法计算杂质去除率的原理和基本实验方法。

   2）比较该方法与累计曲线法（或重深分析曲线）的共同点。

   3）加深理解沉淀的基本概念和杂质的沉降规律。

要求：掌握相关知识点

3．主要仪器设备

4．实验内容提要

通过不同时间取样，以考察颗粒自由沉降的去除规律，加深理解沉淀的基本概念和杂质的沉降规律。

5．实验操作要点

启动水泵，把配置好的水样注入配水箱内；关闭进水阀，打开回流阀，使其处于全开状态开启水泵；测定水样的悬浮物浓度，将测定结果记录于表中；缓慢打开进水阀，将水箱中的实验用水泵入沉淀柱中，待沉淀柱充满水样后，直至出现回流3~5min即可，此时记录沉淀实验开始时间与沉淀高度Hi；当沉淀时间分别为5min、10min、20min、30min、60min和120min时，在取样口各取样一次，每次取样100～200mL，记录沉淀柱内液面高度并观察悬浮颗粒的沉淀特点、现象，把水样分别过滤、烘干、称重，记录其SS。

6．注意事项

1）向沉淀柱内进水时，速度要适中，既要较快完成进水，以防进水中的一些较重颗粒沉淀，又要防止速度过快造成柱内水体紊动，影响静沉实验效果。

2）每次取样前，先观察水面高度，记录数据，然后排出管中积水再取样。

3）如果原水样悬浮物浓度较低，可把取样时间间隔拉长。

4）测定悬浮物时，因颗粒较重，从烧杯取样时要尽量摇匀，以保证两平行水样的均匀性。

5）粘于移液管壁上的细小颗粒，一定要用蒸馏水洗净。  

6）沉淀柱下部锥形部分与上部直筒段焊接处要光滑。

（四）混凝实验

1．实验特点

实验类型：专业基础  实验类别：综合  计划学时：4  每组人数：6

首开日期：2008-3-31

2．实验目的与要求

目的：

1）了解影响混凝条件的相关因素，学会求一般天然水体混凝条件（包括投药量、pH值、水流速度梯度）的基本方法；

2）通过实验观察混凝现象，加深对混凝剂机理的理解；

3）观察矾花的形成过程与混凝沉淀效果。

要求：掌握相关知识点

3．主要仪器设备

4．实验内容提要

观察混凝现象，考察pH值、混凝剂投加两和搅拌速度对混凝效果的影响。

5．实验操作要点

取6个1000mL的烧杯分别加入800mL原水，置于实验搅拌机平台上；分别改变pH值、搅拌速度和混凝剂投加量；启动搅拌机，快速搅拌0.5min，转速约500r/min；中速搅拌10 min，转速约250 r/min；慢速搅拌10 min，转速约100r/min；关闭搅拌机，静置10 min，立即用浊度仪测定浊度（每杯水样测定3次），并将测定结果记于表中。

6．注意事项

1）在确定最佳投药量、最佳pH值实验中，向各烧杯投加药剂时应同时投加，以避免因时间间隔较长各水样加药后反应时间长短相差太大，混凝效果悬殊；

2）在最佳pH值实验中，用来测定pH值的水样仍倒入原烧杯中；

3）在用注射针筒抽吸上清液时，不要搅动底部沉淀物。同时，各烧杯抽吸的时间间隔尽量不要太长；

4）取样点高度要尽量保持一致。

（五、六）离子交换树脂和交换容量的确定

1．实验特点

实验类型：专业基础  实验类别：综合  计划学时：8  每组人数：6

首开日期：2008-3-31

2．实验目的与要求

目的：

1）加深对离子交换基本理论及其特性的理解；

   2）了解离子交换树脂的类型，进一步掌握树脂的鉴别方法；

   3）学会离子交换树脂总交换容量及工作交换容量的测定。

要求：掌握相关知识点

3．主要仪器设备

4．实验内容提要

鉴定强酸性树脂和强碱性树脂；测定阳离子交换树脂的交换容量

5．实验操作要点

阳树脂与阴树脂的分辨

分别取阳树脂和阴树脂各2～3mL放在2支试管中，弃去树脂上附着的水，向两支试管中各加15mL1mol/LHCl摇动1～2min后，弃去上清液，重复操作2～3次，再向1#、2#号试管中各加入10%CuSO4溶液5mL，摇动1～2min后弃掉上清液，重复操作2～3次，此时用纯水洗2～3次，最后将1#、2#号试管进行对比，看颜色是否有变化，记录颜色的变化于表1中，浅绿色为阳树脂。

2.强酸性阳树脂总交换容量的测定

称取干燥强酸性阳树脂5g，放在漏斗滤纸内，将漏斗插在1L的三角烧瓶内；将1mol/LHCl溶液600mL将树脂全部转变为H型；将漏斗移到另一个用清水洗过的1L容量瓶内；将0.5mol/LCaCl2溶液600～800mL缓慢加入漏斗内进行过滤交换，直到滤下液pH=7为止；加纯水至1L，充分混合；用三角烧杯量取50mL上述混合液，以酚酞为指示剂，用0.05mol/LNaOH溶液进行中和滴定，重复滴定3～5次取平均值，并记下所用碱的毫升数V，填入表2中，同样测定强酸性阳树脂工作交换容量。

6．注意事项

实验所用原水一般为自来水，如果自来水的碱度、硬度偏低，可根据实验要求自行调配水样。

（七）污泥沉降比(SV)和污泥体积指数(SVl)的测定

1．实验特点

实验类型：专业基础  实验类别：综合  计划学时：4  每组人数：6

首开日期：2008-3-31

2．实验目的与要求

目的：

1）掌握表征活性污泥沉淀性能的指标——沉降比和污泥体积指数的测定和计算方法；

2）明确沉降比、污泥体积指数和污泥浓度三者之间的关系，以及它们对活性污泥法处理系统的设计和运行控制的重要意义；

3）加深对活性污泥的絮凝及沉淀特点和规律的认识。

要求：掌握相关知识点

3．主要仪器设备

4．实验内容提要

测定污泥沉降比和污泥体积指数。

5．实验操作要点

将混合液置于100mL量筒中，至100mL刻度处。并从此时开始计算沉淀时间；将装有污泥的100mL量筒静置，观察活性污泥絮凝和沉淀的过程和特点，在第30min时记录污泥界面以下的污泥容积；将经30min沉淀的污泥和上清液一同倒人过滤器中过滤并烘干称重，计算测定的污泥浓度。

6．注意事项

1）粘于移液管壁上的细小颗粒，一定要用蒸馏水洗净；  

2）实验过程中，也可以以浊度代替SS作为沉淀效果的测试指标。如果采用浊度为测试指标，则需要预先确定所配置水样的浊度与SS之间的换算关系；

（八）活性污泥好氧生物处理实验

1．实验特点

实验类型：专业基础  实验类别：综合  计划学时：8  每组人数：6

首开日期：2008-3-31

2．实验目的与要求

目的：

1）熟悉活性污泥法的基本流程；

2）加深对污水好氧生物处理和活性污泥法原理的理解；

3）掌握利用完全混合系统处理生活污水的实验方法。

要求：掌握相关知识点

3．主要仪器设备

4．实验内容提要

序批式活性污泥法和连续流活性污泥法的基本工艺流程及简单影响因素

5．实验操作要点

序批式活性污泥

开启水泵，将低位水箱中的污水泵入高位水箱，待污水从高位水箱流出直至曝气池指定刻度时，停止进水，并启动气泵，进行曝气，并记录一下时间，以后分别在15min、30min、60 min、90 min、120min取污泥混合样，沉淀后取上清液测定NH₄⁺-N。

连续式活性污泥法

1）开启水泵，将低位水箱中的污水泵入高位水箱，待污水从高位水箱流出时，测定进水流量，使得相应水力停留时间分别为：15min、30min和60min，待流量稳定后需稳定运行超过相应时间（如水力停留时间为15min，待流量稳定后需稳定运行至少20min，方能改变下一运行参数），考察水力停留时间、污泥浓度和有机负荷对处理效果的影响；

6．注意事项

1）为了使系统能保持良好的处理效果，除每日对系统运转情况进行观察外，还应定期对系统的进出水水质、反应器中活性污泥的性状进行检测。

2）应对系统中的活性污泥不定期地进行镜检。

教学大纲说明

一、实验教学目标及基本要求

1. 教学目标

实验教学是使学生理论联系实际，培养学生观察问题、分析问题和解决问题能力的一个重要方面。本课程的教学目的如下：

   1）加深学生对基本概念、基本原理的理解，巩固新知识。

   2）使学生了解如何进行实验方案的设计，并初步掌握水净化实验研究方法和基本测试技术。

   3）通过实验数据的整理使学生初步掌握数据分析处理技术，包括如何收集实验数据；如何正确地分析和归纳实验数据；运用实验成果验证已有的概念和理论等。

2. 教学要求  

1）课前预习

为完成好每个实验，学生在课前必须认真阅读实验教材，清楚地了解实验项目的目的要求、实验原理和实验内容，写出简明的预习提纲。

2）实验设计

实验设计是实验研究的重要环节，是获得满足要求的实验结果的基本保障。在实验教学中，宜将此环节的训练放在部分实验项目完成后进行，以达到使学生掌握实验设计方法的目的。

3）实验操作

学生实验前应仔细检查实验设备、仪器仪表是否完整齐全。实验时要严格按照操作规程认真操作，仔细观察实验现象，精心测定实验数据，并详细填写实验记录。实验结束后，要将实验设备和仪器仪表恢复原状，将周围环境整理干净。学生应注意培养自己严谨的科学态度，养成良好的工作学习习惯。

4）实验数据处理

通过实验取得大量数据以后，必须对数据作科学的整理分析，去伪存真，去粗取精，以得到正确可靠的结论。

5）编写实验报告

将实验结果整理编写成一份实验报告，是实验教学必不可少的组成部分。这一环节的训练可为今后写好科学论文或科研报告打下基础。

二、教材及主要参考书

1. 教材

自拟。

2. 参考书

（1）《环境科学与工程综合实验》 朱鲁生 主编 （2010年9月 中国农业出版社）

（2）《水污染控制工程实践教程》 彭党聪 主编 （2004年6月 化学工业出版社）

（3）《水污染控制工程实验》 陈泽堂 主编（2003年4月 化学工业出版社）

三、考核办法

根据学生实验出勤率，实验态度以及实验报告完成情况进行学生实验成绩评定。