环境工程学实验导书.doc

《环境工程学实验》 指导书 杨 红 刚 刘 艳 丽 武汉理工大学资环学院 2007年2月  目 录 实验一 曝气设备充氧性能测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3 实验二 混凝实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3 实验三 有害固体废物固化实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9 实验四 可燃固体废物热值的测定 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11 实验五 天然及污染水体综合处理分析技术 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13 实验六 空气中总悬浮微粒测定 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅15 实验七 碱液吸收气体中SO2实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅19 实验八 环境噪声测试（由杨红刚老师提供） 实 验 一 曝气设备充氧性能测定实验 实验目的 加强理解曝气充氧的原理及影响因素； 了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法； 测定曝气设备氧的总转移系数Kla。计算充氧能力Qs。 实验原理 曝气是人为地通过一些设备，加速向水中传递氧的过程。常用的曝气设备分为机械曝气和鼓风曝气两大类。无论哪一种曝气设备，其充氧过程均属传质过程。空气中的氧向水中转移的机理为双膜理论。当气液两相作相对运动时，其接触面（界面）的两侧分别存在着气体边界层（气膜）和液膜边界层（液膜）。氧在气相主体内以对流扩散方式通过气膜，最后以对流扩散方式转移到液相主体—水中，由于对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多，所以氧的转移阻力集中在双膜上（主要来自液膜）。 根据传质原理，氧向水中转移的速率与水中亏氧量及气液接触面面积呈正比。其基本方程式为： dc/dt=-KLa(Cs-C) 变量分离积分整理后，得曝气设备总转移系数： KLa＝-2.303/(t-t0)*lg(Cs-C0)/(Cs-Ct) 式中： KLa—氧总转移系数（1/分或1/时） t、t0—曝气时间（分） 　　　　 C0—曝气初时池内溶解氧浓度实验时使C0＝0 　　　　 Cs—曝气池内液体饱和溶解氧值（mg/l） Ct—曝气某一时刻t时，池内溶解氧浓度（mg/l） 由上式可看出，影响氧速度KLa的因素很多，除了曝气设备本身结构尺寸、运行条件之外，还与水质、水温有关。为了进行互相比较，以及向设计、使用部门提供产品性能，故产品给出的充氧性能均为清水，标准状态下，即清水（一般多为自来水）一个大气压20℃下的充氧性能。 实验采用静态（非稳态）测试方法，即向曝气桶内贮满所需水后，将待曝气之水以亚硫酸钠为脱氧剂，氯化钴为催化剂，脱氧至零后开始曝气，向水中充氧，液体中溶解氧浓度逐渐提高。液体中溶解氧的浓度C是时间t的函数。曝气后每隔一定t时间取曝气水样，测定水中溶解氧的浓度，从而利用上式计算KLa的值或以亏氧量(Cs-Ct)为纵坐标、t时间为横坐标在半对数格纸上绘图，其直线之斜率即为KLa值。 实验装置及设备 表面曝气机　　　1套　　　　　　　 曝气筒　　　 1个 搅拌　　　　　　1根　　　　　　　 小烧杯　　　 2个 分析天平　　　　1台　　　　　　　 秒表　　　　 1块 溶解氧测定装置　1套 实验步骤 向曝气筒内注入清水（自来水）测定水样体积V（m3）和水温t（℃）。 由水温查出实验条件下水样溶解氧饱和值Cs，并根据Cs和V值求投药量，然后投药充氧. 脱氧剂亚硫酸钠（NaSO3）用量计算 在清水中加入NaSO3·7H2O还原剂来夺取水中的溶解氧。 因为分子量比为O2/2NaSO3·7H2O＝32/2×252≈1/16 所以NaSO3·7H2O理论用量为水样溶解氧含量的16倍，考虑到水中有部分杂志消耗了一部分亚硫酸钠，为了使水中溶解氧全部消除，实际用量为理论的1.5倍。 故本实验投加的NaSO3用量为： 　　　　　G＝1.5×16Cs·V=24 Cs·V 式中：G—亚硫酸钠投加量（g） Cs—实验时水温条件下水中饱和溶解氧值（mg/l） 　　　V—水样体积 (2) 根据水样体积V确定催化剂（钴盐）投加量 　　经验证明，清水中有效钴离子浓度约为0.4mg/l为好，一般使用氯化钴（CoCl2·6H2O）或硫酸钴（CoSO4·7H2O）。因为 CoSO4·7H2O/Co+ =281/59=4.76 CoCl2·6H2O/Co+ =238/59=4.0 所以单位水样投加钴盐量为： CoSO4·7H2O: 0.4×4.76＝1.9 g/m3 CoCl2·6H2O:　 0.4×4.0=1.6 g/m3 　　　　本实验所需投加钴盐为: CoSO4·7H2O:　1.9 V(g) CoCl2·6H2O: 1.6 V(g) 式中: V—水样体积 (