水污染实验讲义
水污染课程设计授课内容
水污染课程设计授课内容一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解水污染的定义、成因及常见类型，掌握水污染防治的基本知识。
2. 学生能够描述水污染对环境、生态系统和人类健康的影响。
3. 学生能够列举我国水污染防治的政策、法规及其实施情况。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析水污染案例，提出解决水污染问题的方法。
2. 学生能够通过实验、调查等方法，收集、整理和分析水污染数据，提高实践操作能力。
3. 学生能够运用图表、报告等形式，展示水污染防治的学习成果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关注环境保护，树立生态文明观念，增强水污染防治的紧迫感和责任感。
2. 培养学生热爱家乡、热爱祖国的大好河山，关注我国水环境质量，积极参与水污染防治行动。
3. 培养学生团队合作精神，学会倾听、尊重他人意见，提高沟通表达能力。
课程性质：本课程属于自然科学领域，以环境科学为基础，结合学生生活实际，注重实践性与探究性。
学生特点：初中生正处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，对环境保护有一定的认识，但缺乏深入了解。
教学要求：教师应以生动形象、贴近生活的教学方式，引导学生关注水污染问题，激发学生学习兴趣，提高学生的实践能力和环保意识。
在教学过程中，注重目标导向，确保学生掌握课程内容，达到预期学习成果。
二、教学内容1. 水污染基本概念- 水污染的定义与成因- 常见水污染类型及特点2. 水污染对环境与人类的影响- 水污染对生态系统的影响- 水污染对人类健康的影响3. 水污染防治知识与法规- 水污染防治的基本原则与方法- 我国水污染防治的政策与法规4. 案例分析与实验探究- 水污染案例分析- 水质检测实验与数据分析5. 水环境保护与可持续发展- 水环境保护的意义与措施- 水资源可持续发展的理念与实践教学内容安排与进度：第一课时：水污染基本概念第二课时：水污染对环境与人类的影响第三课时：水污染防治知识与法规第四课时：案例分析与实践操作第五课时：水环境保护与可持续发展教材章节关联：《初中环境科学》第四章：水污染与水环境保护1. 水污染及其危害2. 水污染防治技术3. 水环境保护与可持续发展教学内容确保科学性与系统性，结合生活实际，以培养学生环保意识与实践能力为目标，循序渐进地展开教学。
水污染化学实验报告
一、实验目的1. 了解水污染的成因和危害。
2. 掌握水污染化学实验的基本方法。
3. 学习如何测定水体中主要污染物的含量。
4. 分析污染物的来源和防治措施。
二、实验原理水污染是指水体中污染物质的含量超过水体自净能力，导致水质恶化，影响生态系统和人类健康。
本实验主要测定水体中的化学需氧量（COD）、总磷（TP）和氨氮（NH3-N）等指标，以评估水体污染程度。
1. 化学需氧量（COD）：COD是指在规定条件下，水体中可被氧化的有机物和还原性物质消耗的氧量。
COD越高，表明水体中的有机污染物含量越高。
2. 总磷（TP）：总磷是指水体中所有形态的磷，包括溶解态、悬浮态和颗粒态。
TP过高会导致水体富营养化，引发水华等生态问题。
3. 氨氮（NH3-N）：氨氮是指水体中氨和铵盐的总含量。
氨氮过高会影响水生生物的生长和繁殖，同时对人体健康产生危害。
三、实验器材与药品1. 实验器材：COD测定仪、分光光度计、水浴锅、滴定管、锥形瓶、玻璃棒等。
2. 实验药品：重铬酸钾（K2Cr2O7）、硫酸银（AgNO3）、硫酸铜（CuSO4）、氢氧化钠（NaOH）、无水硫酸钠（Na2SO4）、硫酸（H2SO4）、磷酸二氢钾（KH2PO4）、氯化铵（NH4Cl）等。
四、实验步骤1. 取样：取一定量的待测水体样品，用0.45μm滤膜过滤，去除悬浮物。
2. COD测定：（1）配制重铬酸钾溶液：称取12.25g重铬酸钾，加入50mL浓硫酸，溶解后定容至1000mL。
（2）移取5.00mL待测样品，加入25mL重铬酸钾溶液，摇匀，放置30min。
（3）用硫酸银溶液滴定至溶液呈橙红色，记录消耗的硫酸银溶液体积。
3. TP测定：（1）配制钼酸铵溶液：称取10g钼酸铵，加入100mL浓硫酸，溶解后定容至1000mL。
（2）移取5.00mL待测样品，加入5mL钼酸铵溶液，摇匀，放置30min。
（3）用硫酸银溶液滴定至溶液呈蓝色，记录消耗的硫酸银溶液体积。
水污染实验讲义0
实验一自由沉淀实验一、实验目的1.观察沉淀过程，加深对自由沉淀特点、基本概念与规律的理解2.学习掌握颗粒自由沉淀的试验方法。
3.对实验数据进行分析，整理计算，绘制颗粒自由沉淀曲线。
二、实验原理沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。
根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等4类。
本实验是研究探讨污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律。
实验用沉淀管进行。
设水深为H，在T时间内能沉到深度H颗粒的沉淀速度V=H/T。
根据给定的时间To计算出颗粒的沉速Vo。
凡是沉淀速度等于或大于V0的颗粒在T0时就可以全部去除,设原水中悬浮物浓度为Co则沉淀率＝(C o-C t)／C0×100%在时间T时能沉到深度H颗粒的沉淀速度V:V=(H×10)／(T×60) (mm／s)式中：C0——原水中所含悬浮物浓度，mg/l;C t——经t时间后，污水中残存的悬浮物浓度，mg/l;H ——取样口高度cm;T ——取样时间，min。
三、实验装置1.本实验由沉淀柱、高位水箱、水泵和溶液调配箱组成。
沉淀柱下部锥形部分与上部直筒段焊接处要光滑。
实验沉淀柱自溢流孔开始向下标上刻度。
467532181、溶液调配箱2、水泵3、水泵输水管4、高位水箱5、沉淀柱进水管6、沉淀柱7、取样口8、沉淀柱进水阀门2.分析天平，烘箱，干燥器，定量滤纸，漏斗，容量瓶，烧杯等3.人工配水：硅藻土悬浮物四、实验步骤1.准备工作：将中速定量滤纸选好，放入托盘，调烘箱至105±1℃，将托盘放入105℃的烘箱烘45min, 取出后放入干燥器冷却30min，在1/10000天平上称重，以备过滤时用。
2.配置悬浮水样，搅拌3-5分钟，充分混匀，用烧杯取原水样（用50ml容量瓶取水样50ml），测得悬浮物浓度为C0，再用泵抽到高位水箱，打开搅拌，再将水样输入沉淀柱内，记下开始沉淀的高度，开动秒表，记录沉淀时间。
水污染控制工程讲义_笔记
专题一污水水质与污水出路污水水质国际通用三大类指标：物理性指标化学性指标生物性指标水质分析指标物理性指标温度:工业废水常引起水体热污染造成水中溶解氧减少加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化色度：感官性指标,水的色度来源于金属化合物或有机化合物嗅和味：感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质固体物质: 溶解物质悬浮固体物质挥发性物质固定性物质水和污水中固体成分的内部相关性水和污水中杂质颗粒分布化学性指标有机物生化需氧量（BOD）biological oxygen demand在一定条件下，好氧微生物氧化分解水中有机物所需要的氧量。
（20℃，5d）.反映了在有氧的条件下,水中可生物降解的有机物的量主要污染特性(以mg/L为单位).有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段:第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐.污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量,全部生物氧化需要20～100d完成。
实际中,常以5d作为测定生化需氧量的标准时间,称5日生化需氧量(BOD5）;通常以20℃为测定的标准温度。
讨论：①任何日BOD与第一阶段BOD(L0)的关系生化研究试验表明，生化反应的速度决定于微生物和有机物的含量，至于水中溶解氧的含量只要满足微生物的生命活动就可以，在反应初期,微生物的数量是增加的，但到一定时间后,微生物的量就受到有机物含量的限制而达到最大值，此时反应速度受到有机物含量的限制,即有机物的降解速度和该时刻水中有机物的含量成正比，由于有机物可以用生化需氧量表示,所以水中的耗氧速率和该时刻的生化需氧量成正比d（L0—L t）/dt=KL t dL t/dt=—KL t式中：L0、L t─分别表示开始、t时刻水中剩余的第一阶段的BODK─反应速率常数，d—1积分得：任何时刻水中剩余的BOD为Lt=L0 e —Kt从而求得经t时间反应消耗的溶解氧BODt为：BODt=L0-L t=L0(1—e—Kt）=L0（1-10—kt）（k =K /2。
水污染控制工程-实验教学
实验1 曝气设备清水充氧性能测定1． 本次实验的目的和要求（1）了解曝气设备清水充氧性能的实验方法，加深对曝气设备清水充氧机理性能的理解。
（2）测定几种不同曝气设备氧的总转移系数K la ，。
2． 实践内容或原理曝气的作用是向液相供给溶解氧。
氧由气相转入液相的机理常用双膜理论来解释。
双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜和液膜）的物理模型。
气膜和液膜对气体分子的转移产生阻力。
氧在膜内总是以分子扩散方式转移的，其速度总是慢于在混合液内发生的对流扩散方式的转移。
所以只要液体内氧未饱和，则氧分子总会从气相转移到液相的。
根据氧传递基本方程（dc/dt ）=—k la (Cs-C)积分整理后得到的氧总转移系数：tS S La C C C C t t K ---=0lg303.2 将待曝气之水脱氧至零后，开始曝气。
把液体中溶解氧的浓度Ct 作为时间t 的函数。
曝气后每隔一定时间t 取曝气水样，测定水中溶解氧浓度，从而利用上式计算Kla 值。
或是以亏氧量（Cs-Ct ）为纵坐标，以时间t 为横坐标，在半对数格纸上绘图，直线斜率即为Kla 值，其中Cs 为曝气池内液体饱和溶解氧值。
3． 需用的仪器、试剂或材料等溶解氧测定仪；天平、秒表、量筒；无水亚硫酸钠、氯化钴 4． 实践步骤或环节（1）正确调试溶解氧测定仪，使之处于工作状态。
（2）在曝气罐中装入自来水8升，测定水中的溶解氧值，计算罐内溶解氧量G=DO ·V. 计算投药量：a 、脱氧剂采用无水亚硫酸钠：2NaSO 3+O 2=2Na 2SO 4由此，则投药量g=G ×8×(1.1~1.5) 1.1~1.5值是为脱氧安全而采取的系数。
b 、催化剂采用氯化钴，投加浓度为0.1mg/l ，将所称得的药剂用温水化开，倒入曝气罐内，几分钟后测定水中的溶解氧值。
（3）当水中的溶解氧值为零后，打开空压机，开始曝气，并记录时间，同时每隔一定时间（一分钟）读取一次溶解氧值，连续读取10—15个数值，然后拉长间隔，直至水中溶解氧达到饱和为止，停止曝气，并测试罐内水温。
水污染控制工程实验讲义
内部资料，不要外传实验一混凝一、实验目的1、了解混凝的现象及过程，净水作用及影响混凝的主要因素；2、学会求水样最佳混凝条件（包括投药量、pH值、水流速度梯度）的基本方法；3、了解助凝剂对混凝效果的影响。
二、实验原理胶体颗粒带有一定电荷，它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。
胶体表面的电荷值常用电动电位ξ表示，又称为Zeta电位。
Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围。
一般天然水中的胶体颗粒的Zeta电位约在-30mV以上，投加混凝剂之后，只要该电位降到-15mV左右即可得到较好的混凝效果。
相反，当Zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态。
投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。
水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。
在水中投加混凝剂如Al2(SO4)3、FeCl3后，生成的Al(III)、Fe(III)化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度、水温的影响，还受水的pH值影响。
如果pH值过低（小于4），则混凝剂水解受到限制，其化合物中很少有高分子物质存在，絮凝作用较差。
如果pH值过高（大于9-10），它们就会出现溶解现象，生成带负电荷的络合离子，也不能很好地发挥絮凝作用。
投加了混凝剂的水中，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体，这时，水流速度梯度G值的大小起着主要的作用。
在混凝搅拌实验中，水流速度梯度G值可按下式计算：G=式中：P—搅拌功率（J/s）；μ—水的粘度（Pa·s）；V—被搅动的水流体积（m3）；本实验G值可直接由搅拌器显示板读出。
当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加助凝剂以提高混凝效果。
助凝剂通常是高分子物质，作用机理是高分子物质的吸附架桥，它能改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而结实。
三、实验设备1、梅宇SC2000-6智能型六联搅拌机（附6个1000ml烧杯）；2、转速表（用于校正搅拌机的转速）；3、 ORION 828型pH计；4、温度计；5、 HANNA LP2000浊度仪。
高三化学大一轮复习讲义专题讲座十二水污染及治理课件.ppt
专题讲座十二
典例剖析 【例 1】 (2010·北京理综，26)某氮肥厂氨氮废水中的氮元
素多以 NH＋ 4 和 NH3·H2O 的形式存在，该废水的处理流程 如下：
(1)过程Ⅰ：加 NaOH 溶液，调节 pH 至 9 后，升温至 30 ℃，通空气将氨赶出并回收。 ①用离子方程式表示加 NaOH 溶液的作用：___________ _______________________________________________。 ②用化学平衡原理解释通空气的目的：______________ ______________________________________________。
专题讲座十二
(2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH＋4 经过两步反应被 氧化成 NO3－。两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)， 判断依据是_______________________________________ _________________________________。
专题讲座十二
二、沉淀法处理废水 沉淀法处理废水是污水处理的一种重要方法，主要是通 过氧化还原反应或电解使易溶于水的含有重金属元素的 离子转化为沉淀而除去，目前此法主要用于含＋6 价 Cr 废水的处理。此外，对于 Hg2＋、Cu2＋等重金属离子的污 染，可直接加入沉淀剂(如 Na2S)使之转化为沉淀而除去。
专题讲座十二
解析 (1)平衡体系的 pH＝2 时，溶液 c(H＋)较大，平衡
2CrO24－＋2H＋
2O72－＋H2O 向正反应方向移动，溶液
显橙色。
(2)反应①达到平衡状态时，c(Cr2O27－)与 c(CrO42－)均不变，但 不一定相等；达到平衡状态时，有 2v 正(Cr2O27－)＝ v 逆(CrO24－)；平衡时，Cr2O27－和 CrO42－的浓度不变，溶液的颜 色不变。
水污染控制工程实验讲义
水污染控制工程实验指导书环境科学与工程学院湖南大学目录实验一活性污泥法处理市政污水实验 (1)实验二混凝法处理市政污水实验 (6)实验三曝气充氧实验 (9)实验四颗粒自由沉淀实验 (11)实验一活性污泥法处理市政污水实验一、实验目的1. 通过培养活性污泥，加深对活性污泥法作用机理及主要技术参数，如溶解氧浓度（DO）、活性污泥浓度（MLSS）、有机物去除率、污泥增长规律等的理解；2．掌握活性污泥批量实验在污泥培养、污水可生化性测定的重要意义；3．通过批量实验了解市政污水的生物降解过程。
二、实验原理废水的生化处理法就是利用自然界广泛存在的、以有机物为营养物质的微生物来降解或分解废水中溶解状态和胶体状态的有机物，并将其转化为CO2和H2O等稳定无机物的方法，通常又称为生物处理法。
从1916年开始到现在，废水生物处理技术经历了从简单到复杂、从单一功能到多种功能、从低效率到较高效率的纵向发展阶段；从英国到世界各地，废水生物处理技术经历了由点到面、由生活污水处理到各种工业废水处理的横向发展阶段。
活性污泥法开创于1914年的英国，即习惯所称的普通活性污泥法或传统活性污泥法，其工艺流程如图１所示，由初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、曝气设备以及污泥回流设备等组成，主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。
图1 普通活性污泥法的基本流程在活性污泥法中起主要作用的是活性污泥，由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有机物和无机物组成。
活性污泥微生物从污水中连续去除有机物的过程包括以下几个阶段：(1)初期去除与吸附作用；(2)微生物的代谢作用；(3)絮凝体的形成与凝聚沉淀。
BOD污泥负荷率、水温、pH值、溶解氧(DO)、营养物质及其平衡、有毒物质等环境因素都会影响活性污泥法的处理效果，而活性污泥法处理设备的任务就是要创造有利于微生物生理活动的环境条件，充分发挥活性污泥微生物的代谢功能。
三、实验设备及仪器1．5L的塑料容器（批量活性污泥反应器）；2．WTW多参数水质分析仪；3．COD消解仪；4. 滴定管、漏斗、量筒、空压机、曝气头。
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实验一废水SS和浊度的测定
实验二活性污泥性质的测定
实验三氯化铁的加药量对污泥脱水性能的
影响
CV pF dt
dV μα2
=
(3-4) 式中，α为污泥比阻，在CGS 制中，其量纲为s 2
/g ，在工程单位制中其旦纲为cm/g 。
在定压下，在积分界线由0到t 及0到V 内对式(3- 4)积分，可得
V pF C V t •=22μα (3-5)
式(3-5)说明在定压下过滤，t ／V 与V 成直线关系，其斜率为
C b
K C b pF =•
=
μ
α2
2 (3-6)
需要在实验条件下求出b 及C 。
b 的求法。
可在定压下(真空度保持不变)通过测定一系列的t ～V 数据，用图解法求斜率(见图3-1)。
C 的求法。
根据所设定义
滤液）
滤饼干重/mL ()(0g Q C Q Q C y
d
y -=
(3-7)
式中 Q 0——污泥量，mL ；
Q y ——滤液量，mL ；
C d ——滤饼固体浓度，g/mL 。
根据液体平衡Q 0＝Q y +Q d
根据固体平衡Q 0C 0＝Q y C y +Q d C d
式中 C o ——污泥固体浓度，g ／mL ；
C y ——污泥固体浓度，g ／mL ； Q d ——污泥固体滤饼量，mL 。
可得 d
y d y C C C C Q Q --=
)
(00
代入式（3-7），化简后得
滤液）
率饼干重/mL ()(0g Q C Q Q C y
d
y -=
(3-8)
上述求C 值的方法，必须测量滤饼的厚度方可求得，但在实验过程中测量滤饼厚度是很困难的且不易量准，故改用测滤饼含水比的方法。
求C 值。
式中 C i ——l00g 污泥中的干污泥量； C f ——100g 滤饼中的干污泥量。
例如污泥含水比％，滤饼含水率为80％。
一般认为比阻在109
～1010
s 2
/g 的污泥算作难过滤的污泥，比阻在～*109s 2
/g 的污泥算作中等，比阻小于*109s 2
/g 的污泥容易过滤。
投加混凝剂可以改善污泥的脱水性能，使污泥的比阻减小。
对于无机混凝剂如FeCl 3等投
实验结果整理
1.将实验所得数据按照表记录。
2.根据测的的滤液温度T（OC），计算动力黏度μ：
3.计算C值
4.以t/V为纵坐标，V为横坐标绘图，计算b值
5.计算实验情况下污泥的比阻，并说明污泥的脱水性能
单位换算
一般认为：比阻在1012-1013cm/g的污泥为难过滤污泥，比阻在（）×1012 cm/g 的污泥为中等，比阻小于×1012 cm/g的污泥容易过滤。
初沉污泥的比阻一般为（～）×1012 cm/g；
活性污泥的比阻一般为（～）×1013 cm/g；
腐殖污泥的比阻一般为（～）×1012 cm/g；
消化污泥的比阻一般为（～）×1013 cm/g；这四种污泥均属于难过滤污泥
一般认为进行机械脱水时，较为经济和适宜的污泥比阻是（～）×1010 cm/g之间，故这四种污泥在进行机械脱水前必须进行调理。
实验四混凝实验
实验五自由沉淀实验
实验六废水好氧生物处理过程中氧总转移系数
KLa的测定。