2011-7固体废物处理与处置实验讲义资料(共24页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上环境工程实验固体废弃物处理与处置专业:环境工程吉林农业大学资源与环境学院二0一一年七月目录实验要求1.要求学生课前必须认真预习。理解实验原理,了解实验步骤,探寻影响实验结果的关键环节,做好必要的预习报告,画好表格以备实验过程填充原始数据。2.进入实验室,必须穿着实验服。严格按实验要求规范操作,小组之间不许随便合并工作量,注意水电热气的安全使用和个人的人身安全,不许在实验室内饮食就餐。3.要求学生的所有实验数据,尤其是各种称量及滴定的原始数据,必须随时记录在专用的实验记录本上,不得涂改原始实验数据。4.要求学生保持实验室内安静,保持实验台面清洁整齐干净,实验台上的所有仪
2、器药品,不要随意挪动位置。爱护仪器和公共设施,如损坏,根据情节轻重处罚。5.实验后能够正确分析和处理实验中相关数据,合理表达和解释实验结果,并能给出合格的实验报告,禁止抄袭。专心-专注-专业实验一 污泥脱水性能的测定一、本实验的适用范围、选择依据适用于环境工程、环境科学专业。依据教学目标和教学实际设置此实验,参照固体废物处理与资源化实验。二、方法原理污泥处理过程中,会产生大量的污泥,其数量占处理水量的0.3%-0.5%(以含水率为97%计)。污泥脱水是污泥减量化中最经济的一种方法,是污泥处理工艺中的一个重要环节,其目的是去除污泥中的空隙水和毛细水,降低了污泥的含水率,为污泥的最终处置创造条件。
3、污泥脱水效果由其脱水速率和最终脱水程度两方面决定,主要考察脱水后泥饼的含固率这一指标,含固体率越高,脱水效果越好。影响污泥脱水性能的因素很多,包括污泥水分存在方式和污泥的絮体结构(粒径、密度和分形尺寸等)、电势能、pH值以及污泥来源等。污泥粒径是衡量污泥脱水效果最重要的因素。一般来讲,细小污泥颗粒所占比例越大,脱水性能就越差。分形尺寸越大(最大值为3),絮体集结的越紧密,也就越容易脱水。污泥的电势能越高,对脱水越不利。酸性条件下,污泥的表面性质会发生变化,其脱水性能也随之发生变化。研究发现,pH值越低,则离心脱水的效率越高。不同来源的污泥,组成成分不同,脱水性能也不同,活性污泥比阻大,脱水也困
4、难。通过添加改性剂在降低污泥含水率的同时,可提高污泥的脱水性能,便于后续处理。三、所需药品及配制方法(1)10%H2SO4(质量分数):取102毫升浓硫酸用去离子水缓慢稀释到1000毫升。50ml(2)30%NaOH(质量分数):取12克NaOH,溶于去离子水后,定容稀释到1000毫升。100ml(3)0.5%阳离子型PAM:称取0.5克PAM定容稀释至100毫升。100ml四、所需仪器设备仪器设备规格台(个)数离心机1恒温干燥箱1玻璃棒6个烧杯250ml3个×4组离心管100ml6个×2组称量瓶50ml6个×4组五、实验分组实验分为8个小组/1自然班六、操作、结
5、果计算及数据处理、误差范围采用机械脱水法测定污泥的脱水性能。将100ml浓缩污泥加到250ml烧杯中,加10% 2ml硫酸酸化,快速搅拌30s,慢搅拌5min,再加阳离子PAM,搅拌使污泥形成矾花,酸化及絮凝反应均在烧杯中进行。将于预处理好的污泥分成2分,分别转入100ml离心管中,在4000r/min和2000 rmin下离心10min,小心倾倒去除上清液(避免使固体再悬浮),取泥饼2±0.1克 (准确记录重量),放入预先已经干燥恒重的称量瓶中,放在105的干燥箱中恒重(2次称量误差小于0.0005克),计算含固率。不同加药方案设计和脱水效果加药方案(每个方案2平行样)离心泥饼含固
6、率4000rmin,10min2000 rmin,10min空白(浓缩污泥)只加阳离子0.5%PAM 硫酸10%,加0.5%PAM 七、注意事项PAM要缓慢加入,且边加边充分搅拌,方能形成矾花。实验二 固体废物有机质的分析一、本实验的适用范围、选择依据适用于环境工程、环境科学专业。依据教学目标和教学实际设置此实验,参照固体废物处理与处置实践教程。二、方法原理在加热条件下,用标准重铬酸钾-硫酸溶液,氧化固体废物中的有机质,多余的重铬酸钾用硫酸亚铁溶液滴定,由消耗的重铬酸钾量计算出有机质含量,再乘以常数1.724,即为固体废物中有机质的含量。三、所需药品及配制方法(1)0.8000N重铬酸钾标准溶
7、液:称取经过130烘3-4小时的分析纯重铬酸钾(K2Cr2O7)39.225克,溶解于400毫升去离子水中,必要时可加热溶解,冷却后稀释定容到1升,摇匀备用。500ml(2)0.2N硫酸亚铁溶液:称取化学纯硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)55.6克(或硫酸亚铁铵78.4克),加6N硫酸(浓硫酸35.6-36.8N)30毫升溶解,加水稀释定容到1升,摇匀备用。4000ml(3)浓硫酸(分析纯)400ml(4)浓磷酸(分析纯)500ml四、所需仪器设备仪器设备规格台(个)数硬质试管4个×2组三角瓶250ml4个×2组酸式滴定管25ml1个×2组电炉子1个
8、215;2组五、实验分组实验分为8个小组/1自然班六、操作、结果计算及数据处理、误差范围准确称取通过60目筛风干固体废物样品0.1-0.5克(建议初次称0.2000克,根据加热后颜色的变化适当再调整重量,精确到0.0001克),放入干燥的硬质试管中,避免固体废物粘到管壁上,加入0.8000N重铬酸钾标准溶液5 ml,再沿管壁缓慢加入5 ml浓硫酸,小心摇匀,盖上弯管漏斗。每个样品称取2份,平行操作。预先将浓磷酸加热至微沸腾(也可用石蜡油浴锅,温度为170-180)。趁热将硬质试管放入沸腾的磷酸中,使硬质试管中的溶液保持微沸腾(注意调整电炉功率,防止爆沸,液体溅出)5分钟后,溶液为黄色(如果煮沸
9、的溶液偏绿色,应减量重新称取样品氧化处理),待试管冷却后擦净外面的磷酸。冷却后将试管内溶物洗入250 ml三角瓶中,使瓶内总体积在60-80 ml,然后加试亚铁灵指示剂2-3滴,用0.2N硫酸亚铁溶液滴定,溶液由黄色经过绿色突变到棕红色即为终点。在测定样品的同时必须做2个空白试验,取其平均值。空白样品可以取二氧化硅或纯砂代替固体样品,以免溶液溅出,其他操作同上。结果计算:有机质% = 式中:V05毫升0.8000N标准重铬酸钾空白滴定用去的硫酸亚铁的体积(ml);V滴定待测液中过剩的0.8000N标准重铬酸钾用去的硫酸亚铁毫升数;0.0031毫克当量碳的克数;1.724由固体废物有机碳换算成有
10、机质的经验常数;1.1校正常熟;100换算成百分数。七、注意事项(1)由于该法所测得的有机质一般只能为实际含量的90%,因此必须乘以1.1的校正常数。(2)消煮的时间必须尽量准确,否则对分析结果有较大的影响,必须从试管内溶液表面开始翻动才能计算时间。(3)消煮温度要严格控制在170-180。当加入浓硫酸时会发生大量热量,应趁热放入磷酸浴中消煮。(4)消煮好的溶液颜色,一般应是黄色或是黄中带绿,如果以绿色为主,则说明重铬酸钾的用量不足,有氧化不完全的可能,应弃取重做。实验三 固体废物pH值的测定一、本实验的适用范围、选择依据适用于环境工程、环境科学专业。依据教学目标和教学实际设置此实验,参照固体
11、废物处理与处置实践教程。二、方法原理用pH计测定固体物质悬浊液的pH时,由于玻璃电极外溶液H+离子活度的不同产生电位差,E=0.0591 log ,=玻璃电极内溶液的H+离子活度(固定不变);=玻璃电极外溶液(即待测液H+活度)电位计上读数换算成pH后,在刻度盘上直接读出pH值。三、所需药品及配制方法标准pH缓冲溶液:pH=6.86:称取在50下烘过的3.39克磷酸二氢钾和3.53克无水磷酸氢二钾,定容到1L。pH=9.18:用3.80克硼砂溶于无二氧化碳的冷水中定容到1L。(pH=4.01:称取10.21克在105下烘干的邻苯二甲酸氢钾,用水稀释定容到1L。)四、所需仪器设备仪器设备规格台(
12、个)数酸度计1台烧杯100ml2个×2组搅拌子2个×2组搅拌器2个×2组五、实验分组实验分为8个小组/1自然班六、操作、结果计算及数据处理、误差范围称取10克固体样品至于100ml烧杯中,加50ml蒸馏水后置于搅拌器上,搅拌20分钟后,静止10分钟,用校正过的pH计测定悬浊液的pH值。测定时将玻璃电极球部浸没于悬浊液中,记下pH值即可。pH计校正:预热30分钟后,首先把温度补偿调到和溶液温度接近。校正时要把仪器的斜率调到最大,并拨开电极上部的橡胶塞,使小孔露出,否则在进行校正时,会产生负压,导致溶液不能正常进行离子交换,会使测量数据不准确。将电极从饱和KCl溶液中
13、拿出来,用蒸馏水冲洗干净,并用滤纸轻轻吸干周边的水分。将电极放进装有pH = 6.86缓冲溶液的烧杯内,待显示器上的数值基本稳定时,观察仪器显示是否为6.86,如果不是,需要调整仪器上的定位旋钮,使仪器显示6.86pH,这是先给仪器定基准点。定好基准点后,把电极从烧杯内拿出,用蒸馏水洗净电极,并用滤纸把电极上残留的水份吸干。然后将电极放进装有邻苯二甲酸氢钾(pH = 4.01)或硼砂(pH = 9.18)的溶液中,待显示器上的数值基本稳定时,观察仪器显示是否为4.01或9.18 pH。如果不是就要调节仪器上的斜率旋钮,使仪器显示为4.01或9.18反复进行上面定位和斜率的校正。直到不用调节旋钮
14、,仪器显示的pH值即为缓冲溶液的pH值(允许±0.02),校正完毕。七、注意事项(1)玻璃pH计电极头的敏感膜壁薄易碎,不要碰碎。(2)操作时电极要保持竖直,切忌平放或倒置。每次测试前及测试完毕,电极都须用蒸馏水冲洗干净,并用滤纸轻轻吸干周边的水分。(3)电极使用完毕后,尽快浸泡在饱和KCl溶液中,不要在水中长期放置。实验四 垃圾渗滤液的沥浸实验一、本实验的适用范围、选择依据适用于环境工程、环境科学专业。依据教学目标和教学实际设置此实验,参照固体废物处理与资源化实验。二、方法原理垃圾填埋产生的渗滤液在向下迁移的过程中,其中的许多成分,包括有机质,金属等物质受到土壤的净化作用,浓度会逐
15、渐降低,同时使土壤受到污染。三、所需药品及配制方法(1)0.25mol/L重铬酸钾标准溶液:称取预先在120烘干2h的优级纯重铬酸钾12.258克溶于水中,移入1000毫升容量瓶中,稀释至标线,摇匀。2000ml(2)硫酸硫酸银溶液:于2500毫升浓硫酸中加入25克硫酸银。放置1-2天,不时摇动使其溶解。4000ml(3)硫酸亚铁铵标准溶液(0.1mol/L):称取39.5克硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入20毫升浓硫酸,冷却后移入1000毫升容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。临用前,用重铬酸钾标准溶液标定。5000ml标定方法:准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中,加
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