固体废物处理与处置实验讲义.pdf
《固体废物处理与处置实验讲义.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《固体废物处理与处置实验讲义.pdf(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 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 目录 实验一 污泥脱水性能的测定.-1-实验二 固体废物有机质的分析.-4-实验三 固体废物 pH 值的测定.-7-实验四 垃圾渗滤液的沥浸实验.-10-实验五 固体废物有效磷的测定.-15-实验六 固体废物碱解氮含量分析.-18-实验七 固体废物浸出毒性(重金属)的鉴别.-22-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
2、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。-1-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
3、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。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
4、 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 -2-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
5、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 250ml 3 个4 组 离心管 100ml 6 个2 组 称量瓶 50ml 6 个4 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 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
6、 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 20.1 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),-3-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)离心泥饼含固率 4000rmin,10min 2000 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。-4-实验二 固体废物有机质的分析 一
7、、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
8、取化学纯硫酸亚铁(FeSO47H2O)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 250ml 4 个2 组 酸式滴定管 25ml 1 个2 组 -5-电炉子 1 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 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,
9、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,
10、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%=1001.1724.1003.0)(58000.000样品重VVV 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 -6-(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机质的经验常数;1.1校正常熟;100换算成百分数。七
11、、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。-7-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,参照固体废物处理与处置实践教程。二、方法
12、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 21aa,1a=玻璃电极内溶液的H+离子活度(固定不变);2a=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 1
13、L。)四、所需仪器设备 仪器设备 规格 台(个)数 酸度计 1 台 烧杯 100ml 2 个2 组 搅拌子 2 个2 组 -8-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
14、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
15、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,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 -9-(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。-10-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
16、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
17、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,加水稀释至 110mL 左右,缓慢加入 30mL 浓硫酸,混匀。冷却后,加入 3 滴试亚铁灵指示液(约 0.15ml),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色。c=(0.250010.00)/V -11-式中 c硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol/L;V硫酸亚铁铵标准溶液的用量,ml。(4)试亚铁灵指示剂:称取 1.485 克邻菲啰啉(C12H8N2H2O),0.695 克硫酸亚铁(FeSO47H2O)溶于水中,稀
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 固体废物 处理 处置 实验 讲义
限制150内