环境工程学实验讲义 下载本文

1.根据实验中记录下的测压管读数(液面高度)计算耗氧量。主要计算公式为:

?hi??hi'??h (1)

式中:?hi——各测压管计算的Brodie溶液液面高度变化值mm

?h——温度压力对照管中

Brodie溶液液面高度变化值mm

?hi'——各测压管实验的Brodie溶液液面高度变化值mm

Xi'?Ki?hi或Xi?1.429Ki?hi (2)

式中:Xi',Xi——各反应瓶不同时间的耗氧量分别以微升及微克表示。

Ki——各反应瓶的体积常数,由教师事先测得。测定及计算方法从略。 1.429——氧的容重克/升

Gi?XiSi

(3)

式中:Gi——各反应瓶不同时刻单位重量活性污泥的耗氧量mg/g Xi——见前。

Si——各反应瓶中的活性污泥重量 mg

2.上述计算宜列表进行。

3.以时间为横坐标,Gi为纵坐标,绘制内源呼吸线及不同含酚浓度合成废水的生化呼吸线,进行比较分析含酚浓度对生化呼吸过程的影响及生化处理可允许的含酚浓度。 六、思考题

1.你认为利用瓦呼仪测定废水可生化性是否可靠?有何局限性? 2.你在试验过程中曾发现那些异常现象?试分析其原因及解决办法。 3.了解其他鉴定可生化性的方法。

实验五 萃取实验

一、实验目的

1.掌握萃取原理和方法。

2.了解溶质的浓度对萃取效果的影响。 3.掌握分配系数K的计算。 二、实验原理

8

液—液萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一,又称溶剂萃取,简称萃取或抽提。它是利用物质在两种不互溶(或微溶)溶剂中溶解度或分配比的不同来达到提取或纯化目的的一种操作。

萃取分为物理萃取和化学萃取。如果萃取过程中,萃取剂与溶质不发生化学反应而仅为物理传递过程,称为物理萃取,反之称为化学萃取。

通常,所选用的溶剂称为萃取剂或溶剂,以S表示。所处理的液体混合物称为原料液,其中较易溶于萃取剂的组分称为溶质,以A表示;较难溶的组分称为原溶剂或稀释剂,以B表示。

液—液萃取原理是:原料液由A、B两组分组成,欲将其分离,选用萃取剂S。萃取剂必须满足以下两点:①萃取剂对原料液中各组分具有不同的溶解能力;②萃取剂不能与原料液完全互溶。也就是说,萃取剂S对溶质A有较大的溶解度,而对稀释剂B应是完全不互溶或部分互溶。萃取操作中,将原料液和萃取剂倒入三角烧瓶中,三角烧瓶中有两个液相。然后用恒温震荡器来震荡原料液,使一液相以小液滴形式分散于另一液相中,造成很大的相际接触面积,使萃取剂A由稀释剂B中向萃取剂S中扩散。两相充分接触后,停止震荡,把原料液倒入分液漏斗中稳定一段时间。两液相因密度差自行沉降分层。其中一相以萃取剂S为主,并溶有大量的溶质A,称为萃取相,以E表示。另一相以稀释剂B为主,并含有未被萃取的溶质A,称为萃余相,以R表示。若萃取剂S与稀释剂B部分互溶,则萃取相中还含有少量的B,萃余相中含有少量的S。 三、实验仪器与药品

恒温震荡器、分液漏斗、碱式滴定管、三角烧瓶、酚酞、NaOH、乙酸(溶质)、磷酸三丁脂(TBP)、四氯化碳(稀释剂)、三氯甲烷。 四、实验步骤和操作

1.配备不同浓度(0.1、0.2、0.3 mol/L)的乙酸溶液。 2.配备萃取剂(TBP和四氯化碳的体积比为1:4)50mL。 3.配备萃取剂(TBP和三氯甲烷的体积比为1:4)50mL。 3.配备原料液(50mL萃取剂和50mL不同浓度的乙酸)。 4.用恒温震荡器来震荡原料液60分钟(震荡频率为200次/分钟)。 5.震荡后的原料液倒入分液漏斗中稳定30分钟。 五、实验方法

1. 萃取相中苯甲酸的含量的测定

稳定好的水相中提取20mL放入三角瓶后用0.1mol/LNaOH溶液(指示剂为酚酞)滴定到终止。然后NaOH溶液的用量可以换算出萃取相中乙酸的含量。最后计算a.留在水中乙酸的量及质量分数。b.留在萃取剂中的乙酸量及质量分数。比较不同萃取剂的萃取效果。

2.分配系数K的计算 用公式表示: CA/CB =K

9

CA-有机相中乙酸的摩尔浓度 CB-水相中乙酸的摩尔浓度 K-常数,分配系数 六、问题讨论

1. 影响萃取法的萃取效率的因素有那些?怎样才能选择好溶剂? 2.比较不同萃取剂对乙酸的萃取能力。

3. 使用分液漏斗的目的何在?使用分液漏斗时要注意哪些事项? 七、注意事项

1.上层液体从分液漏斗上口倒出,却不可也从活塞放出,以免被残留在漏斗颈上的另一种

液体所沾污。

2.每次使用萃取溶剂的体积一般是被萃取液体的1/5~1/3,两者的总体积不应超过分液漏斗总体积的2/3。

实验六 填料塔气体吸收实验

一、

实验目的

1.掌握气体吸收的基本原理

2.通过本实验流程的设计,操作及数据整理,学习吸收净化法的一些实验研究方法和实验技能

3.了解吸收条件对吸收CO2的影响 二、

实验原理及实验装置

1. 实验原理

本实验用水吸收纯CO2。对纯气体的稳态吸收过程,对填料吸收塔作全塔的物料恒算,已知CO2常温和常压下在水中的溶解度较小,对纯气体的稳态吸收过程,填料吸收塔物料恒算式近似可写为下式:

Ly1?y2 (1) ?Vx1?x2式中:L为吸收剂水的流量mol/h V为纯二氧化碳的流量mol/h

x1、x2分别为塔底和塔顶水溶液中二氧化碳的摩尔分率 y1、y2分别为塔底和塔顶气体中二氧化碳的摩尔分率 C与x的换算关系为:c?x (2) Mm?s

10

Mm?Ms(1?x)?Mx?Ms(低浓度时) (3)

?L??S (4)

则 C?x?s (5) Ms上式中:?L、?s分别为溶液和溶剂的密度kg/m3

Mm、Ms分别为溶液和溶剂摩尔质量 kg/kmol

将实验测得的塔底水中二氧化碳的浓度C1 (kmol?m-3),换算为摩尔百分率,代入(1)式可求得出塔气体中二氧化碳的摩尔分率。

2. 工艺流程

本实验装置由填料吸收塔、二氧化碳钢瓶、高位稳压水槽和各种测量仪表组成。 填料吸收塔采用直径为50mm的玻璃柱.柱内装填?45mm 球形玻璃填料,填充高度为300mm 。吸收质一纯二氧化碳气体由钢瓶经二次减压阀、调节阀和转子流量计,进人塔底。气体由下向上经过填料层与液相逆流接触,最后由柱顶放空。吸收剂一水由高位稳压水指,经调节阀和流量计进人塔顶,再喷洒而下。吸收后溶液由塔底经?形管排出.U形液柱压差计用以测量塔底压强和填料层的压强降。

水吸收CO2的流程如图所示。

图1 常温、常压下水吸收二氧化碳装置图

1. 二氧化碳钢瓶 2.减压阀 3.二氧化碳流量计 4.填料塔

11