厌氧生物处理法是一个较为复杂的生物化学过程，生物厌氧处理主要依靠水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的共同作用的结果，因此可将其大致分为水解酸化、产氢产乙酸和产甲烷等3个连续的阶段。见下图：
第1阶段为水解酸化阶段，它主要由一些兼性厌氧菌，如梭状芽孢杆菌、厌氧消化球菌、大肠杆菌等先将大分子、难溶解的有机物分解成小分子、易溶解有机物，然后再渗入细胞体内分解成易挥发的有机酸、醇、醛等，如甲酸、乙酸、低级醇等。
含氮有机物分解产生的NH3，除了提供合成细胞物质的氮源之外，还要在水中部分电解，生成碳酸氢铵，具有缓冲废水pH值的作用。
第2阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下。第1阶段产生的各种有机酸被分解转化为乙酸和氢气，在降解有机酸时还产生二氧化碳。
第3阶段为产甲烷阶段，在完全无氧的条件下，甲烷菌将低分子的有机酸或低级醇进一步分解转化为甲烷。
水解酸化即将厌氧工艺控制在水解酸化阶段的厌氧水解，水解酸化工艺是不完全厌氧法的生化反应，水解酸化菌为优势菌种，考虑到产甲烷菌与水解酸化菌生产速度不同，在反应构筑物中利用水流动的淘洗作用造成甲烷菌难于繁殖。应尽量降低废水中的溶解氧，使水解酸化细菌更适于繁殖。
水解酸化处理技术是针对长链高分子聚合物及含杂环类有机物处理的一种污水处理工艺。水解酸化菌可将长链高分子聚合物水解酸化为可生化性更强的有机小分子醇或酸，也可以将部分不可生化或生化性较弱的杂环类有机物破环降解成可生化的有机分子；提高污水中有机污染物BOD5/CODCr值，从而改善整个污水的生化性。
水解酸化的优点为：
A、正常条件下，经过2-4天的生化反应，所用时间短，无需大容积的消化池，能脱除废水COD的15-25%。COD降低了，也减少了对氧的需求，降低供氧负荷，同时减少了由于综合N、P营养物缺乏而在废水中投加营养物质的量。
B、使不溶性的有机物水解为溶解性的有机物，将难生化的大分子物质转化为易于生物降解的小分子物质，如醋酸甲酯在水解酸化菌酶的作用下，分解成醋酸与甲醇：BOD/COD小于0.3的原废水经厌氧处理后其BOD/COD值提高到0.4~0.5，从而提高了废水的可生化性。
水解酸化池有池体和布水系统组成。生物的厌氧发酵分为四个阶段，水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段及甲烷化阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质。水解酸化池是把反应控制在第二阶段完成之前，故水力停留时间短，效率高，同时提高了污水的可生化性。水解酸化池作为生物接触氧化的过渡单元，水解酸化池启动后，污水由布水系统进入池体，由池底向上流动，经细菌形成的污泥层和填料层时，污泥层对悬浮物、有机物进行吸附、网捕、生物学絮凝、生物降解作用，使污水在降解COD的同时也得以澄清。填料层的设置为提高水解酸化池污泥层的稳定性及微生物量起到积极作用。水解酸化工艺主
要用来使难以降解、大分子有机物开环断链，变为易于生物降解的小分子物质，对改善废水的可生化性具有重要意义。在水解池中，发酵细菌将污水中复杂有机物（包括多糖、脂肪、蛋白质等）水解为有机酸、醇类。在酸化阶段产氢、产乙酸细菌将发酵产物有机酸和醇类代谢为乙酸和氢，使大分子物质降解为小分子物质，使难生化的固体物降解为易生化的可溶性物质，提高了废水的可生化性。
水解酸化池在兼氧的条件下将难生物降解的高分子有机物断链水解成小分子、易降解有机物。本水解酸化池与理论上的厌氧反应器具有根本上的区别，厌氧反应器有酸化和产甲烷反应，本水解酸化池只控制到酸化水解阶段。水解酸化池内溶解氧控制在0.2g/L以上。
附：水解酸化池计算公式：
V=(COD×B/C×T×Q)/q
V——水解池容积；T——时间；Q——废水平均流量；
q——有机负荷；CODcr——废水中有机物浓度；
其中主要设计参数为：有机负荷（2.0-4.0kgCODcr/m3.d）。
例如：水解酸化池设计采用钢筋砼连体结构有效容积12000m3，水力停留时间96h，平面尺寸80.0×30.0×6.0m，有效水深5.5m。有机负荷：4.15kgCODCr/m3.d。
盐酸溶液 等体积混合，用旋光仪测定旋光度随时间的变化关系，然后推算蔗糖的水解程度。因为蔗糖具有右旋光性，比旋光度为 =66.37o ，而水解产生的葡萄糖为右旋性物质，其 比旋光度为 =52.7o ；果糖为左旋光性物质，其比旋光度为 = -92o ，由于果糖的左旋性比较大，故反应进行时，右旋数值逐渐减小，最后变成左旋，因此蔗糖水解作用又称为转化作用。用旋光仪器测得旋光度的大小与溶液中被测物质的旋光性、溶剂性质与光源波长、光源经过的的厚度、测定时温度等因素有关。当这些条件固定时，旋光度α与被测溶液的浓度a 呈直线关系，所以 α0=A 反a （t =0蔗糖未转化时的旋光 度） （3.6） α∞=A 生a （t =∞蔗糖全部转化时的旋 光度） （3.7） αt =A 生(a-x )+ A 生x {t = t 蔗糖浓度为 (a-x )时的旋光度} （3.8） 式中，A 反、A 生为反应物与生成物的比例常 数，a 为反应物起始浓度也是水解结束生成物的20][D α20 ][D α20][D α
浓度，x 为t 时生成物的浓度。 由（3.6），（3.7），（3.8）式得： （3.9） 将式（3.9）代入（3.3），则得： （3.10） 将 式（ 3.10）整理得： (3.11) 以lg(αt -α∞)对t 作图，由直线斜率求出速率常数k 。 如果测出不同温度时的k 值，利用Arrhenius 公式求出反应在该温度范围内的平均活化能。 三、仪器与药品 旋光仪及其附件1套，叉形反应管2只，恒温槽及其附件1套，停表1只，容量瓶（100mL ）1个，（25mL ）3只。移液管（25mL ，胖肚）1根，移液管（25mL ，刻度）1根，烧杯（50mL ）1只，洗瓶1只，洗耳球1个。蔗糖（分析纯），盐酸1.8mol .L -1。 四、实验步骤 1.仪器装置 ∞ ∞--=-ααααt x a a 0∞∞--=ααααt t k 0 ln 1)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t 2 ln RT E dT k d a =
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告记录
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序号： 6 物理化学实验报告 姓名：××× 院系：化学化工学院 班级：××× 学号：××××××× 指导老师：××× 同组者：×××××××××××
实验项目名称：蔗糖水解反应速率常数的测定 一、实验目的 (1)根据物质的旋光性质研究蔗糖水解反应，测定其反应的速率常数和半衰期； (2)了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。 二、实验原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应方程式为 C 12H 22O 11 + H 2O === C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 为使水解反应加速，反应常常以Ｈ+为催化剂，故在酸性介质中进行。由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应达到终点时，虽有部分水分子参加反应，但可认为其没有改变。因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，所有本反应可视为一级反应。该反应的速度方程为： －dt dc =KC 积分后： ln C C O =Kt 或 ㏑C=－k t+㏑C 。 式中，C 。为反应开始时蔗糖的浓度；C 为时间t 时的蔗糖浓度，K 为水解反应的速率常数。 从上式中可以看出，在不同的时间测定反应物的浓度，并以㏑C t 对t 作图，可得一条直线，由直线斜率即可求出反应速率常数K 。然而反应是不断进行的，要快速分析出某一时刻反应物的浓度比较困
难。但根据反应物蔗糖及生成物都具有旋光性，且他们的旋光性不同，可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。 旋光度与浓度呈正比，且溶液的旋光度为各组分的旋光度之和（加和性）。若以α0，αt，α∞分别为时间0，t，∞时溶液的旋光度，则可导出： C0∝（α0－α∞），C t∝（αt－α∞） 所以可以得出： ㏑（α0－α∞）/（αt－α∞）＝k t 即：㏑（αt－α∞）＝－k t﹢㏑（α0－α∞） 上式中㏑（αt－α∞）对t作图，从所得直线的斜率即可求得反应速度常数K。 一级反应的半衰期则用下式求取： t=㏑2/k＝0.693/k 2/1 三、仪器和试剂 仪器：自动指示旋光仪一台；移液管（25 mL）2支；超级恒温槽1台；烧杯（150 mL）2个；恒温水浴锅1台；吸耳球1个；秒表1块；容量瓶（50mL）1个；锥形瓶（100 mL）2个； 试剂：蔗糖（AR）；2 mol/L的盐酸溶液。 四、实验操作 1、温度设定与准备
3.3水解酸化池 3.3.2预去除率 表3-2 调节池预去除率表 3.3.3池体积算 最大设计流量：Q max =180.5m 3/h 1.有效容积V ：V=Q max t=180.5×5=90 2.5m 3 t ：停留时间，取 5 h 。 取池有效高度H=5.5m ，其中超高0.5m ，则有效水深h=5m 。 池面积2V A= =180.5m h 取池宽B=7m ，则池长A L==25.8m B 2．上升流速校核:h 5 v= ==1m /HRT 5 h (在0.8-1.8m/h 内) 3.3.4布水配水系统 1）配水方式：本设计采用大阻力配水系统，为了配水均匀一般对称布置，各支管出水口向下句池底约20cm ，位于所服务面积的中心。 查《曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例》其设计参数如下： 管式大阻力配水系统设计参数表
2）干管管径的设计计算 Q max =0.05m/s 去干管流速为1.4m/s,则干管横切面积为： 20.050.0361.4 Q S m v = == 所以管径0.214mm D ==m 取D=220mm 校核：22 440.05 1.32/0.22 3.14 Q Q v m s S D π?= ===? 在1.0~2.5m/s 范围内 《给排水设计手册》第一册选用DN=350mm 的钢管 3） 布水支管的设计计算 去布水支管的中心间距为0.45m ，则支管的间距数为18400.45 n ==个 支管数为（40-1）错误！未找到引用源。2=78根 每根支管的进口流量0.116 0.0014978 q = =m 3/s 所以采用管径为DN30mm 的布水支管，则流速为 22 q 440.00149v= 2.09/S 0.03 3.14 q m s D π?===? 介于1.5～2.5m/s 之间 每根支管的长度为：140.52 6.522 B d l m --?= == 4)出水孔的设计计算：一般孔径在9—12mm 之间，本设计选取12mm 孔径的出水孔。出水孔沿配水支管 中心线两侧向下交叉布置，从管的横断面看两侧出水孔德夹角为45°。又因水解酸化池的横切面为35m 2,取开孔比为0.2%，则孔眼总面积为：22800.2%0.56S m =?= 又因为配水孔眼为 12mm,所以单个孔眼面积为 2 2 53.140.0107.851044 i d S π-?===?m 2 所以孔眼数为 50.5671337.8510-=?个，每根管子上有孔眼 7133 91.578 =个 取92个
新乡医学院物理化学实验课教案首页 授课教师姓名职称：
新乡医学院化学教研室 年 月 日 乙酸乙酯水解速率常数的测定 一、实验目的 1．用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。 2．学会用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。 二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为 CH 3COOC 2H 5+Na ++OH -→CH 3COO -+Na ++C 2H 5OH 当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a ，则反应速率表示为 ()2x a k dt dx -= (8-1) 式中，x 为时间t 时反应物消耗掉的浓度，k 为反应速率常数。将上式积分得 () kt x a a x =- (8-2) 起始浓度a 为已知，因此只要由实验测得不同时间t 时的x 值，以 x a x -对t 作图，应得一直线，从直线的斜率m(=ak)便可求出k 值。 乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有OH -、Na +和CH 3COO -，由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH 3COONa 是全部电离的，因此，反应前后Na +的浓度不变，随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH -离子逐渐被导电能力弱的CH 3COO -离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小，因此可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。 令L 0为t=0时溶液的电导，L t 为时间t 时混合溶液的电导，L ∞为t=∞(反应完毕)时溶液的电导。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO -浓度成正比，设K 为比例常数， 则 t=t 时 x =x x=K (L 0-L t ) (1) 由此可得 t=∞时x →α α=K (L 0-L ∞) α-x =K (L t -L ∞) (2)
水构筑物课程设计 课程设计计算说明书 专业： _____ 环境工程 _________ 班级：环工1211 ________ 题目： _____ 水解酸化池 _______ 指导教师：黄勇/刘忻 姓名： _______ 姚亚婷_________ 学号：1220103136 _________ 2015年1月3日
环境科学与工程学院 目录 1.1水解池的容积 (1) 1.2水解池上升流速校核 (1) 1.3配水方式 (2) 1.4堰的设计 (2) 1.4.1 堰长设计 (2) 1.4.2 出水堰的形式及尺寸 (2) 1.4.3 堰上水头h1 (3) 1.4.4 集水水槽宽B (3) 1.4.5 集水槽深度 (3) 1.5进水管设计 (4) 1.6出水管设计 (4) 1.7污泥回流泵设计计算 (5)
水解酸化池设计计算 1.1水解池的容积 水解池的容积V V K z QHRT 式中：V ——水解池容积，m3; K z——总变化系数，1.5； Q ---- 设计流量，Q=130m3/h; HRT ——水力停留时间，设为6h； 则水解酸化池容积为V K Z QHRT =1.5*130*6=1170m3， 水解池，分为2格，设每格水解酸化池长18米，每格的宽为6.5m， 设备中有效水深高度为5m,则每格水解池容积为18*6.5*5=585m3 设超高为0.5m，则总高为5.5m 1.2水解池上升流速校核 已知反应器高度为：H=5.5m;反应器的高度与上升流速之间的关系如下： Q V H
式中： A HRTA HRT 上升流速（m/h）； Q 设计流量，m3/h ； V 水解池容积，m3； A 反应器表面积，m2; HRT——水力停留时间，h,取6h； 则v=5.5/6=0.92(m/h) 水解反应器的上升流速0.5 ~1.8m/ h ,符合设计要求 1.3配水方式 采用总管进水，管径为DN100，池底分支式配水，支管为DN50，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底200mm，均匀布置在池底，位于所服务面积的中心。 1.4堰的设计1.4.1堰长设计 取出水堰负荷q' =1.5L/(sm)(根据《城市污水厂处理设施设计计算》P377中记载：取出水堰负荷不宜大于1.7L/(s m))。 式中：L——堰长m； q 出水堰负荷，L/(s m)，取1.5L/(s m)； Q'--- 设计流量，每格流量为0.018m3/s; 则L Q -M0 12m，取堰长L 12m。
蔗糖水解速率常数的测定实验报告 蔗糖水解速率常数的测定 一．实验目的： 1.测定蔗糖水溶液在H+催化下转化反应的速度常数和半衰期。 2.掌握旋光仪的使用。 二．实验原理： 蔗糖水解反应式为： C12H22O11H2OHC6H12O6C6H12O6 蔗糖葡萄糖果糖 ++ H是催化剂，如果无H存在，反应速度极慢，此反应是二级反应。但于反应时水是大量存在的，整个反应过程中水的浓度可近似为恒定，因此可视为准一级反应，反应速度方程如下： dCAkCA dt式中CA为t时刻的蔗糖浓度，k为反应速度常数。 若令蔗糖起始浓度为，式积分得： CA,0 ln kt CA 于蔗糖、葡萄糖和果糖都含有不对称的碳原子，它们都是旋光性物质，但
它们的旋光能力各不相同，其中蔗糖右旋，比旋光度20D，葡萄糖右旋。 比旋光度20D，所以随着反应的进行，D，果糖左旋，比旋光度物质的旋光度不断变化，右旋逐渐变为左旋，故可利用体系在反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程。 旋光度的测量可使用旋光仪。当样品管长度，光波波长、温度、溶剂等其他条件都不变时，溶液旋光度α与其中旋光性物质浓度C呈线性关系。 KC 式中比例常数K与物质的旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。 旋光度只有相对含义，它因实验条件的不同会有很大的差异。物质的旋光能力可用比旋光度来度量，比旋光度用下式表示： 1020 D lC式中：20为实验时的温度20℃；D是指所用钠光灯源D线，波长为589nm；为测得的旋光度；l为样品管的长度；C为浓度。 设反应初始时即t=0时，蔗糖的浓度为CA，O，当时间为t时，蔗糖的浓度为CA 。则 20蔗糖尚未水解）(18-5) 0K反CA,O 式中K反和K生分别为反应物与生成物的比例系数。而当t=t时。 tK反CAK生、、式可以解得：
《水处理构筑物课程 设计》 设计计算书 班级：环工1221 姓名： 学号： 设计题目：平流式隔油池（共壁）日期2016 年1月1日
一、课程设计目的 课程设计是“水处理构筑物设计”课程的一个重要实践环节。通过课程设计，使学生更深入地理解水和废水处理的基本原理和工艺要求是如何通过构筑物的工艺及构造设计得以付诸工程实施。逐步培养学生的工程概念，使之了解在工程设计中需要合理协调工艺、结构、施工和运行操作的要求。使学生初步掌握水处理构筑物的设计和工程制图能力。 全套图纸，加153893706 二、设计要求 1、本课程设计重点在训练设计和绘制构筑物工艺施工图的能力。故在确定构筑物主要工艺尺寸时，不要求作详细的工艺计算，物理处理构筑物可仅以水力停留时间、表面负荷率作为主要设计参数，涉及生物处理构筑物的设计，水质可参照城市生活污水水质确定，以容积负荷和水力停留时间作为设计参数。 以下设计流量可用作设计时参考： 设计流量 Q ＝60、100、130、170、210、250 、290、330m3／h。（竖流式沉 s 淀池、竖流式气浮分离池水解酸化池可选取得流量为≦210 m3／h，平流式沉淀池选取的流量≧100 m3／h）每位同学可选取一个流量下的某个构筑物进行工艺设计。 设计中要选取上述不同构筑物的典型水力停留的时间和负荷，得出相应构筑物的有效容积，考虑合适的构筑物座数，按第二条中的要求，选择一座或一组构筑物进行设计绘图。 设计相同构筑物并采用同一型式者应选用不同的设计流量。 2、构筑物池壁厚用200-300mm，池底用300mm，渠道、隔、挡板壁厚用100-150mm；走道宽700～800 mm；进、出水管道视构筑物及设计流量大小采用
水解酸化池池体和出水堰设计计算 1.水解池的容积 水解池的容积V QHRT K V Z = 式中：V ——水解池容积，m 3； z K ——总变化系数，1.5； Q ——设计流量，m 3/h ； HRT ——水力停留时间，h ，取6h ； 则3 45655.1m V =??= 印染废水中水解池，分为4格，每格的长为2m ，宽为2米，设备中有效水深高度为3m ，则每格水解池容积为16m 3，4格的水解池体积为48m 3。 2水解池上升流速校核 已知反应器高度为：m H 4=；反应器的高度与上升流速之间的关 系如下： HRT H HRTA V A Q = = = ν 式中： ν——上升流速（m/h ）； Q ——设计流量，m 3/h ； V ——水解池容积，m 3； A ——反应器表面积，m 2；
HRT ——水力停留时间，h ，取6h ； 则)/(67.06 4h m ==ν 水解反应器的上升流速h m /8.1~5.0=ν ，ν符合设计要求。 3配水方式 采用总管进水，管径为DN100，池底分支式配水，支管为DN50，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm ，均匀布置在池底。 4进水堰设计 已知每格沉淀池进水流量s m h m Q /00035.03600 4/53 3 ' =?=； 4.1堰长设计 取出水堰负荷)/(2.0' m s L q ?=（根据 《城市污水厂处理设施设计计算》P377中记载：取出水堰负荷不宜大于)/(7.1m s L ?）。 '' q Q L = 式中：L ——堰长m ； ' q ——出水堰负荷，)/(m s L ?，取0.2)/(m s L ?； ' Q ——设计流量，m 3/s ； 则75 .12 .01000 00035.0' ' =?= = q Q L m ，取堰长m L 2=。
免费的 目录 1水解酸化池设计计算 (1) 1.1水解池的容积 (1) 1.4.1堰长设计 (2) 1.4.2出水堰的形式及尺寸 (2) 1.4.3堰上水头 h (3) 1 1.4.4集水水槽宽B (3) 1.4.5集水槽深度 (3) 1.4.6进水堰简略图 (4)
1水解酸化池设计计算 1.1水解池的容积 水解池的容积V QHRT K V Z = 式中：V ——水解池容积，m 3； z K ——总变化系数，1.5； Q ——设计流量，m 3/h ； HRT ——水力停留时间，h ，取6h ； 则345655.1m V =??= 印染废水中水解池，分为4格，每格的长为2m ，宽为2米，设备中有效水深高度为3m ，则每格水解池容积为16m 3，4格的水解池体积为48m 3。 1.2水解池上升流速校核 已知反应器高度为：m H 4=；反应器的高度与上升流速之间的关系如下： HRT H HRTA V A Q === ν 式中： ν——上升流速（m/h ）； Q ——设计流量，m 3 /h ； V ——水解池容积，m 3； A ——反应器表面积，m 2 ；
HRT ——水力停留时间，h ，取6h ； 则)/(67.06 4 h m == ν 水解反应器的上升流速h m /8.1~5.0=ν，ν符合设计要求。 1.3配水方式 采用总管进水，管径为DN100，池底分支式配水，支管为DN50，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm ，均匀布置在池底。 1.4进水堰设计 已知每格沉淀池进水流量s m h m Q /00035.03600 4/533' =?= ； 1.4.1堰长设计 取出水堰负荷)/(2.0'm s L q ?=（根据《城市污水厂处理设施设计计算》P377中记载：取出水堰负荷不宜大于)/(7.1m s L ?）。 '' q Q L = 式中：L ——堰长m ； 'q ——出水堰负荷，)/(m s L ?，取0.2)/(m s L ?； 'Q ——设计流量，m 3 /s ； 则75.12.01000 00035.0''=?==q Q L m ，取堰长m L 2=。 1.4.2出水堰的形式及尺寸 出水收集器采用UPVC 自制90o三角堰出水。直接查第二版《给
一级反应——蔗糖水解反应速率常数的测定 一、实验目的 1.用旋光仪测定当蔗糖水解时，其旋光度变化与时间的关系，从而推算蔗糖水解 反应的速率常数和半衰期。 2.了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。 二、实验原理： 蔗糖水解反应的计量方程式为： C 12H 22O 11+H 2O ==== C 6H 12O 6+C 6H-12O 6 蔗糖 葡萄糖 果糖 蔗糖水解速率极慢，在酸性介质中反应速率大大加快，故H 3O + 为催化剂。反应中，H 2O 是大量的，反应前后与溶质浓度相比，看成它的浓度不变，故蔗糖水解反应可看做一级反应。其动力学方程式如下： －dt dc =K 1C 积分式为： ln C C O =K 1 t K 1 = t 1ln C C O 或 K=t 303 .2lg C C O 反应的半衰期2/1t = k 2 ln K 1 速率常数 t 时间 Co 蔗糖初始浓度 C 蔗糖在t 时刻的浓度 可见一级反应的半衰期只决定于反应速率常数K ，而与反应物起始浓度无关。 若测得反应在不同时刻时蔗糖的浓度，代入上述动力学的公式中，即可求出Ｋ和2/1t 。 测定反应物在不同时刻浓度可用化学法和物理法，本实验采用物理法即测定反应系统旋光度的变化。蔗糖及其水解产物均为旋光性物质，蔗糖是右旋的，但水解后的混合物葡萄糖和果糖则为左旋，这是因为左旋的果糖比右旋的葡萄糖旋光度稍大的缘故。因此，当蔗糖开始水解后，随着时间增长，溶液的右旋光度渐小，逐渐变为左旋，即随着蔗糖浓度减小，溶渡的旋光度在改变。因此，借助反应系统旋光度的测定，可以测定蔗糖水解的速率。 所谓旋光度，指一束偏振光，通过有旋光性物质的溶液时，使偏振光振动面旋转某一角度的性质。其旋转角度称为旋光度（a ）。使偏振光按顺时针方向旋转的物质称为右旋物质，
目录 第一章绪论 第一节课程设计任务 第二节设计目的 第三节制药厂废水基本概况 第四节任务分析 第五节工艺流程 第二章工艺流程概述 第一节工艺原理 第二节结构 第三节工艺特点 第四节实际应用 第三章设计计算 第一节设计参数
第二节计算过程 第四章补充部分 第五章参考文献 第六章总结 第七章致谢 第一章绪论 第一节课程设计任务 该制药厂废水水质情况如下： 表1 制药厂废水水质情况表 废水流量Q2500m3/d 进水水质出水要求要求去除率COD6000mg/L120mg/L98%
BOD53000mg/L60mg/L98% SS2500mg/L200mg/L92% PH 6.0—8.0 6.0—9.0不需要调节 出水要求：处理后废水排放达到GB8978-1996综合污水排放二级标 第二节设计目的 通过本课程设计进一步巩固本课程所学习的核心内容，掌握设计的内容以及相关参数的选择与计算，并使所学习知识系统化，培养学生运用所学习知识进行水处理工艺的设计。本次课程设计，是让学生针对给定的处理工艺，选择相应的参数计算，绘制工艺图，使学生具有初步的设计能力。 第三节制药厂废水基本概况 制药工业废水中的污染物多属于结构复杂、有毒害作用和生物难以降解的有机物质，许多废水呈明显的酸碱性，部分废水中含有过高的盐分。由于制药企业一般根据市场的需求决定产量，故排放废水的波动性很大；若在同一生产线上生产不同产品时，所产生废水的水质、水量差别也可能很大。 制药废水可简要地归结为高浓度难降解的有机废水，即COD浓度一般大于2000mg/L、可生化性指标BOD5/COD值一般小于0.3的有机废水。考虑到制药废水可能残留某些药物成分等有毒害物质，排放到水体中会对生态环境造成不良影
姓名: 肖池池序号: 31 周次: 第八周指导老师: 张老师 蔗糖水解反应速率常数的测定 一、实验目 1. 了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。 2. 测定蔗糖水解反应的速率常数k、半衰期t1/2和活化能E a。 3. 了解旋光仪的简单结构原理和测定旋光物质旋光度的原理，正确掌握旋光仪的使用方法。 二、基本原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖) 它是一个二级反应,在纯水中此反应的速率极慢,通常需要在H+离子催化作用下进行。由于反应时水是大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的,而且H+作为催化剂,其浓度也保持不变.因此蔗糖水解反应可近似为一级反应。 一级反应的速率方程可由下式表示: c为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。积分可得: c0为反应开始时反应物浓度。 从上式不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以ln c对t作图,可得一直线,由直线斜率即可得反应速率常数k o然而反应是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度是困难的.但蔗糖及其转化物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。 旋光度错误！未找到引用源。与反应物浓度c呈线性关系,即: 错误！未找到引用源。 式中比例常数A与物质旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。 物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示: 式错误！未找到引用源。中右上角的“20”表示实验时温度为20℃,D是指用钠灯光源D线的波长(即589nm),错误！未找到引用源。为测得的旋光度,L为样品管长度(dm),C为试样浓度(g/mL)。 设体系最初的旋光度为: 错误！未找到引用源。(t=0,蔗糖尚未转化) 体系最终的旋光度为: 错误！未找到引用源。(t=∞,蔗糖已完全转化)
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 南京工程学院 水污染控制工程课程设计 题目: 某禽类屠宰场废水加工工 艺设计 院系: 康尼学院 专业: 环境工程 班级: k环境131 姓名: 曹峰马明星周峰陈敏 王珏 学号: 2401311( 21 41 1 31) 指导老师: 张长飞郑凯
目录 目录 第1章屠宰废水的现状、处理方法与工艺选择错误!未定义书签。 1.1 引言....................... 错误!未定义书签。 1.2 屠宰废水的处理方法.......... 错误!未定义书签。 l.2.1 好氧生物处理........... 错误!未定义书签。 1.2.2 厌氧生物处理........... 错误!未定义书签。 第2章设计任务书、设计原则、工艺流程的确定错误!未定义书签。 2.1 设计任务书.................. 错误!未定义书签。 2.2 设计原则、范围与依据....... 错误!未定义书签。 2.2.1 设计原则............... 错误!未定义书签。 2.2.3 设计依据............... 错误!未定义书签。 2.3 方案确定.................... 错误!未定义书签。 2.3.1 设计水质水量........... 错误!未定义书签。 2.3.2 废水处理方案的确定..... 错误!未定义书签。 第3章主要构筑物的设计计算 ......... 错误!未定义书签。 3.1 格栅设计计算................ 错误!未定义书签。 3.1.1 设计说明............... 错误!未定义书签。 3.1.2 设计参数的选取......... 错误!未定义书签。 3.1.3 格栅的间隙数n ......... 错误!未定义书签。
乙酰水杨酸水解反应速率常数及活化能的测定 一、实验目的 1．测定乙酰水杨酸反应的速率常数和反应的活化能。 2．掌握初匀速法、经典恒温法测定反应速率常数的原理和测定方法。二、实验原理 乙酰水杨酸在水中易发生下列水解反应： 若考虑乙酰水杨酸的水解反应是一级反应，则其反应速率方程可表示为： 式中，k是为速率常数；c A为乙酰水杨酸的浓度。 反应生成的水杨酸与Fe3+作用可生成紫堇色的配合物。用分光光度法测定水解反应所生成水杨酸的浓度的变化，可以计算反应的速率常数。改变温度进行实验，则可由不同温度下反应的速率常数求取实验温度范围内反应的平均活化能E a。 实验方法可有下列两种。 （1）初匀速法由一级反应速率方程的表达式： 考虑以反应初期的平均反应速率替代，则反应速率 方程变为： 式中，c A,0为乙酰水杨酸的初始溶度。将不同初始浓度的乙酰水杨酸乙醇溶液放入某一指定温度的恒温槽中，反应一定的时间后取出，迅速在冰水中冷却到室温，测定各初始浓度下反应系统的吸光度，便可求出反应一定时间后不同初始 浓度的反应系统中水杨酸的浓度，作，由图中直线的截距即可计算实验温度下乙酰水杨酸水解反应的速率常数。 （2）经典恒温法由一级反应速率方程的积分式：
将一定浓度的乙酰水杨酸乙醇溶液放入某一指定温度的恒温槽中，定时取样测定其吸光度，便可求出该温度下不同时刻t时反应系统内水杨酸的浓度以及未水解的乙酰水杨酸的浓度c A。作ln c A-t图，由图中直线的斜率即可计算实验温度下乙酰水杨酸水解反应的速率常数。 三、仪器与试剂 722N分光光度计1台 超级恒温槽l台 容量瓶（50mL）10只 具塞锥形瓶（25mL）8只 移液管（1mL、5mL、10mL）各1支 0.1665 mol·L-1乙酰水杨酸乙醇溶液 1.810×10-3mol·L-1水杨酸标准溶液 0.2 mol·L-1 NH4Fe（SO4）2溶液 0.01mol·L-1盐酸溶液 四、实验步骤 1．水杨酸标准曲线测定 准确移取0.00mL、l.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL、8.00mL、9.00mL水杨酸标准溶液50mL容量瓶中，再分别准确移入1.00mL 0.01 mol·L-1 HCl溶液和3.00mL 0.2 mol·L-1 NH4Fe（SO4）2溶液，加水稀释至刻度，摇匀。在530nm波长处，用试剂空白作参比，分别测定各溶液的吸光度。 2．乙酰水杨酸水解反应速率常数测定 （1）初匀速法取4只25.00mL干燥具塞锥形瓶，分别加入0.1665 mol·L-1乙酰水杨酸乙醇溶液0.20 mL、0.30 mL、0.40mL、0.50mL和水9.80mL、 9.70mL、9.60mL、9.50 mL，使总体积均为10.00mL，然后同时将其放在60℃恒温槽中反应1h，取出后迅速放在冰水中冷却至室温，然后转移到50.00mL容量瓶中，再分别移入1.00mL 0.01mol·L-1 HCl溶液和3.00mL 0.2 mol·L-1 NH4Fe（SO4）2溶液，加水稀释至刻度，摇匀。在530nm波长处，用试剂空白作参比，分别测定各溶
一、课程设计的目的 本课程设计是水污染控制工程教学中的一个重要环节，要求综合运用所学的有关知识，掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。 1、复习和消化所学课程内容，初步理论联系实际，培养分析问题和解决问题的能力。 2、了解并掌握污水处理工程设计的基本方法、步骤和技术资料的运用； 3、训练和培养污水处理的基本计算方法及绘图的基本技能； 4、提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力； 5、了解国家环境保护和基本建设等方面的政策措施。 二、课程设计题目描述和要求 南昌市某医院是一家综合性的三甲医院，设有住院部和门诊部，现有病床位280张（按300张设计），每天排放废水量为300m3,废水排放一般集中在早上7点到10点。废水主要是从医院的诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X 片照相室和手术室等排放的污水，污水来源及成分十分复杂，其中含有大量的病原细菌、病毒和化学药剂，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染的特征，必须严格控制医疗废水的排放。因此该医院拟建立污水处理站，以生物接触氧化法为主体工艺，对医疗污水进行生化和消毒处理，出水标准执行《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005），进水水质情及执行相关标准见表1： 表1：进水水质及排放标准 *注：采用含氯消毒剂消毒的工艺控制要求为：消毒接触时间≥1h，接触池出口总余氯在2-8 mg/L，采用其它消毒剂对总余氯不作要求。≤ 三、课程设计报告内容
第一部分：废水处理工艺设计说明书 第一章综述 1．1我国医院废水概述和特点 医院污水的性质指医院产生的含有病原体、重金属、消毒剂、有机溶剂、酸、碱以及放射性等的污水。医院产生污水的主要部门和设施有：诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光照像洗印、动物房、同位素治疗诊断、手术室等排水；医院行政管理和医务人员排放的生活污水，食堂、单身宿舍、家属宿舍排水。 医院污水来源及成分复杂，含有病原性微生物、有毒、有害的物理化学污染物和放射性污染等，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征，不经有效处理会成为一条疫病扩散的重要途径和严重污染环境： 1）医院污水受到粪便、传染性细菌和病毒等病原性微生物污染，具有传染性，可以诱发疾病或造成伤害； 2）医院污水中含有酸、碱、悬浮固体、BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质； 3）牙科治疗、洗印和化验等过程产生污水含有重金属、消毒剂、有机溶剂等，部分具有致癌、致畸或致突变性，危害人体健康并对环境有长远影响； 4）同位素治疗和诊断产生放射性污水。放射性同位素在衰变过程中产生a-、β-和γ-放射性，在人体内积累而危害人体健康。 1．2生物接触氧化法简介 生物接触氧化法（biological contact oxidation process）是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。 生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。 生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。 如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。
蔗糖水解反应速率常数的测定 实验目的 （1）明了旋光度法测定化学反应速率的原理； （2）测定蔗糖水解反应速率常数； （3）掌握旋光仪的使用方法； （4）掌握用图解法求反应速率常数。 实验原理 蔗糖溶液在H+离子存在时，按下式进行水解： C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 蔗糖葡萄糖果糖 时间t=0 c00 0 t=t c0-c x c x c x t=∞0 c0c0 其中，c0为反应物初始浓度，c x为反应进行至t时间的产物浓度，c0-c x为反应进行t时间后反应物的浓度。 此反应中H+离子为催化剂。当H+离子浓度一定时，此反应在某时间t的反应速率与蔗糖及水浓度一次方的乘积成正比，故为二级反应。由于在反应过程中水是大大过量，故认为水的浓度在反应过程中不变，这样蔗糖水解反应就可以作为一级反应处理，起速率方程的积分式为： （1） 式中，c0为反应开始时蔗糖的浓度；c0-c x为反应至时间t时蔗糖的浓度；k为速率常数。 若测得在反应过程中不同时刻对应的蔗糖浓度，代入上式就可以求出此反应的速率常数k。而测定各时间所对应的反应物浓度的方法有化学方法与物理方法两种。化学方法是在反应过程中反应进行若干时间，取出一部分反应混合物，并让其迅速停止反应，记录时间，然后分析与此时间相对应的反应物浓度。但是要时反应迅速停止在实验上是很困难的，因而所分析的浓度总与取样的时间存在偏差，所以此方法是不够准确的；而物理方法则是利用反应系统中某一物理性质（如
电导率、折射率、旋光度、吸收光谱、体积、气压等）与反应物的浓度有直接关系时，通过测量该物理性质的变化就可相应知道反应物浓度的改变。不过对物理性质有以下要求： （1）物理性质和反应物的浓度要有简单的线性关系，最好是正比关系； （2）在反应过程中反应系统的物理性质要有明显的变化； （3）不能有干扰因素。 这个方法的优点是不需要从反应物系中取出样品，可直接测定，而且可连续地进行分析，方便迅速，还可将物理性质变成电信号进行自动记录等。但应用此法时要注意：如果反应系统中有副反应或少量杂质对所测量的物理性质影响较灵敏时，将会造成较大的误差。 对于蔗糖水解成葡萄糖与果糖实验，因反应物与生成物均具有旋光性，且旋光能力相差较大，故可用系统反应过程中旋光度的变化来度量反应过程中反应物浓度的变化。 旋光度与浓度有如下的关系：当偏振光通过一旋光物质溶液时，偏振光的偏振面旋转一角度，称为旋光角β。此角度的大小与偏振光所通过的溶液浓度及液层厚度成正比。即 cl ∝β （2） 式中，c 为溶液浓度；l 为液层厚度。式（-2）也可写成 []cl 20 D αβ= (3) []20D α称为旋光物质的比旋光度， 其意义为：当1mL 旋光物质溶液中含1g 旋光物质，而且液层厚度为1dm 时该旋光物质引起的旋光角。由于α为光波波长、温度的函数，一般规定光波波长为钠黄光（波长589.3nm ）及温度在20℃，故写成[]20 D α。而且在稀溶液范围内，对两种或两种旋光物质的混合液其旋光角等于各旋光物质引起的旋光角的代数和。 根据上面所指出的，蔗糖水解反应在水过量存在的条件下表现为一级反应，即 x c c c t k -=00lg 303.2
厌氧生物处理法是一个较为复杂的生物化学过程，生物厌氧处理主要依靠水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的共同作用的结果，因此可将其大致分为水解酸化、产氢产乙酸和产甲烷等3个连续的阶段。见下图： 第1阶段为水解酸化阶段，它主要由一些兼性厌氧菌，如梭状芽孢杆菌、厌氧消化球菌、大肠杆菌等先将大分子、难溶解的有机物分解成小分子、易溶解有机物，然后再渗入细胞体内分解成易挥发的有机酸、醇、醛等，如甲酸、乙酸、低级醇等。 含氮有机物分解产生的NH3，除了提供合成细胞物质的氮源之外，还要在水中部分电解，生成碳酸氢铵，具有缓冲废水pH值的作用。 第2阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下。第1阶段产生的各种有机酸被分解转化为乙酸和氢气，在降解有机酸时还产生二氧化碳。 第3阶段为产甲烷阶段，在完全无氧的条件下，甲烷菌将低分子的有机酸或低级醇进一步分解转化为甲烷。 水解酸化即将厌氧工艺控制在水解酸化阶段的厌氧水解，水解酸化工艺是不完全厌氧法的生化反应，水解酸化菌为优势菌种，考虑到产甲烷菌与水解酸化菌生产速度不同，在反应构筑物中利用水流动的淘洗作用造成甲烷菌难于繁殖。应尽量降低废水中的溶解氧，使水解酸化细菌更适于繁殖。 水解酸化处理技术是针对长链高分子聚合物及含杂环类有机物处理的一种污水处理工艺。水解酸化菌可将长链高分子聚合物水解酸化为可生化性更强的有机小分子醇或酸，也可以将部分不可生化或生化性较弱的杂环类有机物破环降解成可生化的有机分子；提高污水中有机污染物BOD5/CODCr值，从而改善整个污水的生化性。 水解酸化的优点为： A、正常条件下，经过2-4天的生化反应，所用时间短，无需大容积的消化池，能脱除废水COD的15-25%。COD降低了，也减少了对氧的需求，降低供氧负荷，同时减少了由于综合N、P营养物缺乏而在废水中投加营养物质的量。 B、使不溶性的有机物水解为溶解性的有机物，将难生化的大分子物质转化为易于生物降解的小分子物质，如醋酸甲酯在水解酸化菌酶的作用下，分解成醋酸与甲醇：BOD/COD小于0.3的原废水经厌氧处理后其BOD/COD值提高到0.4~0.5，从而提高了废水的可生化性。 水解酸化池有池体和布水系统组成。生物的厌氧发酵分为四个阶段，水解阶段、酸化阶段、酸性衰退阶段及甲烷化阶段，固体物质降解为溶解性物质，大分子物质降解为小分子物质。水解酸化池是把反应控制在第二阶段完成之前，故水力停留时间短，效率高，同时提高了污水的可生化性。水解酸化池作为生物接触氧化的过渡单元，水解酸化池启动后，污水由布水系统进入池体，由池底向上流动，经细菌形成的污泥层和填料层时，污泥层对悬浮物、有机物进行吸附、网捕、生物学絮凝、生物降解作用，使污水在降解COD的同时也得以澄清。填料层的设置为提高水解酸化池污泥层的稳定性及微生物量起到积极作用。水解酸化工艺主
“水处理构筑物设计” 课程设计任务书 一、课程设计目的 课程设计是“水处理构筑物设计”课程的一个重要实践环节。通过课程设计，使学生更深入地理解水和废水处理的基本原理和工艺要求是如何通过构筑物的工艺及构造设计得以付诸工程实施。逐步培养学生的工程概念，使之了解在工程设计中需要合理协调工艺、结构、施工和运行操作的要求。使学生初步掌握水处理构筑物的设计和工程制图能力。 二、设计内容和成果 完成一个废水处理中常用的典型构筑物的工艺设计，较完整地绘制该构筑物的工艺施工图纸。 可选择下列构筑物中的一项进行设计和绘图。也可在征得教师 同意后，自选其它构筑物进行设计。 ①竖流式气浮分离池(共壁合建。采用回流加压溶气工艺，可不设计溶气罐) ②平流式沉淀池(两个池共壁合建) ③竖流式沉淀池(两个池共壁合建) ④斜板沉淀池(共壁合建) ⑤平流式气浮分离池(共壁合建。采用回流加压溶气工艺，可不设计溶气罐) ⑥平流式隔油池（共壁合建） ⑦推流式曝气池(两组共壁合建) ⑧接触氧化池(3格以上串联，或2组并联) ⑨水解酸化池（共壁合建） 每个同学设计成果为其构筑物工艺施工设计图纸l套(若干张)，提交设计计算书l份。 三、设计要求： 1、本课程设计重点在训练设计和绘制构筑物工艺施工图的能力。故在确定构筑物主要工艺尺寸时，不要求作详细的工艺计算，物理处理构筑物可仅以水力停留时间、表面负荷率作为主要设计参数，涉及生物处理构筑物的设计，水质可参照城市生活污水水质确定，以容积负荷和水力停留时间作为设计参数。 以下设计流量可用作设计时参考： 设计流量Q s＝60、100、130、170、210、250 、290、330m3／h。（竖流式沉淀池、竖流式气浮分离池水解酸化池可选取得流量为≦210 m3／h，平流式沉
目录 1水解酸化池设计计算 (1) 1.1水解池的容积 (1) 1.4.1堰长设计 (2) 1.4.2出水堰的形式及尺寸 (2) 1.4.3堰上水头 h (3) 1 1.4.4集水水槽宽B (3) 1.4.5集水槽深度 (3) 1.4.6进水堰简略图 (4)
1水解酸化池设计计算 1.1水解池的容积 水解池的容积V QHRT K V Z =式中：V ——水解池容积，m 3； z K ——总变化系数，1.5； Q ——设计流量，m 3/h ； HRT ——水力停留时间，h ，取6h ； 则3 45655.1m V =××=印染废水中水解池，分为4格，每格的长为2m ，宽为2米，设备中有效水深高度为3m ，则每格水解池容积为16m 3，4格的水解池体积为48m 3。 1.2水解池上升流速校核 已知反应器高度为：m H 4=；反应器的高度与上升流速之间的关系如下： HRT H HRTA V A Q ===ν式中：ν——上升流速（m/h ）； Q ——设计流量，m 3/h ； V ——水解池容积，m 3； A ——反应器表面积，m 2；
HRT ——水力停留时间，h ，取6h ；则)/(67.06 4h m ==ν水解反应器的上升流速h m /8.1~5.0=ν，ν符合设计要求。 1.3配水方式 采用总管进水，管径为DN100，池底分支式配水，支管为DN50，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm ，均匀布置在池底。 1.4进水堰设计 已知每格沉淀池进水流量s m h m Q /00035.036004/533' =×=；1.4.1堰长设计 取出水堰负荷)/(2.0'm s L q ?=（根据《城市污水厂处理设施设计计算》P377中记载：取出水堰负荷不宜大于)/(7.1m s L ?）。 '' q Q L =式中：L ——堰长m ； 'q ——出水堰负荷，)/(m s L ?，取0.2)/(m s L ?； 'Q ——设计流量，m 3/s ；则75.12.010*******.0''=×==q Q L m ，取堰长m L 2=。1.4.2出水堰的形式及尺寸 出水收集器采用UPVC 自制90o三角堰出水。直接查第二版《给