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臭氧脫色實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)步驟

發(fā)布時(shí)間：2019-10-10人氣：

臭氧已被廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)，效果也非常顯著。本文介紹臭氧脫色實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)步驟。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1、了解臭氧制備的工藝流程及裝置；

2、測(cè)定染色廢水用臭氧脫色的效果；

3、考察水力停留時(shí)間（HRT）、臭氧投加量對(duì)脫色效果的影響；

4、掌握臭氧發(fā)生器的操作方法和臭氧用于水處理的實(shí)驗(yàn)方法。

二、實(shí)驗(yàn)裝置

1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：包括制氧機(jī)、臭氧發(fā)生器、臭氧投配氣水接觸三部分。實(shí)驗(yàn)流程如圖一所示。

1制氧機(jī)；2臭氧發(fā)生器；3反應(yīng)柱；4原水箱；5水泵

6液體流量計(jì)；7鈦板；8尾氣吸收瓶；9測(cè)量瓶；10煤氣表

11冷卻水進(jìn)口；12泄水閥；13出水取樣口；14原水取樣口

圖一臭氧脫色實(shí)驗(yàn)流程圖

2、流程說明：

i.制氧機(jī)：作為產(chǎn)生臭氧的氣源。

ii.臭氧發(fā)生器：其原理及構(gòu)造見教材。實(shí)驗(yàn)裝置為單管（也可用多管或其他形式）發(fā)生器。

iii.接觸反應(yīng)柱：供臭氧與水接觸反應(yīng)用（氣液逆向接觸）。柱外境d=60毫米，內(nèi)徑d內(nèi)=50毫米，柱高h(yuǎn)=2米。布?xì)獍鍨槲⒖讛U(kuò)散板（材料為金屬鈦，孔徑15~20微米），使氣泡小而分散。

iv.水箱及水泵，提供實(shí)驗(yàn)水樣。

3、儀器設(shè)備

i.在臭氧發(fā)生器上除有測(cè)定進(jìn)氣的流量計(jì)及壓力表外，還有供臭氧發(fā)生器的電源控制用的變頻變壓器。

ii.為了控制臭氧的濃度和產(chǎn)量，設(shè)有測(cè)定臭氧濃度的吸收和滴定裝置（即吸收瓶、煤氣表和化學(xué)滴定儀器或臭氧濃度測(cè)定儀）。

iii.在接觸反應(yīng)柱設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，以及測(cè)定進(jìn)氣和尾氣中臭氧濃度的裝置，以了解臭氧的投加量和利用率。

iv.尾氣用KI（或Na2S2O3）進(jìn)行吸收，以防止污染。

三、實(shí)驗(yàn)水樣

可用生產(chǎn)裝置的原水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可用染料廢水與自來水配制成一種或多種不同色度的水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.熟悉裝置流程、儀器設(shè)備和管路系統(tǒng)，并檢查連接是否完好。
2.開啟電源，開啟制氧機(jī)開關(guān)，將制氧機(jī)出口氣體流量為____L/min，此時(shí)出口壓力為____ MPa。
3.通臭氧發(fā)生器的冷卻用水。
4.水保護(hù)和氣體保護(hù)警示燈熄滅后，開啟臭氧發(fā)生器啟動(dòng)開關(guān)。
5.將變頻變壓器分別調(diào)到50V、75V、100V、125V、150V和175V，測(cè)定臭氧濃度，并繪出電壓與臭氧濃度關(guān)系曲線。
6.將配好的水樣用水泵打入水箱并進(jìn)入反應(yīng)柱內(nèi)，打開反應(yīng)柱的排水閥門，使柱內(nèi)維持____ m水柱高度，控制流量在 ____ L/h，即停留時(shí)間為 ____ min。
7.調(diào)節(jié)變頻變壓器，穩(wěn)定后使接觸反應(yīng)柱內(nèi)脫色高度約為水柱高度的一半。此時(shí)變頻變壓器電壓為____V，計(jì)算臭氧濃度為 ____mg/L，臭氧投加量為____ mgO₃/L水，并測(cè)定進(jìn)水和出水色度、進(jìn)柱臭氧和柱頂尾氣臭氧濃度。
8.維持氣體流量和臭氧投加量不變，改變（增加和減少各一次）停留時(shí)間到 ____min，此時(shí)進(jìn)水流量為____L/h，計(jì)算臭氧濃度為 ____mg/L，計(jì)算變頻電壓器電壓為____V，觀察脫色效果并并測(cè)定進(jìn)水和出水色度、進(jìn)柱臭氧和柱頂尾氣臭氧濃度。
9.實(shí)驗(yàn)完畢后，首先停發(fā)生器的電源（先降壓、再停電），然后停冷卻水，很后再停氣源，并關(guān)閉有關(guān)閥門。

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1.畫出實(shí)驗(yàn)裝置流程圖，填好實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄表。

2.綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，整理實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄，對(duì)水處理效果從水深、接觸時(shí)間、投加量、臭氧濃度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提出很佳設(shè)計(jì)參數(shù)。

3.提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)意見、建議。

六、實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄參考格式
染色廢水臭氧脫色實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄及匯總表反應(yīng)柱內(nèi)徑D=50mm

水樣編號(hào)
染料品種或名稱
柱內(nèi)水深（m）
接觸時(shí)間（min）
進(jìn)水流量（L/h）
進(jìn)氣流量（L/h）	標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)Q_N
進(jìn)氣流量（L/h）	流量計(jì)表示Q_表
臭氧投加量（mg/L水）	計(jì)算投加
	實(shí)際投加
	脫色消耗
變頻電壓器電壓（V）
臭氧濃度（mg/L）	計(jì)算濃度
	實(shí)測(cè)濃度
	尾氣濃度
水質(zhì)紀(jì)錄（mg/L）	進(jìn)水濃度
	出水濃度
	去除率（%）
臭氧利用率（%）

七、注意事項(xiàng)
做本實(shí)驗(yàn)，首先要注意安全，尤其高壓電8000~20000V很危險(xiǎn)。要防止臭氧污染。而且本實(shí)驗(yàn)使用的設(shè)備裝置很多。因此必須做到：
1.實(shí)驗(yàn)前熟悉講義內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)裝置，不清楚時(shí)，不許亂動(dòng)。
2.通電后，制氧機(jī)和臭氧發(fā)生器后蓋不準(zhǔn)打開。
3.尾氣需用KI（或Na₂S₂O₃）進(jìn)行吸收。若泄漏的臭氧濃度過高，要停機(jī)檢查，防止對(duì)人體產(chǎn)生危害。
4.實(shí)驗(yàn)過程中各崗位的人不許離開，密切配合，并隨時(shí)注意各處運(yùn)行情況。若有某處發(fā)生問題，不要慌亂，首先停發(fā)生器的電源，然后再做其他處理。

附錄
一、臭氧濃度的測(cè)定和計(jì)算

方法原理：一般采用化學(xué)碘量法。利用臭氧與碘化鉀的氧化還原反應(yīng)，置換出與臭氧等當(dāng)量的碘。再用硫代硫酸鈉與碘作用，以淀粉為指示劑，待完全反應(yīng)生成無(wú)色碘化鈉。根據(jù)硫代硫酸鈉的消耗量計(jì)算出臭氧濃度。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

試劑：

20%碘化鉀溶液：稱200g碘化鉀溶于800ml蒸餾水中。
6N的H₂SO₄溶液：以N₁V₁=N₂V₂公式計(jì)算配制。或取96%濃硫酸167ml，慢慢倒入833ml蒸餾水中。
0.1000N的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液：配制及標(biāo)定方法見《水分析方法》教材145頁(yè)。
1%淀粉指示劑：取1g淀粉溶解于100ml煮沸冷卻的蒸餾水中，過濾后備用。

臭氧濃度測(cè)定步驟：

用量筒將20ml濃度為20%的碘化鉀溶液加入到氣體吸收瓶中，然后加入250ml蒸餾水搖勻。
從取樣口通入臭氧化空氣（控制轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為500ml/min），用濕式煤氣表計(jì)取氣樣2L，平行取兩個(gè)樣。
取樣后，向氣體吸收瓶中加5ml6N的H₂SO₄，搖勻后靜置5min。
用0.1000N的Na₂S₂O₃滴定，待溶液呈淡黃色時(shí)，加濃度為1%淀粉指示劑數(shù)滴使溶液呈蘭褐色，繼續(xù)使用0.1000N的Na₂S₂O₃滴定至無(wú)色。記下Na₂S₂O₃用量。