臭氧脫色實驗流程和實驗步驟
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驗的目的，實驗裝置、實驗流程和實驗步驟。
一、實驗?zāi)康?/span>
1、了解臭氧制備的工藝流程及裝置；
2、測定染色廢水用臭氧脫色的效果；
3、考察水力停留時間（HRT）、臭氧投加量對脫色效果的影響；
4、掌握臭氧發(fā)生器的操作方法和臭氧用于水處理的實驗方法。
二、實驗裝置
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；7鈦板；8尾氣吸收瓶；9測量瓶；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
圖一臭氧脫色實驗流程圖
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。實驗裝置為單管（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，提供實驗水樣。
3、儀器設(shè)備
i.在臭氧發(fā)生器上除有測定進(jìn)氣的流量計及壓力表外，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
臭氧濃度測定儀）。
iii.在接觸反應(yīng)柱設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計，以及測定進(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、實驗水樣
可用生產(chǎn)裝置的原水樣進(jìn)行實驗，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)行實驗。
四、實驗步驟
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)生器啟動開關(guān)。
5.將變頻變壓器分別調(diào)到50V、75V、100V、125V、150V和175V，測定臭氧濃度，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。此時變頻變壓器電壓為____V，計算臭氧濃度為 ____mg/L，臭氧投加量為____ mgO3/L水，并測定進(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）停留時間到 ____min，此時進(jìn)水流量為____L/h，計算臭氧濃度為 ____mg/L，計算變頻電壓器電壓為____V，觀察脫色效果并并測定進(jìn)水和出水色度、進(jìn)柱臭氧和柱頂尾氣臭氧濃度。
9.實驗完畢后，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、實驗報告要求
1.畫出實驗裝置流程圖，填好實驗紀(jì)錄表。
2.綜合實驗結(jié)果，整理實驗紀(jì)錄，對水處理效果從水深、接觸時間、投加量、臭氧濃度進(jìn)行綜合評價，提出 很佳設(shè)計參數(shù)。
3.提出實驗改進(jìn)意見、建議。
六、實驗紀(jì)錄參考格式
染色廢水臭氧脫色實驗紀(jì)錄及匯總表 反應(yīng)柱內(nèi)徑D=50mm
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水樣編號 |
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染料品種或名稱 |
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柱內(nèi)水深（m） |
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接觸時間（min） |
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進(jìn)水流量（L/h） |
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進(jìn)氣流量（L/h） |
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)QN |
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流量計表示Q表 |
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臭氧投加量（mg/L水） |
計算投加 |
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實際投加 |
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脫色消耗 |
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變頻電壓器電壓（V） |
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臭氧濃度（mg/L） |
計算濃度 |
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實測濃度 |
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尾氣濃度 |
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水質(zhì)紀(jì)錄（mg/L） |
進(jìn)水濃度 |
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出水濃度 |
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去除率（%） |
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臭氧利用率（%） |
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七、注意事項
做本實驗，首先要注意安全，尤其高壓電8000~20000V很危險。要防止臭氧污染。而且本實驗使用的設(shè)備裝置很多。因此必須做到：
1.實驗前熟悉講義內(nèi)容和實驗裝置，不清楚時，不許亂動。
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Na
2S
2O
3）進(jìn)行吸收。若泄漏的臭氧濃度過高，要停機(jī)檢查，防止對人體產(chǎn)生危害。
4.實驗過程中各崗位的人不許離開，密切配合，并隨時注意各處運行情況。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、臭氧濃度的測定和計算
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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)生成無色碘化鈉。根據(jù)硫代硫酸鈉的消耗量計算出臭氧濃度。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
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試劑：
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20%碘化鉀溶液：稱200g碘化鉀溶于800ml蒸餾水中。
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6N的H2SO4溶液：以N1V1=N2V2公式計算配制?；蛉?6%濃硫酸167ml，慢慢倒入833ml蒸餾水中。
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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。
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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。
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臭氧濃度測定步驟：
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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。
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從取樣口通入臭氧化空氣（控制轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)為500ml/min），用濕式煤氣表計取氣樣2L，平行取兩個樣。
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取樣后，向氣體吸收瓶中加5ml6N的H2SO4，搖勻后靜置5min。
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用0.1000N的Na2S2O3滴定，待溶液呈淡黃色時，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滴定至無色。記下Na2S2O3用量。
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臭氧濃度計算：
式中： N
2、V
2―Na
2S
2O
3的當(dāng)量濃度（0.1000N）和滴定用量（ml）
V
1―臭氧取樣體積（2L）
C―臭氧濃度（mg/L）
二、臭氧產(chǎn)量的計算
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臭氧發(fā)生器（或反應(yīng)塔）進(jìn)氣量計算：
式中： Q
N―標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體流量（Nm
3/h）
Q
表―壓力狀態(tài)下的氣體流量（m
3/h）（即氣體流量計的顯示值）
P
表―壓力表讀數(shù)（大氣壓）
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臭氧產(chǎn)量（或投加量）計算：
式中： C、Q
N同前
x―臭氧產(chǎn)量（或投加量）（g/h或mg/min）
