1. 实验目的与意义
本实验为设计研究性实验。学生通过自主设计固体废物特性分析的程序和方法,对固体废物的物理化学性质进行测试分析,通过实验,了解固体废物组成及性质特征,并提出固体废物资源化的可能途径。
通过本实验室的训练,使学生了解固体废物资源化的技术原理和特点,掌握固体废物资源化途径的选择方法和依据。
2. 实验原理
固体废物资源化的实质是,依据固体废物中的有关组分特征,设计利用这些组分制作新的可供利用的工业产品,达到资源再生利用的目的。
首先要了解所要研究固体废物的组分特征,再根据组分特征,通过查询相关资料,分析其可能的利用途径、技术方法,制定实验研究方案,分析验证实验方案的可行性并落实实验分析方法和条件。
固体废物资源化的原则是实现固体废物组分的最大化再利用,减少二次污染的产生,同时还应容易产业化。本实验拟以城市污水处理厂的污泥为实验对象。我国城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,其含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等,不加处理任意排放。由于城市污水处理厂污泥中含有大量的有机物、营养元素等,因此污泥的资源化利用受到人们的关注,如污泥农业利用、土地利用、建筑利用和园林绿化利用等。为此,分析污泥的性质是科学合理地进行污泥处置与资源化的前提条件。
本实验通过分析测定污泥的主要物质组成和污泥的物理化学性质,寻找合适的再利用途径,减轻城市污水处理厂生产压力和污泥的环境风险,实现废物资源再生利用。
3. 实验设备、原料及试剂
(1) 实验设备。
① 实验仪器与设备。
② 紫外分光光度计1台。
③ pH计2台。
④ 磁力搅拌器4台。
⑤ 高温马弗炉(1 300 ℃以上)1台。
⑥ 烘箱2台。
⑦ 台秤1台。
⑧ 电子天平(千分位)1台。
⑨ 秒表2块。
⑩ 可控温电炉4台。
(2) 实验药品与化玻璃器皿。
① 量筒,100 mL、500 mL、1 000 mL各1个。
② 玻璃烧杯,100 mL、500 mL、1 000 mL各3个。
③ 坩埚,100 mL、500 mL各4个。
④ 容量瓶若干。
⑤ 移液管、滴定管若干。
⑥ 漏斗、定性和定量滤纸。
⑦ 密度瓶,100 mL、500 mL各4个。
⑧ 标准筛,0.5 mm、0.2 mm、200目各一个。
⑨ 具塞比色管,25 mL、50 mL各6个。
⑩ 污水处理厂压滤污泥2 000 g。
铬、镉、铅、铜、锌、镍标准溶液。
4. 实验内容及步骤
(1) 文献、资料查询。通过文献资料查询确定分析方法及程序,实验报告中的参考文献不少于6篇。
(2) 实验材料的准备。根据查询到的分析方法及程序,准备实验材料。
(3) 实验内容。
① 污水厂污泥的含水率。
② 污水厂污泥的水溶性。
③ 污水厂污泥浸出液pH值和主要重金属污染物。
④ 有机物及无机物的含量。
⑤ MLSS与MLVSS(选做)。
⑥ 有机物、无机物的主要存在形式(选做)。
⑦ 容重及密度的测定。
(4) 实验数据整理。
将实验所取得的数据列表或用曲线图表示。
5. 讨论
(1) 实验采用方法的可靠性。
(2) 污水厂污泥可溶性对环境的影响。
(3) 污水厂污泥的组成特征与资源化用的关系。
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