实验五过滤实验中学实验_-中学实验.pdf

实验五 过滤实验 一、实验目的 过滤是具有孔隙的过滤层截留水中杂质，从而使水得到澄清的工艺过程，砂 滤是一种最主要的应用于生产实验的水处理工艺，不仅可以去除水中细小的悬浮颗粒杂质，而且能有效地去除水中的细菌、病毒及有机物。本实验采用石英砂作为滤料，进行清水、原混水及经混凝后的混水的过滤实验及反冲洗实验。希望达到以下目的：1.掌握清洁滤料层过滤时水头损失的变化规律及其计算方法；2.深化理解滤速对出水水质的影响；3.深入理解反冲洗强度与滤料层膨胀高度间的关系，掌握反冲洗方法。4.熟悉普通快滤池过滤、反冲洗的工作过程。5.加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度的变化、冲洗强度与冲洗膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解。二、实验原理 快速过滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂质，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。要想过滤出水水质好，除了滤料组成需符合要求外，沉淀前或滤前投加混凝剂也是必不可少的。当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需要进行冲洗。少数情况下，虽然水头损失未达到最大允许值，但如果滤池出水浊度超过规定要求，也需进行冲洗。冲洗强度需满足底部滤层恰好膨胀的要求。根据运行经验，冲洗排水浊度降至 1020 度以下可停止冲洗。快滤池冲洗停止时，池中水杂质较多且未投药，故初滤水浊度较高。滤池运行一段时间（约 5 10 min 或更长）后，出水浊度开始符合要求。时间长短与原水浊度、出水浊度要求、药剂投放量、滤速、水温以及冲洗情况有关。如初滤水历时短，初滤水浊度比要求的出水浊度高不了多少，或者说初滤水对滤池过滤 周期出水平均浊度影响不大时，初滤水可以不排出。为了保证滤池出水水质，常规过滤的滤池进水浊度不宜超过 1020 度。三、实验装置与设备 1.过滤装置（如图 5-1 所示）1 套 2.浊度仪 1 台 3.200 mL 烧杯 2 个，取水样测浊度用。4.20 mL 量筒 1 个，秒表一块，5.2 米钢卷尺 1 个，温度计 1 个。过滤实验装置如图所示，主要由滤柱和测压板两部分组成，为了取得良好的 过滤效果，滤料应具有一定级配。常用 0.5 和 1.2 之间孔径的筛子进行筛选。1.过滤：需要过滤的水从过滤柱上部流入依次流经滤料层、承托层、配水区及集水区，从滤柱的底部流出。随着过滤时间的增加，滤层截流的杂质增加，水头损失也随之增长，其增长速度与滤速大小、滤料的颗粒、进水中悬浮物含量等有关，正确确定滤速、滤料的颗粒和厚度，具有重要的意义，可用实验方法确定。2.反冲洗：为了保证滤后水质和过滤滤速，过滤一段时间后，需要对滤层进行反冲洗，使其恢复工作能力，反冲洗的方法有多种多样。当采用单独水冲洗方法时，随着反冲洗强度的增加，可使滤料层处于完全膨胀、流化的水态。滤料层的膨胀高度与反冲洗所需的时间、反冲洗强度及用水量都有密切的关系。图 5-1 过滤柱处理水量：0.1/h。直径 100、长度 2000 要的应用于生产实验的水处理工艺不仅可以去除水中细小的悬浮颗粒杂质而且能有效地去除水中的细菌病毒及有机物本实验采用石英砂作为滤料进行清水原混水及经混凝后的混水的过滤实验及反冲洗实验希望达到以下目的掌握清洁胀高度间的关系掌握反冲洗方法熟悉普通滤池过滤反冲洗的工作过程加深对滤速冲洗强度滤层膨胀率初滤水浊度的变化冲洗强度与冲洗膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解二实验原理速过滤池滤料层能截留粒径远比合要求外沉淀前或滤前投加混凝剂也是必不可少的当过滤水头损失达到最大允许水头损失时滤池需要进行冲洗少数情况下虽然水头损失未达到最大允许值但如果滤池出水浊度超过规定要求也需进行冲洗冲洗强度需满足底部滤层恰好 测压板：长宽=260 2000。测压管：玻璃管 10 1000 6 根 四、实验步骤 1.将滤料进行一次冲洗，冲洗强度逐渐加大到 1215 L/s m2,持续几分钟，以 便去除滤层内的气泡。2.冲洗完毕，打开初滤水阀门，降低柱内水位。将滤柱有关数据记入记录表。3.通入浑水，开始过滤，滤速 16 m/h。开始过滤后 1、3、5、10、20、30min 时测出水浊度。并测进水浊度。4.加大滤速至 24 m/h，加大滤速后 1、3、5、10、20、30min 时测出水浊度。并测进水浊度。5.结束过滤，用设定的冲洗强度、冲洗时间进行冲洗，观察整个滤层是否均已膨胀。冲洗结束时，取冲洗排水测浊度、水温。6.作冲洗强度与滤层膨胀率关系实验。测量不同冲洗强度（6、9、12、14、16 L/s m2 时滤层膨胀后的厚度，停止冲洗，测滤层厚度。7.作滤速与清洁滤层水头损失的关系实验。通入清水，测不同滤速（4、6、8、10、12、14、16m/h）时滤层顶部测压管水位和滤层底部测压管水位、水温。五、实验数据结果整理（实验报告）班 级：姓 名：学 号：实验日期：同组实验者姓名：过滤柱有关数据 滤柱内径(mm)滤料名称 滤粒粒径（mm）滤料厚度（mm）150 石英砂 1.5 970 表 5-1 不同滤速过滤实验记录 滤速（m/h）流量(L/h)过滤时间（min）进水浊度 出水浊度 1 3 16 5 10 20 30 24 1 要的应用于生产实验的水处理工艺不仅可以去除水中细小的悬浮颗粒杂质而且能有效地去除水中的细菌病毒及有机物本实验采用石英砂作为滤料进行清水原混水及经混凝后的混水的过滤实验及反冲洗实验希望达到以下目的掌握清洁胀高度间的关系掌握反冲洗方法熟悉普通滤池过滤反冲洗的工作过程加深对滤速冲洗强度滤层膨胀率初滤水浊度的变化冲洗强度与冲洗膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解二实验原理速过滤池滤料层能截留粒径远比合要求外沉淀前或滤前投加混凝剂也是必不可少的当过滤水头损失达到最大允许水头损失时滤池需要进行冲洗少数情况下虽然水头损失未达到最大允许值但如果滤池出水浊度超过规定要求也需进行冲洗冲洗强度需满足底部滤层恰好 3 5 10 20 30 水温:表 5-2 滤池冲洗记录 冲洗强度 冲洗流量 冲洗时间 冲洗水温 滤层膨胀（L/s m2）(L/h)(min)情况 1000 3 1000 3 表 5-3 冲洗结束时冲洗水浊度、冲洗强度和滤层膨胀率关系 冲洗强度 冲洗流量 滤层膨胀后厚度 滤层膨胀率（L/s m2）(L/h)(mm)（%）6 9 12 14 16 表 5-4 滤池反冲洗实验记录 滤速 流量 清洁滤层顶部 清洁滤层底部 清洁滤层 测压管水位 测压管水位 的水头损失（m/h）(L/h)(mm)(mm)(mm)4 6 8 10 12 14 16 注意事项：（1）在反冲洗滤柱中的滤料时，不要使进水阀门开启度过大，应缓慢打开以防滤料冲出柱外。（2）在过滤实验前，滤料中应保持一定水位，不要把水放空以免过滤实验时测 要的应用于生产实验的水处理工艺不仅可以去除水中细小的悬浮颗粒杂质而且能有效地去除水中的细菌病毒及有机物本实验采用石英砂作为滤料进行清水原混水及经混凝后的混水的过滤实验及反冲洗实验希望达到以下目的掌握清洁胀高度间的关系掌握反冲洗方法熟悉普通滤池过滤反冲洗的工作过程加深对滤速冲洗强度滤层膨胀率初滤水浊度的变化冲洗强度与冲洗膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解二实验原理速过滤池滤料层能截留粒径远比合要求外沉淀前或滤前投加混凝剂也是必不可少的当过滤水头损失达到最大允许水头损失时滤池需要进行冲洗少数情况下虽然水头损失未达到最大允许值但如果滤池出水浊度超过规定要求也需进行冲洗冲洗强度需满足底部滤层恰好 压管中积有空气。（3）反冲洗时，为了准确地量出砂层厚度，一定要在砂面稳定后再测量，并在每一个反冲洗流量下连续测量 3 次。六、实验结果讨论 1.滤层内有空气泡时对过滤、冲洗有什么影响？2.当原水浊度一定时，采取那些措施，能降低初滤水的出水浊度？3.冲洗强度为何不宜过大？要的应用于生产实验的水处理工艺不仅可以去除水中细小的悬浮颗粒杂质而且能有效地去除水中的细菌病毒及有机物本实验采用石英砂作为滤料进行清水原混水及经混凝后的混水的过滤实验及反冲洗实验希望达到以下目的掌握清洁胀高度间的关系掌握反冲洗方法熟悉普通滤池过滤反冲洗的工作过程加深对滤速冲洗强度滤层膨胀率初滤水浊度的变化冲洗强度与冲洗膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解二实验原理速过滤池滤料层能截留粒径远比合要求外沉淀前或滤前投加混凝剂也是必不可少的当过滤水头损失达到最大允许水头损失时滤池需要进行冲洗少数情况下虽然水头损失未达到最大允许值但如果滤池出水浊度超过规定要求也需进行冲洗冲洗强度需满足底部滤层恰好