(完整word版)過濾實驗(word文檔良心出品).doc

1、過濾實驗一、實驗?zāi)康?、了解濾料級配方法2、熟悉過濾實驗設(shè)備的過濾、反沖洗過程3、驗證清潔砂層水頭損失與濾速成正比4、加深對過濾基本規(guī)律的理解二、實驗原理及設(shè)備在水處理技術(shù)中， 過濾是通過具有空隙的粒狀濾料層 （如石英砂等） 截留水中的懸浮物和膠體， 從而使水得到澄清的工藝工程。 濾池的形式有多種多樣， 以石英砂為濾料的普通快濾池使用歷史最久，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出現(xiàn)了雙層濾池、多層濾池和上向流過濾等。過濾的作用， 不僅可以截留水中的懸浮物， 而且通過濾層還可以把水中的有機物、 細(xì)菌乃至病毒等隨著濁度降低而被大量的去除，凈水的原理如下：1、阻力截留當(dāng)污水流過顆粒狀濾料層時，粒徑較大的懸浮物顆粒首先

2、被截留在表層的濾料的空隙中，隨著此層濾料間的空隙越來越小，截污能力也越來越大，逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜， 并由他起到重要的過濾作用。 這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。 懸浮物粒徑越大，表層濾料和濾速越小，就越容易形成表層篩濾膜，濾膜的截污能力也越高。2、重力沉降污水通過濾料層時， 眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積。 重力沉降強度主要與濾料的直徑以及過濾速度有關(guān)。濾料越小，沉降面積越大，濾速越小，水流越平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。3、接觸絮凝由于濾料具有巨大的比表面積， 它與懸浮物質(zhì)間有明顯的物理吸附作用。 此外，沙粒在水中常常帶有表面負(fù)電荷，能吸附帶正電荷的膠體，從而

3、在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的粘土和多種有機物等膠體，在沙粒上發(fā)生接觸絮凝。在實際過濾過程當(dāng)中， 上述三種機理往往同時起作用，只是隨著條件不同而有主次之分。對粒徑較大的懸浮物顆粒， 以阻力截流為主， 因為這一過程主要發(fā)生在濾料的表面， 通稱成為表面過濾。 對于細(xì)微的懸浮物， 以發(fā)生在濾料深層的重力沉降和接觸絮凝為主， 稱為深層過濾。在過濾當(dāng)中，濾料起著核心的作用，為了取得良好的過濾效果，濾料應(yīng)具有一定級配。濾料級配是指將不同粒徑的濾料按一定的比例組合。濾料是帶棱角的顆粒， 不是規(guī)則的球體，所說的粒徑是指把濾料顆粒包圍在內(nèi)的球體直徑（這是一個假想直徑）。在生產(chǎn)中，簡單的篩分方

4、法是用一套不同孔徑的篩子篩分濾料試樣，選取合適的級配。 我國現(xiàn)行的規(guī)范是采用0.5mm 和 1.2mm 孔徑的篩子進(jìn)行篩選，取其中段，這種方法雖然簡單易行，但卻不能反映濾料粒徑的均勻程度，因此還應(yīng)該考慮級配的情況。能反映級配狀況的指標(biāo)是通過篩分曲線求得的有效粒徑d10、d80 和不均勻系數(shù)K80。d10時表示通過濾料重量10%的孔徑，它反映濾料中細(xì)顆粒的尺寸，即產(chǎn)生水頭損失的“有效”部分尺寸； d80 時表示通過濾料重量80%的孔徑，它反映濾料中粗顆粒的尺寸；K 80=d 80/d10。K80 越大， 表示粗細(xì)顆粒的尺寸相差越大， 濾料粒徑越不均勻， 這樣的濾料對過濾及反沖洗均不利。 尤其是反

5、沖洗的時候， 為了滿足率料粗顆粒的膨脹要求就會使細(xì)顆粒因為過大的反沖洗強度而被沖走；反之， 若為了滿足細(xì)顆粒不被沖走而減小沖洗強度，粗顆粒可能因為沖不起來而得不到充分的清洗。所以，濾料需要經(jīng)過篩分以求得適宜的級配。在研究過濾過程的有關(guān)問題時，常常涉及到孔隙度的概念，其計算方法為：m式中： m濾料孔隙度（%）3V n濾料層孔隙體積（m ）VnV濾層的水頭損失，與濾料的孔隙度，過濾速度，水的性質(zhì)等諸多因素有關(guān)，一般認(rèn)為，在其他條件一定的情況下，水頭損失與過濾速度呈線性關(guān)系。為了保證濾后的水質(zhì)和過濾速率，當(dāng)過濾一段時間后，需要對濾層進(jìn)行反沖洗，使濾料層在短時間內(nèi)恢復(fù)工作能力。反沖洗流量增大后， 濾料

6、層完全膨脹，處于流態(tài)化狀態(tài)。 根據(jù)濾料層膨脹前后的厚度就可求出膨脹度：e L L0 * 100% L0式中： L砂層膨脹后的厚度（m）L0砂層膨脹前的厚度（m）反沖洗的強度的大小決定了濾料層的膨脹度，膨脹度的大小直接影響了反沖洗的效果。實驗的主要設(shè)備是一個耐壓的有機玻璃桶，桶的底部是承托層，上面是石英砂濾料，濾料的上下兩面分別有兩個測壓口，分別連接著倒U 型壓差計的兩個測壓管，用以測量濾層的水頭損失。 過濾所用的水由高處的溢流高位水槽提供，以保證恒定的壓頭。通過一個調(diào)節(jié)閥控制流量，用一個橢圓齒輪流量計準(zhǔn)確方便的測定流量。通過閥1、閥 2、閥 3、閥 4 的不同開關(guān)組合來實現(xiàn)過濾和反沖洗。濾料桶

7、屬性：內(nèi)徑： 100mm堆積濾層厚度：40mm石英砂濾料屬性：孔隙度： 0.4平均粒徑： 0.8mm型度系數(shù)： 0.8密度： 2.7g/cm 3濾料的篩分用孔徑為2.0 0.2mm的一組篩子過篩。三、實驗操作1、請先登錄進(jìn)入實驗后，會出現(xiàn)“登錄”對話框，如下圖所示請認(rèn)真填寫班級、姓名、學(xué)號三項內(nèi)容，這三項內(nèi)容將被記錄到實驗報告文件當(dāng)中。2、濾料篩分實驗點擊實驗主界面上的“打開濾料篩分界面”按鈕，出現(xiàn)濾料篩分界面。此界面上有孔徑為 2.0-0.2mm 的一組篩子，從大到小按順序依次點擊篩子，會出現(xiàn)濾料篩分動畫動畫演示完成后， 左上角會顯示經(jīng)過篩子的濾料重量， 同時此篩子的上面將顯示留在篩子上的濾

8、料重量， 圖標(biāo)也變?yōu)榛疑辉陧憫?yīng)點擊，表示已經(jīng)篩過， 不可重復(fù)使用 （因為篩過，再篩也沒有作用了） 。在實驗當(dāng)中，如果發(fā)生誤操作導(dǎo)致篩分順序錯誤，可以點擊“復(fù)位”按鈕恢復(fù)原始狀態(tài)。都篩過之后， 點擊此界面上的“自動記錄”按鈕自動將實驗數(shù)據(jù)寫入實驗報告，或者也可手動填入數(shù)據(jù)表格。3、過濾實驗打開閥 1、閥 4、閥 5，方法是在主界面上點擊閥1、閥 4、閥 5，即可看到閥門由關(guān)的狀態(tài)到開的狀態(tài)，同時由于打開了閥5，壓差計也開始工作，顯示當(dāng)前壓差。然后，點擊主界面上的流量調(diào)節(jié)閥，打開流量調(diào)節(jié)窗口在閥門開度欄中填入需要的閥門開度，或者點擊上、下兩個按鈕，增大或者減小開度，然后在閥門窗體上點擊鼠標(biāo)右鍵或

9、者窗體右上角的關(guān)閉按鈕關(guān)閉窗體（注意： 用窗體右上角的關(guān)閉按鈕關(guān)閉窗體時，在開度欄中填入需要的閥門開度將不被采用）。這時將有水通過濾層，會產(chǎn)生壓頭損失，待壓差計水柱穩(wěn)定后，點擊壓差計，出現(xiàn)放大的讀書窗口，分別讀取左右兩邊的水柱高度。點擊主界面下部的自動記錄按鈕自動記錄數(shù)據(jù)， 或者手動填入數(shù)據(jù)記錄表格， 然后改變流量，測量多組數(shù)據(jù)。注意：由于壓差計有一定的測量范圍，所以閥門開度不要超過45，而且不能突然開大，否則會破壞壓差計的測量機制，失去正確測量能力，在實驗中， 如果壓差過大，系統(tǒng)會自動關(guān)閉閥 5，保護(hù)壓差計。4、反沖洗實驗關(guān)閉閥 1、閥 4、閥 5，打開閥 2、閥 3，進(jìn)行反沖洗實驗，點擊主

10、界面上的流量調(diào)節(jié)閥，打開流量調(diào)節(jié)窗口，在閥門開度欄中填入需要的閥門開度，或者點擊上、下兩個按鈕，增大或者減小開度， 然后在閥門窗體上點擊鼠標(biāo)右鍵或者窗體右上角的關(guān)閉按鈕關(guān)閉窗體（注意：用窗體右上角的關(guān)閉按鈕關(guān)閉窗體時，在開度欄中填入需要的閥門開度將不被采用）將有水通過濾層，會產(chǎn)生壓頭損失， 待壓差計水柱穩(wěn)定后，點擊主界面上的標(biāo)尺，的厚度。這時讀取濾層點擊主界面下部的自動記錄按鈕自動記錄數(shù)據(jù)，或者手動填入數(shù)據(jù)記錄表格，然后改變流量，測量多組數(shù)據(jù)，直到濾層的厚度達(dá)到80cm5、濾料篩分?jǐn)?shù)據(jù)處理打開實驗報告，點擊打開“濾料篩分?jǐn)?shù)據(jù)”頁，點擊右上角的“自動計算”按鈕，系統(tǒng)就會根據(jù)寫入的數(shù)據(jù)自動計算出結(jié)

11、果，并顯示在表格內(nèi)。計算完成后，到“濾料篩分曲線”頁，點擊右上角的“開始繪制”按鈕，就可以根據(jù)前面的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果畫出“濾料篩分曲線”。6、過濾實驗數(shù)據(jù)處理打開實驗報告，點擊打開“過濾實驗數(shù)據(jù)”頁，點擊右上角的“自動計算”按鈕，系統(tǒng)就會根據(jù)寫入的數(shù)據(jù)自動計算出結(jié)果，并顯示在表格內(nèi)。 計算完成后， 到“過濾水頭損失曲線”頁，點擊右上角的“開始繪制”按鈕，就可以根據(jù)前面的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果畫出“過濾水頭損失曲線” 。7、反沖洗數(shù)據(jù)處理打開實驗報告，點擊打開“反沖洗實驗數(shù)據(jù)”頁，點擊右上角的“自動計算”按鈕，系統(tǒng)就會根據(jù)寫入的數(shù)據(jù)自動計算出結(jié)果，并顯示在表格內(nèi)。8、實驗報告的后期處理窗口的最下面一排有四個按鈕：保存把當(dāng)前的實驗數(shù)據(jù)保存到一個數(shù)據(jù)文件當(dāng)中加載從一個數(shù)據(jù)文件當(dāng)中讀取實驗數(shù)據(jù)報表根據(jù)實驗數(shù)據(jù)生成可打印的實驗報表退出關(guān)閉實驗報告窗口四、實驗注意事項：1、水由高位溢流水槽提供，有效的保證了壓頭的穩(wěn)定，但是目前由于資金的因素，很多學(xué)校都不再建造高位水槽