实验三过滤实验
过滤及反冲洗实验
四、 实验内容及实验步骤
1. 滤料筛分 (1) (2) (3) (4) 取砂样约 300 克洗净后置于 105℃恒温箱中烘干冷却（此项工作由实验室准备） ； 将标准筛按孔径大小依次排列好筛盘； 用天平称取烘干冷却后的砂样 100 克， 放置于按筛孔大小次序排列好的筛盘上， 加盖， 一次过筛； 仔细收取剩在各层筛网上的砂粒并放在天平上分别称量，结果记入表 1。
原始数据表粘贴处
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2. 滤层冲洗强度与膨胀度的关系 (1) 用钢卷尺测量实验用过滤柱的外径及柱内装填的砂层静止厚度 L0； (2) 计算出砂层膨胀度依次 5%、10%、20%、30%、40%、50%时对应的高度并在滤柱相应位置处做 出标记； (3) 用自来水对滤层进行水反冲洗。慢慢开启反冲进水阀门，将砂层膨胀度调节至 5～10％左右，保 持冲洗 5 分钟； (4) 待膨胀后砂面稳定后，测出膨胀后的砂层厚度 L； (5) 使用秒表和 1000 毫升量筒从滤柱上部溢流管中接取出水量，算出反冲流量记入实验数据记录表 2； (6) 继续将膨胀度分别调至 10～15％、15～25％、25～45％，按上法共测定 4 次，将结果依次记入表 2。 3. 测定过滤时砂层水头损失增长情况 (1) 打开水箱阀门，将高位水箱中预先配置好的原水由上往下流经实验滤柱过滤，用秒表、量筒从滤 柱下部出水管中测出流量，从而求得滤速； (2) 从各测压管上读出不同时间内各段砂层水头损失， 即砂面上不同高度的各测压点水头， 记入表 3。
实验三过滤及反冲洗实验
八、 思考题
1. 根据冲洗实验中观察到的现象，说明高速水流冲洗的周期有何影响？
3. 如果使用双层滤料，在滤料选择时如何控制保证在冲洗时密度小的滤料不发生流失而密度大的滤料又 能有足够的膨胀度？
过滤实验_3
过滤实验一、实验目的1. 在一定的压力下进行恒压过滤，掌握过滤问题的工程处理方法及过滤常数K 的测定。
2. 了解过滤设备的构造和操作方法。
3. 加深对过滤操作中各影响因素的理解。
二、实验原理过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液，将固体物从液体或气体中分离出来的过程。
过滤是一种常用的固液分离操作，在外力作用下，悬浮液中的液体通过介质孔道，而固体颗粒被介质截留下来，从而达到分离的目的，如发酵液与固体渣之间的分离。
因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床层的流动，所不同的是，固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加，所以在过滤压差不变的情况下，单位时间得到的滤液量也在不断下降，即过滤速度不断降低。
过滤速度u 的定义是在单位时间、单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量，即ττd dqAd dV u ==式中：A 为过滤面积（m 2）；τ为过滤时间（S ）；q 为通过单位过滤面积的滤液量（m 3/m 2）；V 为通过过滤介质的滤液量（m 3）。
可以预测，在恒定的压差下，过滤速率与过滤时间必有如图4-5所示的过细，单位面积的累积滤液量和过滤时间的关系有如图4-6所示的关系。
影响过滤速度的主要因素除势能差、滤饼厚度外，还有滤饼、悬浮液的性质、悬浮液温度、过滤介质的阻力等，故难以用严格的流体力学方法处理。
比较过滤过程与流体经过固体床的流动可知：过滤速率即为流体经过固体床的表观速率u 。
同时，液体在由细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动属于低雷诺数范围。
因此，可利用流体通过固体床压降的简化数学模型，运用层流时泊谡叶公式寻求滤液量与时间的关系，推出过滤速度计算式()Lpa K u μεε∆⋅-⋅=2231'1 式中：u 为过滤速度（m/s ）；K'为滤饼孔隙率、颗粒形状、排列等因素有关的常数，层流时K'=5；ε为床层的孔隙率（m 3/m 2）；a 为颗粒的比表面（m 2/m 3）；△p 为过滤的压强降（Pa ）；μ为滤液粘度（Pa ·s ）；L 为床层厚度（m ）。
【精品】实验三 重结晶及过滤
【精品】实验三重结晶及过滤实验目的：1. 掌握重结晶方法和过滤技术。
2. 熟悉晶体的形成和性质。
实验原理：重结晶是将原料中溶剂外的杂质去除，得到纯净产物的一种方法。
重结晶的基本实验步骤是选用适当的溶剂，将粗品溶解后加热，使粗品完全溶解，然后慢慢冷却至室温或低于室温，使溶液中的产物重新结晶。
结晶过程中，所选溶剂的温度不宜过高，以避免杂质被带入晶体中；溶剂中的碳酸气体也应尽量减少，以免影响结晶。
重结晶的纯化效果与晶体的选择、再结晶时结晶度的调整、物质在差溶剂中的分配系数以及结晶筛选等因素有关。
过滤是把固体物质与液态或气态物质分离的一种方法。
过滤主要分为玻璃棉法、层析法和升华法等。
本实验采用玻璃棉法过滤。
实验材料和仪器：材料：甲基橙（AR）、无水乙醇。
仪器：三角杯、加热板、减压漏斗、滤纸、滤杯、移液管、玻璃棉、试管钳等。
实验步骤：1. 选取适当数量的甲基橙（AR）置入三角杯中，加入无水乙醇进行溶解，待甲基橙溶解后放入加热板上进行加热，使甲基橙充分溶解。
2. 容器内应无水汽，否则会影响结晶。
当液体溶解后，将加热板中的三角杯取下，移至室温下等待结晶。
3. 待晶体长出后，将三角杯放置在大洗涤瓶中进行过滤。
选取适量玻璃棉将其均匀铺在滤纸上，再将液体倒在玻璃棉上。
通过杀菌棒将液体沿滤纸边缘平缓地倾倒至玻璃棉上。
待液体过滤光滑无气泡后，将玻璃棉与过滤底板连同晶体置于乐肯巴赫胶封贴的滤杯中，待滤杯中液体挥发完全后即可得到纯净的甲基橙结晶体。
实验注意事项：1. 取用溶剂时应根据实验要求选择充分溶解粗品的溶液。
2. 过滤时玻璃棉应充分铺满，以免液体渗漏。
3. 在过滤前，玻璃棉应松开并展开，以充分利用其吸附和过滤作用。
4. 过滤时不宜用温度过低的液体，以免结晶不完整。
5. 待晶体过滤完毕后，应迅速将晶体置于环境相对稳定的容器中密封，以免受到外界环境的影响。
实验结果：通过本实验，我掌握了重结晶和过滤技术的基本方法，了解了晶体的形成原理和性质，并得到了纯净的甲基橙结晶体。
大学化工原理实验三 过滤实验
过滤是分离非均相混合物的 方法之一。
本实验装置主要测定给定物 料在一定操作条件和过滤介质时 的过滤常数。
一、实验目的和任务
熟悉过滤的工艺流程 掌握过滤的操作级调节方法 学会测定过滤常数K、qe、τe及物料特性常
数K和压缩性指数S或比阻r0
二、实验原理
恒压过滤 dV A2p1s
d rv(V Ve)
令 k 1/ rv K 2kp(1s) q Ve/ A qe Ve / A 对上式积分，得 (q qe )2 K ( e )
二、实验原理
过滤常数K、qe、τe的测定
2(q
d
dq
qe 2 K
)dq q
Kd
2 K qe
q
2 K
q
2 K
qe
得一直线，由此直线的斜率及截距确定2/K 及2qe/K,由此求得K,qe。并通过下式求出τe
整理实验数据，完成实验报告
五、实验基本操作步骤
配制含CaCO3 8%~13%（wt.%）的水悬浮液， 作为滤浆
开动循环水泵，使水力真空喷射泵开始工 作，若系统不能造成真空，检查原因并作 适当处理
五、实验基本操作步骤
真空系统运转正常后，调好真空度，将过 滤板放入清水盆中，将清水吸入剂量筒中 某液面建立零点，然后关闭阀门。
二、实验原理
滤饼特定常数k和压缩指数s的测定 改变实验过滤压差，可测得不同的k值，
由的定义式两边取对数，得一直线 ㏒K=(1-s) ㏒△p+㏒2k
斜率为（1-s）可得滤饼压缩性指数s， 进而可得物料特性常数k
பைடு நூலகம்
二、实验原理
滤饼比阻r0的测定 如果测得滤液的粘度μ以及实验过程得
到的滤饼体积和滤液体积，求得单位滤液 体积所生成的滤饼体积的值υ，即可由
实验三过滤实验
实验三过滤实验一、实验目的1．了解板框过滤机的构造、流程和操作方法；2．测定某一压强下过滤方程式中过滤常数k、q e、θe，增进对过滤理论的理解；3．测定洗涤速率与最终过滤速率的关系。
二、实验内容用板框过滤机在恒定压力(0.05Mpa，0.1MPa)下分离10—15%碳酸钙溶液，测定滤液量与过滤时间的关系并求得过滤常数。
三、基本原理过滤是将悬浮液送至过滤介质的一侧，在其上维持比另一侧高的压力，液体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截流逐渐形成滤渣。
过滤速率由过滤压差及过滤阻力决定，过滤阻力由二部分组成，一为滤布，一为滤渣。
因为滤渣厚度随时间而增加，所以恒压过滤速率随着时间而降低。
对于不可压缩性滤渣，在恒压过滤过情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下式表示：(V+V e)2=K·A2·(θ+θe）（3－1）式中：Ｖ———θ时间内的滤液量ｍ３；V e———虚拟滤液量ｍ３；Ａ———过滤面积ｍ２；Ｋ———过滤常数ｍ２／ｓ；θ———过滤时间ｓ；θe———相当于得到滤液V e所需的过滤时间s。
过滤常数一般由实验测定。
为了便于测定这些常数，可将（3－1)式改写成下列形式：23－2）θ时，单位过滤面积的滤液量，m3/m2；q e时间内，单位过滤面积虚拟滤液量，m3/m2。
1e e将式（3－2）进行微分，得2（q+q e)dq=Kdθ3－3）此式形式与Y=A·X+B相同，为一直线方程。
若以dθ/dq为纵坐标，q为横坐标作图，可得一直线，其斜率为2/K，截距为2q e/K，便可求出K、q e和θe。
但是dθ/dq难以测定，dθ/dq可用增量比∆θ/∆q代替，即：3—4）因此，在恒压下进行过滤实验，只需测出一系列的∆θ、∆q值，然后以∆θ/∆q为纵坐标，以q为横坐标（q取各时间间隔内的平均值）作图，即可得到一条直线。
这条直线的斜率为2/K，截距为2q e/K，进而可算出K、q e的值。
再以q=0，θ=0代入式（3—2）即可求出θe。
实验三、恒压过滤实验
实验三、恒压过滤实验一、实验目的1、熟悉过滤的工艺流程。
2、掌握过滤的操作及调节方法。
3、掌握恒压过滤常数、、θe的测定方法，加深对过滤的理解和掌握。
二、实验原理过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。
含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。
过滤操作通常分为恒压过滤和恒速过滤。
在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体阻力增加，故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。
随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。
如果要维持过滤速率不变，就必须不断提高滤饼两侧的压力差，此过程称为恒速过滤。
恒压过滤方程（V+V e）2＝KA2(θ+θe) （1）V—滤液体积，m3θ－过滤时间，sV e－过滤介质的当量滤液体积，m3θe－于得到当量滤液体积V e相应的过滤时间，sA－过滤面积，m2K—过滤常数，m2/s；为了便于测定过滤常数K、q e、θe，将式(1) 以单位过滤面积表示的恒压过滤方程为：（2）式中：—单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2；—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2；—实际过滤时间，s；—虚拟过滤时间，s；—过滤常数，m2/s。
将式（2）进行微分可得：（3）这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘的关系，可得直线。
其斜率为，截距为，从而求出、。
至于可由下式求出：（4）当各数据点的时间间隔不大时，可用增量之比来代替，则方程式（3）变为：三、实验装置3.1设备的主要技术数据1.过滤板: 规格: 160*180*11（mm ）。
2.滤布：型号 工业用；过滤面积0.0475m 2。
3.计量桶： 长327mm 、宽286mm 。
3.2设备的流程 流程图: (见图一)如图一所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在2-4%左右），用电动搅拌器进行均匀搅拌(浆液不出现旋涡为好)。
实验三 恒压过滤常数测定实验1
实验三 恒压过滤常数测定实验一、实验目的1. 熟悉板框压滤机的构造和操作方法。
2. 通过恒压过滤实验，验证过滤基本理论。
3. 学会测定过滤常数K 、q e 、τe 及压缩性指数s 的方法。
4. 了解过滤压力对过滤速率的影响。
二、基本原理过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。
因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速度不断降低。
过滤速度u 定义为单位时间单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。
影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）△p ，滤饼厚度L 外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。
过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此，可利用流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：()()e s V V C r p A d dq Ad dV u +⋅⋅∆===-μττ1 （1） 式中：u —过滤速度，m/s ；V —通过过滤介质的滤液量，m 3；A —过滤面积，m 2；τ —过滤时间，s ；q —通过单位面积过滤介质的滤液量，m 3/m 2；△p —过滤压力（表压）pa ；s —滤渣压缩性系数；μ—滤液的粘度，Pa.s ；r —滤渣比阻，1/m 2；C —单位滤液体积的滤渣体积，m 3/m 3；Ve —过滤介质的当量滤液体积，m 3；C —单位滤液体积的滤渣质量，kg/m 3。
对于一定的悬浮液，在恒温和恒压下过滤时，μ、r 、C 和△p 都恒定，为此令：()Cr p K s ⋅⋅=-μ∆12 （2） 于是式（1）可改写为：)(22Ve V KA d dV +=τ （3） 式中：K —过滤常数，由物料特性及过滤压差所决定，s m /2。
实验3凝胶过滤法使蛋白质脱盐
学习凝胶过滤法分离纯化蛋白质的原 理与操作技术
【实验原理】
凝胶层析又称分子筛层析、排阻层析或 凝胶过滤，是以凝胶为载体，根据蛋白质的 大小和形状，即蛋白质的相对分子质量进行 分离和纯化。
该方法广泛用于生物大分子的分离、纯 化、浓缩等。
1
凝胶是一类具有多孔立体网状结构的不溶 性珠状颗粒。多是交联的聚糖(如葡聚糖或琼脂 糖)类物质，用它来进行物质分离，主要是根据 多孔凝胶对不同相对分子质量的物质具有不同 的排阻效应实现的。
脱液（去离子水），将凝胶 浆液沿玻棒缓慢倾入柱中 （注满）。凝胶自然沉积约 1～2cm 高度后打开下端出 水口,待凝胶床面上升到约 3/4柱高停止。关闭出水口, 静置。
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2.洗柱 通过细乳胶管小心地将烧杯中的洗脱液与层
析柱接通，然后拧松螺旋夹，让洗脱液滴下冲洗 层析柱，以除杂质并使柱床均匀密实（此步也称 作平衡）。适当时间后（流下的洗脱液体积一般
2
3
葡聚糖凝胶的商品名称为 Sephadex，它具有三维空实验用G-25使蛋白质与(NH4)2SO4分离，当 蛋白质的盐溶液进入葡聚糖凝胶时，小分子的 (NH4)2SO4扩散进入G-25的网孔中，而大分子的 蛋白质因颗粒直径大，不能进入网孔中，被排阻 在凝胶颗粒的外面。加入洗脱液洗脱时，因大分 子的蛋白质从凝胶颗粒的间隙随洗脱液向下流动， 首先被洗脱下来，而小分子的(NH4)2SO4可以扩散 进出凝胶颗粒的网孔之中，随洗脱液移动时受到 阻滞力较大，在层析柱中移动较慢，这样蛋白质 与(NH4)2SO4很容易地分离开，从而达到对蛋白质 样品脱盐的目的。
。
为柱床体积的2～3倍），再拧紧螺旋夹。 洗柱过程中注意调整流速约2ml/min。
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3.加样与洗脱
实验三 重结晶及过滤
实验三重结晶及过滤
一、实验原理
重结晶是使晶体纯度提高到较高的水平的一种手段。
该实验原理的基本思想是在溶液中加入一些化学试剂，既阻止了杂质晶体的生长，又使目标化合物的晶体在一个较为纯净的环境下生长。
通过周期的沉淀、分离和溶解，可以获得很高的纯度和粒度好的晶体。
实验所需的化学试剂有：袖珍漏斗、烧杯、钢印棒、滤纸、烘箱、氯化钾、苯酚、无水醋酸、冷开水等。
二、实验步骤
1、取一足够大小的烧杯，将加热至80℃的无水醋酸及过量的苯酚加入其中，使其充分溶解。
2、待所有物质溶解完全之后，将洁净的带有口的滤纸按照圆形规格逐一倒入不同的烧杯内。
3、在每个烧杯内放置少量氯化钾晶体，并将每个烧杯加入了等量的无水醋酸及过量的苯酚和冷开水，并将所有烧杯置于强风下进行加热。
5、当结晶形成后，使用烤箱将烧杯中的结晶进行烘干以获得完整、无色透明而且质量极好的纯净化合物。
重结晶实验的重点在于组成化学试剂的纯度、浓度和剂量，此外降低热源中的溶解和再结晶温度、掌握过滤和干燥的技巧都是重要的。
在进行结晶实验时，必须保持试管、烧杯和其他实验器具的清洁和干燥状态，否则杂质会影响结晶的成长和质量，并且对实验结果产生影响。
此外，银盐类化合物中的阳离子和阴离子存在复杂离子极性，结晶时会出现形成度较高的复杂离子方案，例如银钨酸钠中的阴离子就等于接近双酸，需要掌握一定物理化学知识才能顺利操作。
实验三 过滤与反冲洗
实验三过滤与反冲洗实验三过滤与反冲洗实验三过滤与反冲洗一、实验目的1.熟悉滤池实验设备和方法；2.比较相同提药量过滤器的处置效果，增进对过滤器原理的认知；3.观察滤池反冲洗的情况；滤料的水力筛分现象，滤料层膨胀与冲洗强度；4.观测滤料层的水头损失与工作时间的关系，也可以测量相同滤料层的水质以表明大部分过滤器效果在顶层顺利完成。
二、实验原理过滤器工艺就是排灌和废水预处理或深度处置中的一种常用方法，可以使用相同过滤器介质入行过滤，如石英砂、无烟煤、活性炭等。
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，其次为筛滤和沉淀作用。
当过滤水头损失达到最大允许水头损失时或出水水质恶化时，需要反冲洗。
三、实验设备及仪器1．滤池模型，如图3-1所示；2．721分光光度计；3．温度计、秒表、各种玻璃器皿、尺子、浊度仪。
1-低位水箱；2-高位水箱；3-流量计；4-砂滤柱；5-砂层；6-垫层；7-反冲洗出水口； 8-测压管；9-摆空管；10-筛后水；11-冲洗水；12-断路器；13-进水管；14混凝剂瓶图3-1砂滤实验流程示意图四、实验耗材al2(so4)3；生活污水；自配水样。
五、实验步骤1.熟悉实验设备。
对照实验设备，熟悉滤池及相应的管路系统，包括配水设备、加药装置、过滤柱、滤水阀门及流量计、反冲洗阀门、测压管等。
2．展开滤料层反华冲洗收缩与反华冲洗强度关系的测量。
首先标示出滤料层完整高度及各膨胀率对应的高度，然后关上反冲洗排水阀，再慢慢打开反冲洗入水阀，用自来水对滤料层展开反冲洗，测量一定膨胀率(10%、30%、40%、50%、60%、70%)下的流量，并测水温。
3．进行过滤周期运行情况测定。
关闭反冲洗进水阀及排水阀，全部打开滤池出水阀，待滤柱中水面下降到测压管水位10～15cm处时，打开滤池进水阀门。
控制流量在l/h，相应滤速为m/h，加药量控制在ml/min，al2(so4)3药剂浓度为1%，相应加药量为mg/l。
实验三 过滤实验
实验三过滤实验一、实验目的1、熟悉过滤及反冲洗实验的方法；2、加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率等概念的理解；3、测定滤层水头损失和滤速间的关系；4、测定反冲洗强度和滤层膨胀率间的关系。
二、实验原理过滤通常用在混凝或生化处理之后，它是一种使水通过砂、煤粒或硅藻土等多孔介质的床层以分离水中悬浮物的水处理操作过程，其主要目的是去除水中呈分散悬浊状的无机质和有机质粒子，也包括各种浮游生物、细菌、滤过性病毒与漂浮油、乳化油等。
滤池的形式多种多样，以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史最久，并在此基础上出现了双层滤料、多层滤料和上向流过滤等。
若按作用水头分，有重力式滤池和压力式滤池两类。
为了减少滤池的闸阀并便于操作管理，又发展了虹吸滤池、无阀滤池等自动冲洗滤池。
所有上述各种滤池，其工作原理、工作过程都基本相似。
滤池的过滤过程是一个复杂的过程，其机理也涉及多种因素，常用的几种解释有：阻力截留、重力沉降、接触絮凝。
随着过滤过程的进行，污物在滤料中不断积累，滤料层内的孔隙由上而下逐渐被堵塞，水流流过滤料层的阻力和水头损失随之逐渐增大，当水头损失达到允许的最大值或出水水质达到某一规定值时，过滤中止，需要对滤池进行反冲洗以除去积聚在滤床内部的污染物。
滤池冲洗主要有三种方法：反冲洗、反冲洗加表面冲洗、反冲洗辅以空气冲洗。
反冲洗效果主要取决于冲洗强度和冲洗时间。
三、实验设备与用具滤柱：内径mm；柱高：m；滤料：；滤料厚：mm。
四、实验步骤1、将滤料先进行一定冲洗，冲洗强度加大至12~15 L/s.m2，时间几分钟，目的为去除滤层内气泡；2、做冲洗强度与滤层膨胀率关系实验。
测不同冲洗强度时的滤层膨胀后的厚度与膨胀度，将数据计入表1；3、关闭反冲洗排水阀门，开滤池出水阀门，使水面降至滤层以上30cm左右；4、测不同滤速(8m/h、10m/h、12m/h、16m/h)时滤层顶部测压管水位与底部测压管水位，做出清洁层水头损失和滤速之间的关系，将数据计入表2。
实验三 蛋白质脱盐(透析和凝胶过滤)
实验材料
1、Sephadex G-25
2、鸡蛋清溶液: 将新鲜鸡蛋的蛋清与水按 1:20 混匀,然后用六层纱布过滤。
操作步骤
1、 凝胶溶胀：取 5g Sephadex G-25，加 200ml 蒸馏水充分溶胀（在室温下约需 6h 或在沸水
浴中溶胀 2h）。待溶胀平衡后，用虹吸法除去细小颗粒，再加入与凝胶等体积的蒸馏水，
分子的大小和工作目的，选择适合的凝胶型号。交联度高的小号胶如 Sephadex G-25 适于脱
盐。
当在凝胶柱顶加上分子大小不同的混合物并用洗脱液洗脱时，自由通透的小分子可以进
入胶粒内部，而受排阻的大分子不能进入胶粒内部。二者在洗脱过程中走过的路程差别较大，
大分子只能粘着胶粒之间的间隙向下流动，所经路程短，最先流出。而渗入胶粒内部的小分
柱可反复使用，所以广泛使用于蛋白质等大分子的分离纯化，分子质量测定、脱盐等用途。
本实验利用凝胶过滤的特点将（NH4）2SO4 同蛋白质分子分离开。 实验仪器
1、层析柱（2cm×15cm）
2、真空泵
3、真空干燥器
4、恒流泵
5、核酸蛋白检测仪
6、部分收集器
7、记录仪
实验试剂
1、1%氯化钡溶液
2、硫酸铵粉末
Ⅱ.凝胶过滤
实验目的 学习凝胶过滤的基本操作技术，了解凝胶过滤脱盐的原理和应用。
实验原理
凝胶过滤的主要装置是填充有凝胶颗粒的层析柱。目前使用较多的凝胶是交联葡聚糖凝
胶（sephadex）。这种高分子材料具有一定孔径的网络结构。高度亲水，在水溶液里吸水显
著膨胀。用每克干胶吸水量（ml）的 10 倍（G 值）表示凝胶的交联度，可根据被分离物质
在真空干燥器中减压除气，准备装柱。
实验三恒压过滤常数测定
实验三、恒压过滤常数测定实验日期：2016.11.19一、实验目的1、熟悉板框压滤机的构造和操作方法；2、通过恒压过滤实验，验证过滤基本原理；3、学会测定过滤常数K、qe、τe 的方法；4、了解操作压力对过滤速率的影响。
二、基本原理运用层流时泊肃叶公式经过一系列推导得：e q K2q K 2q +=∆∆τ（3-1）式中q——单位过滤面积的滤液体积，m 3/m 2；q e ——单位过滤面积的虚拟滤液体积，m 3/m 2；τ——过滤时间，s；K——滤饼常数，由物料特性及过滤压差所决定；改变实验所用的过滤压差Δp，可测得不同的K 值，由K 的定义式两边取对数得）（）（）（2k lg p lg s -1lgK +∆=（3-2）在实验压差范围内，若k 为常数，则lgK ~lg（Δp）的关系在直角坐标上应是一条直线，直线的斜率为（1-s），可得滤饼压缩性指数s，由截距可得物料特性常数k。
三、实验装置与流程四、实验步骤与注意事项（1）恒压过滤常数测定步骤a.配制含CaCO34%左右的水悬浮液；熟悉实验装置流程。
b.仪表上电：打开总电源空气开关，打开仪表电源开关。
c.开启空气压缩机。
e.正确安装好滤板、滤框及滤布。
滤布使用前先用水浸湿。
滤布要绑紧，不能起皱。
f.打开阀将压缩空气通入配料水，使CaCO3悬浮液搅拌均匀。
g.打开压力料槽放空阀8，打开阀7，使料浆由配料桶流入压力料槽至1/2~1/3，关闭阀7。
h.打开阀将压缩空气通入料槽；将压力调节至0.05~0.07MPa。
i.打开阀9，实验应在滤液从汇集管刚流出的时刻作为开始时刻，每次ΔV 取为800mL左右，记录相应的过滤时间Δτ。
量筒交替接液时不要流失滤液。
等量筒内滤液静止后读出ΔV并记录Δτ。
测量8个读数即可。
关闭阀9，调节压力至0.1~0.15MPa，重复上述实验步骤做中等压力过滤实验。
关闭阀9，调节压力至0.2~0.25MPa，重复上述实验步骤做高压力过滤实验。
实验三 酸性废水过滤中和实验
水 污 染 控 制 工 程实 验 授课老师：高孟春
中国海洋大学
OCEAN UNIVERSITY OF CHINA
一 、实 验 目 的
1、测定升流式石灰石膨胀过滤设备中和除酸的 效果 ；
2、测定吹脱设备中去除水中游离CO2的效果 ；
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膨 胀 率
酸度 pH mol/L 值
CO2 浓度
中和 效率
酸度
mol/L
pH 值
%
中和
CO2 浓度
效率
%
(L/h)
(m3/h)
%
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3、观察酸性废水中和过程出现的现象。
4、中和后出水引到吹脱设备，开动空气压缩机，用阀门调整风量（约在 50m3/(m2·h)），进行吹脱，中和出水取样后3至10min，再取吹脱后水样约300毫 升，测定pH值、游离CO2的含量，每个测定项目平行作两次取其平均值。
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五 、实验数据记录及处理
表1 酸度测定和CO2测定记录
速度测定
CO2 测定
项 目
pH 值
水 样 量 mL
NaOH 溶液消耗 mL
A1 A2 平均 A mL mL mL
酸度 mol/L
水 样 量 mL
Na2CO3 溶液消耗 mL
B1 B2 平均 B mL mL mL
CO2 浓度
mg/L
中和前
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100 7.3 实验三 过滤实验过滤是利用多孔介质（称为过滤介质），使液体通过而截留固体颗粒，从而使悬浮液中的固、液得到分离的过程。
驱动液体通过过滤介质的推动力有重力、压力和离心力，本实验是利用压力驱动，实验设备由福州大学化工原理实验室与天津大学化工基础实验中心共同研制的板框过滤机。
该装置可进行设计型、研究型、综合型实验。
由于设备接近工业生产状况，通过本实验可培养学生的工程观念、实验研究能力、设计能力及解决生产实际问题的能力。
7.3.1实验目的（1）熟悉板框过滤机的结构，熟练掌握板框过滤机的操作方法。
（2）掌握恒压过滤操作时过滤常数、压缩性指数等过滤参数的测定方法。
（3）掌握过滤问题的工程简化处理方法和实验研究方法。
7.3.2 实验基本原理过滤是利用多孔介质，使固体颗粒被过滤介质截留形成滤饼(滤渣)，而液体通过滤饼层和过滤介质，实现悬浮液固、液分离的单元操作。
无论是生产还是设计，过滤机的操作与设计计算都要有过滤常数作依据。
由于滤饼厚度随着过滤时间而增加，所以在恒压过滤条件下，过滤速率随过滤时间逐渐降低。
不同物料形成的悬浮液，其过滤常数差别很大，即使是同一种物料，浓度不同、滤浆温度不同、过滤推动力不同，其过滤常数也不尽相同，故要有可靠的实验数据作参考。
恒压过滤方程为θK qq q e =+22 （7-3-1） 式中q——— 单位过滤面积获得的滤液体积，m 3/m 2 ； e q ——— 单位过滤面积的虚拟滤液体积，m 3/m 2； K ——— 过滤常数，m 2/s ； θ——— 实际过滤时间，s 。
过滤常数的实验测定方法主要有微分法与积分法两种，其原理分别叙述如下。
7.3.2.1微分法测定过滤常数将式（7-3-1）微分得e q K q K dq d 22+=θ （7-3-2） 当各数据点的时间间隔不大时，dq d θ可以用增量之比q∆∆θ来代替，即101e q Kq K q 22+=∆∆θ （7-3-3） 上式为一直线方程。
在过滤推动力、过滤温度恒定的条件下，应用一定的过滤介质对一定浓度的悬浮液进行恒压过滤，测出过滤时间θ及滤液累计量q 的数据，在直角坐标纸上标绘q∆∆θ对q 的关系（q 为θ∆时间内q 的平均值），所得直线斜率为K 2，截距为e q K 2，由此直线的斜率和截距即可求得过滤常数K ，e q 。
7.3.2.2积分法测定过滤常数将式（7-3-1）积分得e q Kq K q 21+=θ（7-3-4） 同样，上式亦为直线方程；过滤实验时，在恒压条件下过滤待测定的悬浮液，测出过滤时间θ及滤液累计量q 的数据，在直角坐标纸上标绘qθ对q 的关系，所得直线斜率为K 1，截距为e q K2，由此直线的斜率和截距可求得过滤常数K ，e q 。
7.3.2.3压缩性指数的测定过滤常数的定义式为s sp k cr p rc p K --∆=∆=∆=101222μμ （7-3-5）式（7-3-5）中滤饼比阻r 与过滤推动力p ∆的经验公式为s p r r ∆=0 （7-3-6）以上两式中p ∆——— 过滤推动力，Pa ； s ——— 压缩性指数；0r ——— p ∆为1Pa 时的滤饼比阻，1/m 2； r ——— 滤饼比阻，1/m 2；c ——— 过滤得到单位体积滤液时所形成的滤饼体积，m 3/m 3； μ——— 滤液的粘度，Pa·s 。
联立式（7-3-5）和式（7-3-6）可得cK pr μ∆=2 （7-3-7） 根据不同过滤推动力p ∆下测得过滤常数K 的实验数据，由式（7-3-7）可求得滤饼比阻r 。
而后将不同过滤推动力条件下，r 与p ∆的数据绘制在双对数坐标上，由式（7-3-6）可知r 与p ∆的数据应为一条直线。
通过该直线的斜率和截距即可求出压缩性指数s 和0r 。
7.3.3 实验装置与流程102 恒压过滤实验装置流程如图7-3-1所示，该设备由过滤板、过滤框、旋涡泵等组成，是一种小型的工业用板框过滤机。
板框过滤机是由非洗板、滤框、洗板按照一定的顺序组装而成的，图7-3-2为实验用板框的结构示意图。
7.3.4 主要设备、仪器（1）旋涡泵，型号Y80－2。
（2）搅拌器，型号KDZ-1、功率160W 、转速3200 r/min 。
（3）过滤板框，不锈钢材质，过滤面积为0.0257m 2。
（4）过滤介质，工业滤布。
（5）计量桶，2000ml 量筒2个。
图7-3-1 恒压过滤实验流程示意图1─调速器，2─电动搅拌器，3、15─截止阀，4、6、10、12、13、16─球阀，5、7─压力表8─板框过滤机，9─压紧装置，11─计量桶，14─旋涡泵，17─滤浆槽非洗板滤液入口滤框图7-3-2 板框结构示意图洗板滤液出口滤液出口7.3.5实验操作步骤及要点（1）在滤浆槽内配制一定浓度的悬浮液，系统接上电源，打开搅拌器电源开关，启动电动搅拌器2，将滤浆槽17内浆液搅拌均匀。
（2）板框过滤机板、框排列顺序为：固定头－非洗涤板－框－洗涤板－框－非洗涤板－可动头，框两侧覆盖滤布，而后板框由压紧装置压紧后待用。
（3）使阀门3、10、15处于全开，其他阀门处于全关状态。
启动旋涡泵14，调节阀门3使压力表5达到规定值（过滤压力范围为0.05～0.2MPa）。
（4）待压力表5稳定后，打开过滤入口阀6，过滤开始。
当计量桶11内见到第一滴液体时按秒表计时，记录滤液每达到一定量时所用的时间。
当测定完所需的数据，停止计时，并立即关闭入口阀6。
（5）调节阀门3使压力表5指示值下降。
开启压紧装置，卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内；用计量桶内的滤液将滤布清洗干净，并将滤液倒回滤浆槽，以保证滤浆浓度恒定。
（6）改变过滤压力或其他条件，从步骤（3）开始重复上述实验。
（7）实验全部结束后，关闭泵、停止搅拌，关闭电源，关闭阀门3和15，打开阀门13，将阀门16接上自来水，对泵进行冲洗。
关闭阀门13，打开阀门4和阀门6，对滤浆进出口管进行冲洗。
7.3.6 操作注意事项（1）过滤板与框之间的密封垫应注意放正，滤布要平整，过滤板与框的滤液进出口对齐。
用摇柄把过滤设备压紧，以免漏液。
（2）过滤机的流液管口应贴在量筒的内壁面上，避免液面波动影响读数。
（3）实验结束时关闭阀门3和15。
用阀门16接通自来水对泵及滤浆进出口管进行冲洗，切忌将自来水灌入滤浆槽中。
（4）电动搅拌器为无级调速。
使用时先接上系统电源，打开调速器开关，调速时一定要由小到大缓慢调节，切勿反方向调节或调节过快，以免损坏电机。
（5）启动搅拌器前，用手旋转一下搅拌轴以保证启动顺利。
7.3.7 思考题（1）什么是滤浆、滤饼、滤液、过滤介质、助滤剂？（2）简述恒压过滤的特点。
（3）过滤常数与哪些因素有关？（4）恒压过滤开始时，为什么滤液是混浊的？（5）恒压过滤中，不同过滤压力得到的滤饼结构是否相同？其空隙率随压力如何变103化？（6）不同过滤推动力条件下，恒压过滤至满框时，得到的滤液量是否相同？为什么？（7）过滤过程中，悬浮液储槽为什么要用搅拌器对悬浮液进行搅拌？悬浮液储槽内测的档板有何作用？（8）对过滤实验最后一点数据与其他数据相比是偏低还是偏高？为什么？如何对待第一点数据？（9）加快过滤速率的途径有哪些？（10）对恒压过滤，通过延长过滤时间来提高板框过滤机的生产能力是否可行？为什么？（11）简述影响间歇过滤机生产能力的主要因素及提高间歇过滤机生产能力的途径。
7.3.8实验报告的撰写实验报告可按实验报告格式或小论文格式撰写。
（1）实验报告格式根据绪论中实验报告格式要求进行撰写，并按要求回答以上思考题。
（2）小论文格式根据绪论中小论文格式要求进行撰写，小论文题目可从以下几类中选择或自拟题目。
实验任务书（1）工业板框过滤机的选型工业用过滤机选型的依据是物料的性能、分离任务和要求。
为使过滤机的选型最为恰当，通常用同一悬浮液在小型过滤实验设备中进行实验，以取得必要的过滤数据作为主要依据，然后从技术和经济两方面进行综合分析，确定过滤机的种类和型号。
现有某一工厂需过滤含CaCO3 5.0%~5.5 % 的水悬浮液，过滤温度为25℃，固体CaCO3的密度为2930kg/m3。
工业过滤机在0.28MPa的压强差下进行过滤，规定每一操作循环处理滤液12m3，过滤时间为30min。
滤饼不洗涤，过滤至框内全部充满滤渣时为止。
卸饼、清洗、重装等辅助时间为20min。
请你利用实验室的小型板框压滤机（详见设备流程部分，该过滤机的最高过滤推动力（表压力）为0.2MPa）进行实验，测定有关的过滤参数，根据表1所提供的过滤机型号与规格，从中选择一种合适型号的压滤机，并确定滤框的数目，求出该过滤机的生产能力，为工厂提供选型的技术依据。
表1 过滤机的型号与规格型号过滤面积/m2 框内尺寸/mm 框数框内总容积l/工作压强/MPa 104BAS20/635-25 20 635×635×25 26 260 0.785 BAS30/635-25 30 635×635×25 38 380 0.785 BAS40/635-25 40 635×635×25 50 500 0.785 BAY20/635-25 20 635×635×25 26 ——BAY30/635-25 30 635×635×25 38 ——BAY40/635-25 40 635×635×25 50 ——BMS20/635-25 20 635×635×25 26 260 0.785 BMS30/635-25 30 635×635×25 38 380 0.785 BMS40/635-25 40 635×635×25 50 500 0.785 表1中板框压滤机型号如BMS20/635-25的意义为：B表示板框压滤机，M表示明流式（若为A，则表示暗流式），S表示手动压紧（若为Y，则表示液压压紧），20表示过滤面积为20m2，635表示滤框边长为635mm的正方形，25表示滤框的厚度为25mm。
完成上述选型任务时可认为滤布阻力不随过滤压强差而变化，每获得1m3滤液所生成的滤饼体积也无显著变化。
实验任务书（2）工业转筒真空过滤机的设计研究设计工业用过滤机必须先测定有关的过滤参数，这项工作一般是用同一悬浮液在小型过滤实验设备中进行。
现有某一工厂需过滤含CaCO3 5.0% ~ 5.5% 的水悬浮液，过滤温度为25℃，固体CaCO3的密度为2930kg/m3。
要求工业回转真空过滤机的操作真空度为0.08Mpa，以滤液计的生产能力为0.001m3/s。