实验五过滤实验

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10～20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10～20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. 200mL烧杯2个，取水样测浊度用。

4. 20mL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㎜

测压板：长×宽=260㎜×2000㎜。测压管：玻璃管ф10㎜×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12～152

L⋅,持续几分钟，以便去

/m

s

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16h

m/。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24h

m/，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、

162

L⋅时滤层膨胀后的厚度，停止冲洗，测滤层厚度。

s

/m

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、16h

m/）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

表5-1 不同滤速过滤实验记录

水温: ℃

表5-2 滤池冲洗记录

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

表5-4 滤池反冲洗实验记录

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？