环境工程原理实验报告

环境工程原理

实验报告

专业班级：

姓名：

学号：

课程名称：环境工程原理

指导教师：

环境与资源学院

2015年12 月26日

1.板框压滤机过滤实验

1.1实验目的

（1）熟悉板框过滤机的结构和操作法；

（2）测定在恒压过滤操作时的过滤常数；

（3）掌握过滤问题的简化工程处理法。

1.2实验原理

1.2.1过滤原理

过滤是利用能让液体通过而截留固体颗粒的多介质（滤布和滤渣），使悬浮液中的固、液得到分离的单元操作。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，该固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加。过滤操作可分为恒压过滤和恒速过滤。当恒压操作时，过滤介质两侧的压差维持不变，则单位时间通过过滤介质的滤液量会不断下降。过滤速率基本程的一般形式为：

()

Ve V v r P A d dV s

+∆=-'12μτ 恒压过滤时，对上式积分可得：

()()e e K q q ττ+=+2

对上式微分可得：

K

q K q dq d e 22+=τ 该式表明dτ/dq～q 为直线，其斜率为2/K ，截距为2q e /K ，为便于测定数据计算速率常数，可用Δτ/Δq 替代dτ/dq ，则上式可写成：

K

q K q q e 22+=∆∆τ 将Δτ/Δq 对q 标绘（q 取各时间间隔的平均值），在正常情况下，各点均应在同一直线上，直线的斜率为2/K=a/b ，截距为2q e /K=c ，由此可求出K 和q e 。

1.2.2板框压滤机结构及运作

板框压滤机主要结构（见图1-1）组成：

（1）机架：机架是压滤机的基础部件，两端是止推板和压紧头，两侧的大梁将二者连执着起来，大梁用以支撑滤板、滤框和压紧板。a 、止推板：它与支座连接将压滤机的一端

坐落在地基上，厢式压滤机的止推板中间是进料，四个角还有四个，上两角的是洗涤液或压榨气体进口，下两角为出口（暗流结构还是滤液出口）b、压紧板：用以压紧滤板滤框，两侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动。c、大梁：是承重构件，根据使用环境防腐的要求，可选择硬质聚氯乙烯、聚丙烯、不锈钢包覆或新型防腐涂料等涂覆。

（2）压紧机构：手动压紧、机械压紧、液压压紧。a、手动压紧：是以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧。b、机械压紧：压紧机构由电动机（配置先进的过载保护器）减速器、齿轮付、丝杆和固定螺母组成。压紧时，电动机正转，带动减速器、齿轮付，使丝杆在固定丝母中转动，推动压紧板将滤板、滤框压紧。当压紧力越来越大时，电机负载电流增大，当大到保护器设定的电流值时，达到最大压紧力，电机切断电源，停止转动，由于丝杆和固定丝母有可靠的自锁螺旋角，能可靠地保证工作过程中的压紧状态，退回时，电机反转，当压紧板上的压块，触压到行程开关时退回停止。c、液压压紧：液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆与压紧板连。

（3）过滤机构：过滤机构由滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成，滤板两侧由滤布包覆，需配置压榨隔膜时，一组滤板由隔膜板和侧板组成。隔膜板的基板两侧包覆着橡胶隔膜，隔膜外边包覆着滤布，侧板即普通的滤板。物料从止推板上的时料进入各滤室，固体颗粒因其粒径大于过滤介质的径被截留在滤室里，滤液则从滤板下的出液流出。滤饼需要榨干时，除用隔膜压榨外，还可用压缩空气或蒸气，从洗涤口通入，气流冲去滤饼中的水份，以降低滤饼的含水率。

图1 -1 板框压滤机结构

运作式：由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重

新压紧板、框，开始下一工作循环。

板框压滤机对于滤渣压缩性大或近于不可压缩的悬浮液都能适用。适合的悬浮液的固体颗粒浓度一般为10%以下，操作压力一般为0.3～0.6兆帕，特殊的可达3兆帕或更高。过滤面积可以随所用的板框数目增减。板框通常为正形，滤框的边长为320～2000毫米，框厚为16～80毫米，过滤面积为1～1200米2。板与框用手动螺旋、电动螺旋和液压等式压紧。板和框用木材、铸铁、铸钢、不锈钢、聚丙烯和橡胶等材料制造。

1.3操作步骤

如图1-2所示，板式压滤机操作主要有如下三个步骤。

第一步压紧：压滤机操作前须进行整机检查：查看滤布有无打折或重叠现象，电源是否已正常连接。检查后即可进行压紧操作，首先按一下“启动”按钮，油泵开始工作，然后再按一下“压紧”按钮，活塞推动压紧板压紧，当压紧力到达调定高点压力后，液压系统自动跳停。

图1-2 板框压滤机基本操作流程图

第二步进料：当压滤机压紧后，即可进行进料操作：开启进料泵，并缓慢开启进料阀门，进料压力逐渐升高至正常压力。这时观察压滤机出液情况和滤板间的渗漏情况，过滤一段时间后压滤机出液出液量逐渐减少，这时说明滤室滤渣正在逐渐充满，当出液口不出液或只有很少量液体时，证明滤室滤渣已经完全充满形成滤饼。如需要对滤饼进洗涤或风干操作，即可随后进行，如不需要洗涤或风干操作即可进行卸饼操作。

第三步洗涤或风干：压滤机滤饼充满后，关停进料泵和进料阀门。开起洗涤泵或空压机，缓慢开启进洗液或进风阀门，对滤饼进行洗涤或风干。操作完成后，关闭洗液泵或空压机及其阀门，即可进行卸饼操作。第四步卸饼：首先关闭进料泵和进料阀门、进洗液或进风装置和阀门，然后按住操作面板上的“松开”按钮，活塞杆带动压紧板退回，退至合适位置后，放开按住的“松开”按钮，人工逐块拉动滤板卸下滤饼，同时清理粘在密封面处的滤渣，防止滤渣夹在密封面上影响密封性能，产生渗漏现象，至此一个操作期完毕。

1.4 分析与讨论

1.4.1在使用板框压滤机是，为什么初期滤液是浑浊的？

答：板框压滤机所采用的过滤式其机理是滤饼过滤，是使用织物、多材料或膜作为过滤介质，过滤介质只是起着支撑滤饼的作用，随滤饼的形成真正起过滤介质作用的是滤饼本身。在过滤初期，滤饼没有形成，而部分小颗粒可以进入甚至穿过介质的小，因此，初期滤液是浑浊的。

1.4.2滤浆浓度和过滤压强对K值有什么影响？

答：K=2k·Δp^(1-s)，s为滤屏压缩性指数，对不可压缩滤饼，s=0.。k=1/（μrc)，μ为滤液黏度，r为比阻，c为浓度。所以一般地讲，滤浆浓度越大，过滤常数K越小，滤浆浓度越小，K越大。过滤压强Δp越大，过滤常数K也越大，反之则越小。

1.4.3当操作压强增加一倍，其K值是否也增加1倍？要得到同样的滤液量，其过滤时间是否缩短了1半？

答：对不可压缩滤饼，当操作压强增加一倍，其K值也增加1倍。由恒压过滤公式：q2＋2qq e＝Kt可得，保持同样的滤液量，其过滤时间缩短了一半。

2.活性炭吸附实验

2.1实验目的

（1）通过实验埋解沾性炭对污染物的吸附去除

（2）掌握用静态吸附法确定活性炭等温吸附式的法

2.2 实验原理

活性炭吸附是目前国外应用比较多的一种水处理手段。由于活性炭对水部分污染物都有较好的吸附作用，因此，活性炭吸附应用于水处理时往往具有出水水质稳定，适用于多种污水的优点。活性炭吸附常用来处理某些工业废水，在有些特殊情况下也用于水处理。

活性炭吸附利用活性炭固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，达到净化水质的目的。活性炭的吸附作用产生于两个面，一是物理吸附，指的是活性炭表面的分子受到不平衡的力，而使其他分子吸附于其表面上；另一个是化学吸附，指活性炭与被吸附物质之间的化学作用。活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。当活性炭在溶液中的吸附和解析处于动态平衡状态时，成为吸附平衡，此时，被吸附的物质的溶液中的浓度和再活性炭表面的