環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(編輯修改稿)
2024-09-19 15:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (4)進(jìn)一步深化理解過濾的基本機(jī)理； (5)深入理解反沖洗強(qiáng)度與濾料層膨脹高度間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理 1． 過濾 本實(shí)驗(yàn)采用單層均勻石英砂濾料進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn)。過濾過程中，過濾的原水從過濾柱的上部流入，依次流經(jīng)濾料層、承托層、 配水區(qū)及集水區(qū)， 從濾柱的底部流出， 在清水過濾過程中，主要考察清潔濾料層隨過濾速度的變化， 其各濾料層的水頭損失變化情況。過濾過程中濾料層內(nèi)始終保持清潔狀態(tài)，因而在同一過濾速度下，各濾料層內(nèi)的水頭損失不隨過濾時(shí)間的變化而變化；在原混水的過濾過程中，濾料層通過對(duì)混水中雜質(zhì)的機(jī)械截留作用而使水中的雜質(zhì)得到去除，濾料層中的水頭損失將隨過濾時(shí)間的延長而逐漸增加；在經(jīng)混凝后的混水過濾過程中，水中的雜質(zhì)主要通過接觸絮凝的途徑而從水中得以去除，其濾料層中水頭損失的變化規(guī)律類似于原混水過濾，但其隨過濾時(shí)間的延長而增加的速度要比原混水過濾時(shí)快，且其出水水質(zhì)要比前者好． 在過濾過程中，隨濾料層截污量的增加，濾層的孔隙度m減小，水流穿過砂層縫隙的流速增大，導(dǎo)致濾料層水頭損失的增加。均勻?yàn)V料層的水頭損失H可用下式進(jìn)行計(jì)算：式中：K——無因次數(shù)，通常取4～5；do濾料粒徑(cm)；v——過濾速度(cm／s)；L0——濾料層厚度(cm)；μ——水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)(cm2／s)；ψ——濾料顆粒球形度系致()；m——濾料層的孔隙度（=1G/V/Υ ，其中G為濾料重量、V為濾料層體積、 Υ為容重）上式中第一項(xiàng)為粘滯項(xiàng)，第二項(xiàng)為動(dòng)力項(xiàng)，根據(jù)過濾速度大小的不同，各項(xiàng)所占的比例也不同． 2．反沖洗為了保證過濾后的出水水質(zhì)及過濾速度，但過濾一段時(shí)間后，需要對(duì)濾料層進(jìn)行反沖洗，以使濾料層在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)其工作能力。反沖洗的方式有多種多樣，其原理是一樣的。反沖洗開始時(shí)，承托層、濾抖層未完全膨脹，相當(dāng)于濾池處于反向過濾狀態(tài)。 當(dāng)反沖洗強(qiáng)度增加后，可使濾料層處于完全膨脹、流化的狀態(tài)。為使濾料層中截留的雜質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)徹底清洗干凈，必須使濾料層處于完全的膨脹狀態(tài)。但濾料層的膨脹高度大小與反沖洗強(qiáng)度及反沖洗的用水量等都有密切的關(guān)系。因而，為在短時(shí)間、少水量的前提下獲得最佳的反沖洗效果，需研究反沖洗強(qiáng)度與濾料層膨脹率之間的關(guān)系。根據(jù)濾料層膨脹前后的厚度，可用下式計(jì)算出濾料層的膨脹率e:e=(L0L)/L0100%式中：L——濾料層膨脹后的厚度（cm） e ——濾料層膨脹率（%）三．實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備1．實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)采用如下圖21所示的實(shí)驗(yàn)裝置。過濾時(shí)，清水來自自來水管，混水來自水箱；濾料層 承托層 水泵 水泵進(jìn)水閥、過濾進(jìn)水閥 過濾出水閥 過濾出水流量計(jì)放空閥 測(cè)壓管閥反沖洗進(jìn)水閥 1反沖進(jìn)水流量計(jì)2．實(shí)驗(yàn)設(shè)備，儀器及藥品 ‘ (1) 過濾柱(有機(jī)玻璃，具體尺寸見實(shí)驗(yàn)裝置) 1套(2) 反沖洗進(jìn)水、過濾出水流量計(jì)（具體型號(hào)見裝置） 各1個(gè)（3）測(cè)壓板 1塊（4）測(cè)壓管(玻璃管102m) 6根（5）卷尺(0～) 1把（6）濁度儀(光電式) 1臺(tái)（7）秒表 1塊四、實(shí)驗(yàn)步驟： 采用衡水頭變?yōu)V速的過濾方法，過濾開始前，先測(cè)定衡水位的水面高度，并進(jìn)行記錄。清水過濾（1）、打開水泵進(jìn)水管、水泵開關(guān)及各測(cè)壓管開關(guān)；（2）、打開過濾進(jìn)水閥門，調(diào)節(jié)25l/h，待測(cè)壓管中水位穩(wěn)定后，讀取各測(cè)壓管中的水位值，并加以記錄；（3）、增大過濾流量，使進(jìn)水流量依次為50 l/h、100 l/h、150 l/h、200 l/h、250 l/h，重復(fù)步驟（2），進(jìn)行讀數(shù)和記錄；（4）、關(guān)閉過濾進(jìn)水閥門，關(guān)閉水泵及各測(cè)壓管；（5）、用卷尺測(cè)量各測(cè)壓管間濾料層的厚度及濾料層的總高度，記錄；（6）、根據(jù)測(cè)定結(jié)果作出濾速與各測(cè)壓管水頭損失值間的關(guān)系曲線并進(jìn)行分析?；焖^濾實(shí)驗(yàn)方法同清水過濾。
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