【正文】 pH 值及沉淀時間等等，所以，相關(guān)因素也需要加以考慮。 （ 2）秒表 1 塊 ， PH 試紙一包； (3)濁度 儀 1 臺。 (6)lmL， 2mL， 5mL，移液管各 1 支。 (8)1 %Fe 3Cl 溶液 200mL。 (10)20ML 注射針筒 2 個 。 四．實驗步驟 1. 混凝劑的確定 及最小投藥量的確定 在硫酸鋁、三氯化鐵二種混凝劑中，確定一種最佳混凝效果的混凝劑。 (2)測定原水的濁度、 pH 值和水溫。 (5) 攪拌過程完成后，輕輕提起攪拌葉片 (注意不要再攪拌水樣 )。 (7)根據(jù)測得的濁度確定出最佳混凝劑及最小投藥量。用 6 只 1 000 ml的燒杯，分別用量筒量取 1000 ml原水 . (2) 根據(jù)步驟 2 得出的形成礬花最小混凝劑投加量， 取其 1／ 4作為 1_號燒杯的混凝投加量，其 2倍作為 6號燒杯的混凝劑投加量。把混凝劑移到與燒杯號相對應(yīng)的攪拌機投藥試管中。轉(zhuǎn)動試管架轉(zhuǎn)軸將混凝劑加入所對應(yīng)的燒杯中。慢速攪拌 (80 r／ min)10 min 。 (5)攪拌過程完成后，輕輕提起攪拌葉片 (注意不要再攪拌水樣 )。 (6)沉降時間到達后，用注射器分別抽出各燒杯中的上清液，并測其濁度及相應(yīng)的 pH 值。 5 ml， 1 (3)啟動攪拌機，快速攪拌 300 r／ min， 0． 5 min， 隨后停機，從每只燒杯中取 50ml水樣，依次用 pH 儀測定各水樣的 pH 值，記錄在表 3 中。 (5)啟動攪拌機，快速攪拌 300 r／ min， 0． 5 min，中速攪拌 150 r／ min， 10 min，慢速攪拌 70 r／ min， 10 min, 停機 . 7 (6)靜止 10 min，用 50 rnl注射針筒抽出燒杯中的上清液放入 100 ml燒杯中，同時用濁度儀測定剩余水的濁度，記錄在表 3 中。 (2)以沉淀后水樣濁度為縱坐標(biāo)，混凝劑加注量為橫坐標(biāo)，繪出濁度與投藥量關(guān)系曲 線 ，并在圖上求出最佳混凝劑投加量。 實驗小組名單 —— 實驗日期 表 1— 1 原始數(shù)據(jù)及兩種混凝劑濁度測定記錄表 原水濁度 ： 原水溫度 ： 原水 PH值 ： 混凝劑名稱 Al2 (SO4 )3 FeCl3 礬花形成時投混凝劑最佳量 剩余濁度 表 2— 2 某一種混凝劑投加 量的最佳選擇 水樣編號 1 2 3 4 5 6 混凝劑加入量 (ml) 剩余濁度 表 3— 3 pH 最佳值的選擇 水樣編號 1 2 3 4 5 6 10%的 HCl加入量 (ml) 10% 的NaOH加入量 (ml) PH 混凝劑加入量 (ml) 剩余濁度 六、思考題 (1)根據(jù)實驗結(jié)果以及實驗中所觀察到的現(xiàn)象，簡述影響混凝的幾個主要因素。 (2)繪制篩分級配曲線，求 d d80、 K80。 (一 ) 濾料篩分實驗 二 ．實驗原理 濾料級配是指將不同大小粒徑的濾料按一定比例加以組合，以取得良好的過濾效果。 在生產(chǎn)中簡單的篩分方法是用一套不同孔徑的篩子篩分濾料試樣，選取合適的粒徑級 配。這雖然簡便易行，但不能反映濾料粒徑的均勻程度，因此還應(yīng)考慮級配情況。 d10 是表示通過濾料質(zhì)量 10％篩孔孔徑，它反映濾料中細(xì)顆粒尺寸，即產(chǎn)生水頭損失 的有效部分尺寸； d80 系指通過濾料質(zhì)量 80％的篩孔孔徑，它反映粗顆粒尺寸； K80 為 d80 與 d10 之比，即 K80 =d80 ／ d10 。尤其是反沖時，為了滿足濾料粗顆粒的膨脹要求就會使細(xì)顆粒因過大的反沖強度而被沖走；反之，若為滿足細(xì)顆粒不被沖走的要求而減小反沖強度，粗顆粒可能因沖不起來而得不到充分清洗。 三 ．實驗設(shè)備與試劑 (1)圓孔篩一套，直徑 ，篩孔尺寸如表 21 所示。 (3)烘箱。 四 .實驗步驟 (1)取樣。 將取樣器中的砂樣洗凈后放在淺盤中，將淺盤置于 105℃恒溫箱中烘干，冷至室溫備用 . 2)稱取冷卻后的砂樣 lOOg，選用一組篩子過篩。所有各篩余質(zhì)量與底盤中剩余試樣的質(zhì)量與篩分前的試樣總質(zhì)量相比 ,其差值不超過 1%. 五 . 實驗結(jié)果 (1) 分別計算留在各號篩上的篩余百分率，即各號篩上的篩余質(zhì)量除以試樣總質(zhì)量的百分率 (精確至 0． 1 %)。 (4)濾料的再篩選。 例如設(shè)計要求 d10 =0． 60mm， K80 =1． 80 時，則 d80 =1． 80 0． 60=1． 08mm，按此要求篩選 . ①先自橫坐標(biāo) 0． 60mm 和 1． 08mm 兩點各作一垂線與篩分曲線相交，自兩交點作與橫橫坐標(biāo)相平行的兩條線與右邊縱坐標(biāo)軸線相 交于上下兩點。 ③找出新坐標(biāo)原點和 100％點，由此兩點向左方作平行于橫坐標(biāo)的直線，并與篩分曲相交，在此兩條平行線內(nèi)所夾面積是所選濾料，其余全部篩除。均勻的或形狀不規(guī)則的顆 ?？紫堵蚀?，反之則小。 孔隙率為濾料體積內(nèi)孔隙體積所占的百分?jǐn)?shù)。孔隙率的測定要先借助于比重瓶測出密度，然后經(jīng)過計算求出孔 隙率。 (2)李氏 比重瓶，容量 250ml。 (3)烘箱。 (5)淺盤、干燥器、料勺、溫度計等。將試樣在潮濕狀態(tài)下用四分法縮至 120g左右，在 105℃177。 所謂四分法是將試樣堆成厚 2cm 之圓餅，用木尺在圓餅上劃一十字分為 4 份，去掉不 相鄰的兩份，剩下的兩份試樣混合重拌、再分。 (2)向比重瓶中注入 冷開水至一定刻度，擦干瓶頸內(nèi)部附著水，記錄水的體積 (V1 )。 (4)用瓶內(nèi)水將黏附在瓶 頸及瓶內(nèi)壁上的試樣全部洗入水中，搖轉(zhuǎn)比重瓶以排除氣泡。至少測兩個試樣，取其平均值，記人表 2— 2。 11 120VVm??? (g/cm3 ) (2— 1) 式中 m。 (2)求定孔隙率。 Vm?? ??1 ( 2— 2) 式中 m—— 烘干后濾料的質(zhì)量， g； V—— 濾料 層 體積 ， cm3； ? 濾料密度， g／ cm3。 (2)比重瓶中冷開水應(yīng)適量。 (3)掌握實驗的操作方法。 ． 二、實驗原理 1．過濾與反沖洗模型 （圖 3— 1） 圖 3— l過濾及反沖洗實驗裝置 示 意圖 2．水過濾原理 水的過濾是根據(jù)地下水通過地層過濾形成清潔井水的原理而創(chuàng)造的處理渾濁水的方 法。過濾是水中懸浮顆粒與濾料顆粒間粘附作用的結(jié)果。此外，某些絮凝顆粒的架橋作用也同時存在。 3．影響過濾的因素 在過濾過程中，隨著過濾時間的增加，濾層中懸浮顆粒的量也會隨著不斷增加，這就 必然會導(dǎo)致過濾過程水力條件的改變。反之，在濾 速保持不 變時，將引起水頭損失的增加。此外，影響過濾的因素還有很多，諸 如水質(zhì)、水溫、濾速、濾料尺寸、濾料形狀、濾料級配，以及懸浮物的表面性質(zhì)、尺寸和強度等等。反沖洗的目 的是清除濾層中的污物，使濾池恢復(fù)過濾能力。反沖洗時，濾料層膨脹起來，截留于濾層中的污物，在濾層孔隙中的水流 剪力作用下，以及在濾料顆粒碰撞摩擦的作用下，從濾表面脫落下來，然后被沖洗水流帶 13 出濾池。該剪力既與沖洗流速有關(guān)，又與濾 層膨脹有關(guān)。高速水流反沖洗是最常用的一種形式，反沖洗 效果通常由濾床膨脹率 e來控制，即 e=00LLL? 100% 式中 L—— 砂層膨脹后的厚度 (cm)； Lo—— 砂層膨脹前的厚度 (cm)。 三、實驗設(shè)備、儀器 及試劑 (1)過濾與反沖洗的實驗裝置 (1 套 )； (2)一米直尺一根 ； (3)濁度儀 (1臺 )； (4)燒杯 (200 ml)。 四 、實驗操作步驟 在實驗中要控制濾料層上的工作水深保持基本不變。 (1)對照工藝圖，了解實驗裝置及構(gòu)造。 (3)配制原水，使其渾濁度大致在 20～ 40mg/l范圍內(nèi)，以最佳投藥量將混凝劑 Al2(S04)3 或者 FeCl3投入原水箱中，經(jīng)過攪拌，啟泵進行過濾試驗 。 (5)觀察雜質(zhì)絨粒進入濾層深度情況。 五 、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果整理 (1)根據(jù)過濾試驗結(jié)果，歸納出水頭損失、水質(zhì)、絨粒分布隨工作延續(xù)時間 變化的情況，繪制出濾池工作水質(zhì)曲線圖 (圖 3— 2)。 表 3— 3 濾池反沖洗實驗記錄 原始條件 濾管直徑 /mm 濾層面積 /㎡ 濾料名稱 濾料粒徑 /mm 濾料厚度 h／ m 石英砂 無煙煤 項目 Q Lo L e=00LLL? 100% q=FQ 水溫 e平均 q平均 1 2 3 4 5 6 7 8 9 圖 3— 2出水剩余濁度與時問的 關(guān)系曲線 15 (3)根據(jù)反沖洗試驗記錄結(jié)果，繪制一定溫度下的沖洗強度與膨脹率的關(guān)系曲線，并 綜合四組不同的曲線進行分析比較 (圖 4)。 (2)在過濾實驗前，濾層中應(yīng)保持一定水位，不要把水放空，以免過濾實驗時測壓管中 積有空氣。 16 實驗四 強酸性 陽離子交換樹脂交換容量的測定 一 ．實驗?zāi)康? (1)加深對強酸性陽離子交換樹脂交換容量的理解。 二 ．實驗原理 交換容量是交換樹脂最重要的性能，它定量地表示樹脂交換能力的大小。以強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂為例， 其單元結(jié)構(gòu)式為 單元結(jié)構(gòu)式中共有 8個碳原子、 8個氫原子、 3個氧原子、 1個硫原子，其相對分子質(zhì) 量為 812 ． 011+81 ． 008+315 ． 994+132 ． 06= 只有強酸基團 S03H中的 H遇水電離形式 H+可以交換，即每 184． 2g干樹脂中只有 1g可交 換離子。測定陽離子交換樹脂容量常采用堿滴定法，用酚酞作指示劑，按下式 計算交換容量。 V NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量， mL； W— — 樣品濕樹脂質(zhì)量， g。 (2)烘箱 1臺。 (4)250mL三角燒瓶 2個。 (6)強酸性陽離子交換樹脂。 (8)1mol／ L NaOH溶液 1000mL。 (10)1％酚酞乙醇溶液。在酸堿互換時應(yīng)用 200mL無離子水進行洗滌。 (2)測強酸性陽離子交換樹脂固體含量 (％ ) 稱取雙份 1． 0000g的樣品，將其中一份 放入 105～ 110℃ 烘箱中約 2h，烘干至恒重后放入氯化鈣干燥器中冷卻至室溫，稱量，記錄 干燥后的樹脂質(zhì)量。記錄NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度及用量 (表 1)。 (2)根據(jù)實驗測定數(shù)據(jù)計算樹脂交換容量。 (2)烘干時一定要按規(guī)定調(diào)好溫度。 (2)加深對鈉離子交換基本理論的理解。樹脂失效后要進行再生，即把樹脂上吸附的鈣、鎂離子置換出來， 代之以新的可交換離子。基本反應(yīng)式如下。本實驗采用鈉離子交換。 (3)2020mm鋼卷尺 1個。 (5)食鹽數(shù)百克。 19 (2)測原水硬度，測量交換柱內(nèi)徑 (直徑 70mm)及樹脂層高度 (填入 表 2)。 (4)軟化 .運行流速采用 15m/h,每隔 10min測一次水的硬度 ,測兩次并進行比較 . (5)改變運行流速 .流速分別取 20m/h,25m/h,30m/h,每個流速下運行 5min,測出水的硬度 (填入表 3). 表 2原水硬度及實驗裝置有關(guān)數(shù)據(jù) 原水硬度 (以 CaC03計 )／ (mg／L) 交換柱內(nèi)徑／ cm 樹脂層高度 ／ cm 樹脂名稱及型號 表 3交換實驗記錄 運行流速查／ (m／h) 運行流量／ (L／ h) 運行時間／ min 出水硬度 (以 CaC03 計 )／ (mg／ L) 15 15 20 25 30 10 10 5 5 5 (6)反洗。反洗結(jié)束將水放 到水面高于樹脂表面 10cm左右 (表 4)。配制含量 10％ 的食鹽再生液。再