废水过滤处理虚拟实训指导书

1、废水过滤处理实训指导书目录1.实验目的32.基础知识32.1.水过滤原理32.2.影响过滤的因素32.3.滤料层的反冲洗33.实验装置及材料44.实验步骤45.实验数据及结果整理56.注意事项61. 实验目的1. 了解过滤设备的组成与构造。2. 观察过滤及反冲洗现象，了解过滤及反冲洗原理。3. 掌握实验室的操作方法。4. 掌握滤池主要技术参数的测定方法。2. 基础知识2.1. 水过滤原理 过滤一般是指石英砂等颗粒状滤料层节流水中悬浮杂质，从而使水达到澄清的工艺过程。过滤是水中悬浮颗粒与滤料颗粒间黏附作用的结果。黏附作用主要取决于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质，当水中颗粒迁移到滤料表面上时，在

2、范德华引力和静电引力以及某些化学键和特殊的化学吸附力作用下，它们黏附到滤料表面上。此外，某些絮状颗粒的架桥作用也同时存在。经研究表明，过滤主要还是悬浮颗粒与滤料颗粒经过迁移和黏附两个过程来完成去除水中杂质的过程。2.2. 影响过滤的因素 在过滤过程中，随着过滤时间的增加，滤层中悬浮颗粒的量也会随之不断增加，就必然会导致过滤过程水力条件的改变。当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水位一定时，如果孔隙率减小，则在水头损失不变的情况下，必然引起滤速减小。反之，在滤速保持不变时，必然引起水头损失的增加。就整个滤料层而言，上层滤料截污量多，下层滤料截污量小，因此水头损失的增值也由上而下逐渐减小。此外，影响

3、过滤的因素还有水质、水温以及悬浮物的表面性质、尺寸和强度等。2.3. 滤料层的反冲洗 过滤时，随着滤层中杂质截留量的增加，当水头损失增至一定程度，滤池产水量锐减，或由于滤后水质不符合要求时，滤池必须停止过滤，进行反冲洗。反冲洗的目的是清除滤层中的污物，使滤池恢复过滤能力。反冲洗时，滤料层膨胀起来，截留于滤层中的污物，在滤层孔隙中的水流剪力以及滤料颗粒相互碰撞摩擦的作用下，从滤料表面脱落下来，然后被冲洗水流带出滤池。反冲洗效果主要取决于滤层孔隙水流剪力。该剪力既与冲洗流速有关。又与滤层膨胀率有关 。冲洗流速小，水流剪力小；而冲洗流速较大时，水流反冲洗是最常用的一种形式，反冲洗效果通常是由滤床膨胀

4、率e来控制，即 e=×100% 式中 L-砂层膨胀后的厚度，cm; -砂层膨胀前的厚度，cm。 通过长期实验研究，e为25%时反冲洗效果即可以为最佳。3. 实验装置及材料1.过滤及反冲实验装置见下图2.酸度计（1台）3.浊度计（1台）4.烧杯（200ml）5.硫酸铝(质量分数1%)6.聚丙烯酰胺(质量分数0.1%)7.三氯化铁(质量分数1%)4. 实验步骤在实验中要控制滤料层上的工作深度保持不变。仔细观察绒粒（微絮凝体）进入滤料层深度及绒粒在滤料层中的分布情况。1. 对照工艺图，了解实验装置及构造。2. 测量并记录原始数据，填入表7-1中。3. 配置原水，使其浊度大致在20°

5、;-40°范围内，以最佳投药量将混凝剂或者投入原水箱中，经过搅拌，开启水泵进行过滤实验。4. 每隔半小时测定或校对一次运行参数，填入表7-25. 观察杂质绒粒进入滤层深度情况。6. 不同虑管采用不同虑速进行平行试验，滤速分别为：，5m/h;2,8m/h;3，12m/h;16m/h。表7-1 原始数据录表滤管编号滤管直径/mm滤管面积/m2滤管高度/m滤料名称滤料厚度/m12347. 反冲洗实验（1）了解实验装置；（2）列表测量并记录各参数，填入表4-2中；（3）做膨胀率e=20%，40%，80%的反冲洗强度q的实验；（4）打开冲洗水泵，调整膨胀率e，测出反冲洗强度值；（5）测量每个反

6、冲洗强度时，应连续测3次，并取平均值计算。表7-2 过滤实验记录表项目备注原水浊度/NTU原水投药量/(mg/L)流量/(L/min)流速/（m/s）水头损失/cm工作水深/m绒粒穿入深度/cm滤后水浊度/NTU5. 实验数据及结果整理1. 根据过滤实验结果，归纳出4根滤管的水头损失、水质、绒粒分布随过滤时间变化的情况，在图5-1的坐标内绘制出水剩余浊度与时间的关系曲线图。表7-3 滤池反冲洗实验记录表滤管编号原始条件滤管直径/mm滤层面积/m2滤料名称滤料粒径/mm滤料厚度h/m石英砂无烟煤项目实验次数 Q/(L/s)h/cm/cm水温/e平均q平均12342. 绘出（h-v）变化曲线，总结四根滤管不同流速与水头损失的变化规律，理解滤速v与水头损失h之间的关系。3. 根据反冲洗实验记录结果，在图4-8的坐标系内绘制一定温度下的反冲洗强度与膨胀率的关系曲线，并比较不同反冲洗强度下膨胀率的变化。6. 注意事项1. 在过滤实验前，滤层中应保持