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1、过滤与反冲洗实验一、实验目的 了解过滤实验装置的组成和构造。 通过实验，进一步了解过滤及反冲洗原理。 掌握过滤及反冲洗实验的操作方法。二、实验原理分级筛子可以截留部分比筛孔小的颗粒， 地表水渗入地下通过地层过滤可形 成清洁井水。受这些自然现象启发 , 人类创造了处理浑浊水的方法，即过滤。分 析表明，接触絮凝作用、 筛滤作用、沉淀作用是浑浊水通过滤层达到清洁的因素， 并以接触絮凝作用为主。过滤一般用石英砂等颗粒状滤料层截留水中悬浮杂质， 从而使水达到澄清的工艺过程。 为提高出水清洁度， 应合理进行滤层级配和投加 混凝剂。在过滤过程中，随着过滤时间的增加， 滤层中悬浮颗粒的量会随之不断增加， 这就
2、必然会导致过滤过程水力条件的改变。 使孔隙率减小滤速减小、 滤层两侧压 力差增大， 并有可能造成部分已被截留的杂质冲出滤层。 因此，当过滤水头损失 达到最大允许值或出水浊度超过规定值时， 滤池需进行反冲洗， 以排除滤层中所 截留的杂质。 反冲洗强度以能保证最底层滤料膨胀即可。 滤池冲洗通常采用自下 而上的水流进行反冲洗的方法。 反冲洗时，滤料层膨胀起来， 截留滤层中的污物， 在滤层空隙中的水流剪力作用下， 以及在滤料颗粒碰撞摩擦的作用下， 从滤层表 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，又与滤层膨胀有关。冲洗流速小，水流剪力小；
3、 冲洗流速大，使滤层膨胀度大，滤层孔隙中水流剪力又会降低，因此，冲洗流速 应控制适当。影响过滤效果的因素还有很多，诸如水质、水温、滤速、滤料尺寸、滤料形 状，以及悬浮物的表面性质、尺寸和强度等。本系统仅考虑滤速的影响三、实验设备及仪器（ 1） 仪器 过滤与反冲洗的实验装置 光电式浑浊度仪（ 1 台） （ 2） 器具 烧杯（ 200ml，2 个） 秒表（ 1 块） 温度计(0100OC,1支)四、实验内容与步骤基本数据记录表实验系统编号滤柱内径/mm滤料名称滤料粒径/mm滤层厚度/m原水温度/0C原水浊度(1) 做冲洗强度与滤层膨胀率实验 测量滤层初始高度，记录于基本数据记录表中。 打开阀门1、
4、2和恒压水箱上水阀。 调整阀门1、2测4种冲洗强度时冲洗强度与滤层膨胀率关系。此时需测量 滤层高度、管路上的流量计的数值。将数据记录在冲洗强度与滤层膨胀率实验记 录表中。 关闭阀门和泵，准备下一步实验。冲洗强度与滤层膨胀率实验记录表序号冲洗流量/(L/h)冲洗强度2/l/s?m滤层初始厚度/m滤层膨胀后厚度/m滤层膨胀率/%1234(2)做过滤实验 准备实验用原水。取河水或用细土和自来水配置水样，置于水箱中 启动水泵和搅拌装置。 水箱内水质均匀后，打开阀门3、4。过滤柱进水后打开阀门5取初始水样 并测浑浊度。 调整阀门3、4,做两种滤速的过滤。过滤柱水位稳定后，计时开始，取1min、 3min
5、、5min， 10min、20min、30min 时刻 的出水水样，并将 阀 门3、 4所在管路上流量计的数据记录在冲洗强度与滤层膨胀率实验记录表中。实验 中，通过调整阀门3改变滤速，调整4控制过滤柱水位高度不变。 测量所取水样的浑浊度。将数据记录在过滤实验记录表中过滤实验数据记录表流量/（ L/h）滤速/(m/h)取水时刻（min）原水浑浊度出水浑浊度135102030135102030 关闭阀门和泵，准备下一步实验（3）做滤速与清洁滤层水头损失的关系实验 打开阀门1、2和恒压水箱上水阀，反洗滤层至出水变清为止。 打开阀门3、4,做不同滤速的实验。调整阀门3、4控制流量和过滤柱水位 高度稳定。在不同滤速下，将阀门3与4所在管路上流量计的数据、测压计所接 滤层底部和顶部的测压管水位高度记录在滤速与清洁水头损失的关系实验表中滤速与清洁滤层水头损失的关系实验流量/（ L/h）滤速/(m/h)滤层顶部的测压管水位/m滤层底部的测压管水位/m清洁滤层水头损失/kPa（ 4） 整个实验完成后，用恒压水箱的清水冲洗实验系统。五、实验数据及结果整理 整理表数据，绘制冲洗强度与滤层膨胀率关系曲线。 整理表数据，绘制出水时刻与出水浑浊度关系曲线。 整理表数据，绘制滤速与清洁滤层水头损失的关系曲线 思考题1为什么过滤前需要排除滤层内的气泡？2 当原水浊度一定时，采取哪些措施能降低出滤水浑浊度？
