及瓶内壁上的试样全部洗入水中，摇转比重瓶以排除气泡，静置24小时后记录瓶中水面升高后的体积（V2），至少测两个试样取平均值。滤料比重按下式计算：

??Vg0（γ2?V1-滤料比重 g/cm;g0-试样的烘干重量 g；V1-水的原有体积 cm；

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V2-投入试样后水和试样的体积 cm）。

② 测定孔隙率：将测定比重后的滤料放入过滤柱中，用清水过滤一段时间后量测滤料层体积， 用公式m?1??V求出孔隙率。（G-烘干后滤料的重量，g；V-滤料体积，cm；γ-滤料比重 g/cm）

2、污水过滤实验（V型滤池和普通快滤）

（1）开启反冲洗进水阀，启动水泵，反冲洗滤层几分钟，以便去除滤层内的气泡； （2）关闭反冲洗进水阀，开启过滤阀门、过滤柱出水阀，降低柱内水位，将滤柱有

关数据记录表4-2 （3）调整加药量，使流量为80L/h时投药量符合要求，通入浑水同时加药，开始过滤，流量约80L/h。开始过滤后的1、3、5、10、20、30min??测出水浊度。并测进水浊度和水温。

（4）调整加药量，使流量为100L/h时投药量符合要求，加大流量至100L/h，加大流量后的10、20、30min??测出水浊度并测进水浊度。将有关数据记入表2-3

（5）提前结束过滤，用设计规范规定的冲洗强度、冲洗时间进行冲洗（生产上石英

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砂滤料冲洗强度取12～15（L/s.m），冲洗时间为7～5min），观察整个滤层是否均已膨胀。冲洗将结束时，取冲洗排水测浊度。测冲洗水温。将有关数据记入表2-3

3、滤层气、水反冲洗实验

气、水反冲洗是从浸水的滤柱下送入空气，当其上升通过滤层时形成若干气泡，使周围的水产生紊动，促使滤料反复碰撞，将粘附在滤料上的污物搓下，再用水冲出粘附污物。紊动程度的大小随气量及气泡直径大小而异，紊动越强烈则滤层搅拌也越强烈。气、水反冲洗的优点是可以洗净滤料内层，较好地消除结泥球现象且省水。当用于直接过滤时，优点更为明显，这是由于在直接过滤的原水中，一般都投加高分子助滤剂，它在滤层中所形成的泥球，单纯用水反洗较难去除。气、水反冲洗的方法一般是先气后水；也可气、水同时反洗，但此种方法滤料容易流失。 （1）、量出滤层厚度L0，开启气泵，进行反问冲洗； （2）、慢慢开启反冲洗进水阀门，使滤料刚刚膨胀起来，待滤料表面稳定后，记录反冲洗流量和滤层膨胀后的厚度L； （3）、开大反冲洗阀门，变化反冲洗流量，按步骤1测出反冲洗流量和滤层膨胀后的厚度L； （4）、改变反冲洗流量6-8次，直至最后一次砂层膨胀达100%为止。测出反冲洗流量和滤层膨胀后的厚度L，记入表2-4中

4、滤速与清洁滤层水头损失的关系实验 （1）、通入清水，调节流量计进水量和阀门，使流量约为60-80L/h，待测压管中水位稳定后，记下滤柱最高、最低两根测压管中水位值； （2）、增大过滤水量，使过滤流量依次为100、120、140、160 L/h左右，最后一次流量控制在200 L/h,分别测出滤柱最高、最低两根测压管中水位值,记入表2-6中。

注意：

1、用筛子筛分滤料时不要用力拍打筛子；

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G2、反冲洗滤料柱中的滤料时，不要使进水阀门开启度过大，应缓慢打开以防滤料冲出柱外；

3、在过滤实验前，滤层中应保持一定水位，不要把水放空以免过滤实验时测压管中积存空气 ； 4、冲洗时，为了准确地量出砂层厚度，一定要在砂面稳定后再测量，并在每一个反冲洗流量下连续测量三次。

六、 实验结果整理

（一） 滤料筛分和孔隙测定实验结果

1． 根据砂滤料筛分情况按表4-1进行记录。

表2-1 滤料筛分记录表 留在筛上的砂量 通过该筛号的砂量 筛孔 （mm） 重量（g） % 重量（g） % 筛后总重量W 误差[（100-W）/100]3100%= 2． 根据表2-1所列数据，以通过筛孔的砂量百分率为纵坐标，以筛孔孔径（mm）为横坐标，绘制滤料筛分级配曲线，并可求得d10,d80,K80。。

3． 根据粒径0.5、0.8、1.2mm滤料重量、体积、容重分别求出它们的孔隙度m值。

（二） 过滤实验结果

表2-2 滤柱基本参数表 滤柱内径（mm） 滤料名称 滤料粒径（cm） 滤料厚度（cm） 表2-3 过滤记录表 混凝剂： 原水水温： 流量（L/h） 滤速（m/h） 投药量过滤历时（min） 进水浊度 出水浊度 （mg/L） 1 3 5 80 10 20 30 ?? 10 20 100 30 ??. 根据表2-3实验数据，以过滤历时为横坐标，出水浊度为纵坐标，绘流量80L/h时的初滤水浊度变化曲线。设出水浊度不得超过3度，问滤柱运行多少分钟出水浊度才符合要求？绘流量100L/h时的出水浊度变化曲线。 （三）滤层反冲洗实验结果

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按照反冲洗流量变化情况、膨胀后砂层厚度填入表2-4；

表2-4 滤层反冲洗实验记录表 装置 旧 装置 测定次数 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 反冲洗流量 (L/h) 反冲洗强度 2（L/s.m） 膨胀后砂层厚度L (cm) 砂层膨胀度 e?L?L0% L0 新装置 反冲洗前滤层厚度L0= (cm) 根据表2-4实验数据，以冲洗强度为横坐标，滤层膨胀率为纵坐标，绘制冲洗强度与滤层膨胀率关系曲线。

（四）清洁砂层过滤水头损失实验结果

将过滤时所测流量、测压管水头填入表2-5。

表2-5 清洁滤层水头损失实验记录表 装滤 速流量清洁滤层顶部的清洁滤层底部清洁滤层水头损失（cm） 置 (m/h （L/h） 测压管水位（cm） 的测压管水位（cm） 旧 装 置 根据表2-5实验数据，以滤速为横坐标，清洁滤层水头损失为纵坐标，绘滤速与清洁滤层水头损失关系曲线。

七、 实验结果讨论

1．滤层内有空气泡时对过滤、冲洗有何影响？

2．当原水浊度一定时，采取什么措施能降低初滤水出水浊度？ 3．冲洗强度为何不宜过大？

新装置

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实验三 混凝实验

一、概述

什么是混凝？有什么作用？

混凝是在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去的过程。 作用：（1）有效地去除原水中的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和BOD5。 （2）有效地去除水中微生物、病原菌和病毒。

（3）去除污水中的乳化油、色度、重金属离子及其他一些污染物。

（4）混凝沉淀可去除污水中磷的90%—95%，是最便宜而高效的除磷方法。

(5) 投加混凝剂可改善水质，有利于后续处理。 二、实验目的

1、 学会求得一般天然水体最佳混凝条件（包括投药量、pH值、水流速度梯度）的基本方法；

2、 加深对混凝机理的理解。 三、实验原理

1、胶体的稳定与凝聚

水中胶体颗粒微小、表面水化和带电使其具有稳定性。带电胶体与其周围的离子组成如下图所示双电层结构的胶团(以FeCl3水解Fe(OH)3胶团为例)：

{[Fe(OH)3]mnH?,(n-x)Cl?x? {[胶核]电位形成离子，束缚反离子}?????????????????_

x.Cl?自由反离子?????

附........层 扩散层 吸?......?????? ................................ ?????????......................................................... 胶粒??..........???????????..........??????????

胶团

吸附层内的离子随胶体核一起运动表现出来的电位称为电动电位ζ,又称为Zeta电位，电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围。其值可由电泳或电渗实验结果用下式求得：

ζ=4πμu/(DE)

____

式中 μ液体的动力粘度,Pa

____颗粒电泳迁移的平均速度或液体电渗的平均移动速度,cm/s；

u

____

D液体的介电常数；

___

E两电极间单位距离外加的电位差，绝对静电单位/cm，l绝对静电单位=300V

一般天然水中胶体颗粒Zeta电位约在-30mV以上，投加混凝剂后，只要该电位降到-15mV左右即可得到较好的混凝效果。相反，当Zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态。

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