筛分过滤实验.docx

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1、一、实验目的1.测定天然河砂的颗粒级配；2.绘制筛分级配曲线，求d10、d80、K80；3.按设计要求对上述河砂进行再筛选；4.求定滤料孔隙率；5.过程熟悉普通快滤池过滤、冲洗的工作；6.加深对滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度的变化、冲洗强度与滤层膨胀率关系以及滤速与清洁滤层水头损失关系的理解。二、实验原理2.1滤料筛分实验滤料级配是指将不同大小粒径的滤料按一定比例加以组合，以取得良好的过滤效果。滤料是带棱角的颗粒，其粒径是指把滤料颗粒包围在内的球体直径（这是一个假想直径）。在生产中简单的筛分方法是用一套不同孔径的筛子筛分滤料试样，选

2、取合适的粒径级配。我国现行规范是以筛孔孔径0.5mm及1.2mm两种规格的筛子过筛，取其中段。这虽然简便易行但不能反映滤料孔径的均匀程度，因此还应该考虑级配情况。能反映级配状况的指标是通过筛分级配曲线求得的有效粒径d10以及d80和不均匀系数K80。d10——通过滤料质量10%的筛孔孔径，它能反映滤料中细颗粒尺寸，即产生水头损失的“有效”部分尺寸；d80——过滤料质量80%的筛孔孔径，它能反映粗颗粒尺寸；K80——d80与d10之比，即K80=d80/d10。K80越大表示粗细颗粒尺寸相差越大，滤料粒径越不均匀，这样的滤料对过滤及反冲洗均不

3、利。尤其是反冲时，为了满足滤料粗颗粒的膨胀要求就会使细颗粒因过大的反冲强度而被冲走；反之，若为满足细颗粒不被冲走的要求而减小反冲强度，粗颗粒可能因冲不起来而得不到充分清洗。故滤料需经过筛分级配。2.2过滤实验（水头损失）快滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂质，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。要想使过滤出水水质好，除了滤料组成需符合要求外，沉淀前或过滤前投加混凝剂也是必不可少的。当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需进行冲洗。少数情况下，虽然水头未达到最大允许值，但如果滤池出水浊度超过规定要求，也需进行冲洗。冲洗

4、强度需满足底部滤层恰好膨胀的要求。根据运行经验，冲洗排水浊度降至10~20度以下可以停止冲洗。快滤池冲洗停止时，池中水杂质较多且未投药，故初滤水浊度较高。滤池运行一段时间（约5～10min）后，出水浊度才符合要求。时间长短与原水浊度、出水浊度要求、药剂投量、滤速、水温以及冲洗情况有关。如初滤水历时短，初滤水浊度比要求的出水浊度高不了多少，或者说初滤水对滤池过滤周期出水平均浊度影响不大时，初滤水可以不排除。清洁滤层水头损失计算公式采用卡曼-康采尼（Carman-Kozony）公式h0=180νg1-E02E031φ⋅d02L0υ式中：h0——

5、水流通过清洁滤层水头损失，cm；ν——水的运动粘度，cm2/s；g——重力加速度，981cm/s2；E0——滤料孔隙率；d0——与滤料体积相同的球体直径，cm；L0——滤层厚度，cm；υ——滤速，cm/s；φ——滤料颗粒球度系数；天然滤料一般采用0.75~0.80。当滤速不高，清洁滤层水流属层流时，水头损失与滤速成正比，两者成直线关系；当滤速较高时，上式计算结果偏低，即水头损失增加率超过滤速增长率。为了保证滤池出水水质，常规过滤的滤池进水浊度不宜超过10~15度。本实验采用投加混凝剂的直接过滤，进水浊度可以高达几十以至百度以上。因原水加药较

6、少，混凝后不经反应直接进入滤池，形成的矾花粒度小，密度大，不易穿透，故允许进水浊度较高。三、实验设备与试剂表3-1实验中所用试剂及说明仪器（试剂）数量（说明）圆孔筛1套托盘天平1台（称量300g，感量0.1g）烘箱1台带拍摇筛机1台（如无则人工手摇）浅盘和刷（软、硬）各1个1000mL量筒1个过滤装置1套光电式浊度仪1台200mL烧杯2个（取水样测浊度用）20mL量筒1个秒表1个（测投药量用）2m钢卷尺1个温度计1个四、实验步骤4.1滤料筛分实验1.取样。取天然河砂300g，取样时要先将取样部位的表层铲去，然后取样。将取样器的中的砂样洗净后

7、放在浅盘中。2.称取砂样100g，选用一组筛子过筛。筛子按筛孔大小顺序排列，砂样放在最上面的一只筛（1.68mm筛）中。3.将该组套筛装入摇筛机，摇筛约5min，然后将筛套取出，再按筛孔大小顺序在洁净的浅盘上逐个进行手筛，直至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1%时为止。通过的砂颗粒并入下一筛号一起过筛，这样依次进行直至各筛号全部筛完。若无摇筛机，可直接用手筛。4.称量在各个筛上的筛余试样的质量（精确至0.1g）。所有各筛余质量与底盆中剩余试样质量之和与筛分前的试样总质量相比，其差值不应超过1%。5.将上述所得的各项数值填入表5-1中。4.

8、2过滤实验（水头损失）将有关滤柱数据记入表5-2.作滤速与清洁滤层水头损失的关系实验。通入清水，测不同滤速（流量为60、80、100、140、200、260、320、400L/h