濾層反沖洗試驗課件

張志軍、李英柳

常州大學安全與環(huán)境工程學院

10:18《水處理實驗技術(shù)》

張志軍、李英柳

常州大學安全與環(huán)境工程學院

02實驗1.過濾與反沖洗實驗一、實驗目的二、實驗原理三、實驗裝置、設(shè)備四、實驗步驟實驗1.過濾與反沖洗實驗一、實驗目的過濾技術(shù)過濾技術(shù)——選擇和利用多孔的過濾介質(zhì)（濾料截面）使水中的雜質(zhì)得到分離的固液分離過程。

常與混凝、沉淀結(jié)合使用，不僅能有效地降低水的濁度，且能去除某些有機物和細菌、病毒。生活飲用水處理和作為工業(yè)水處理的預處理過程。過濾技術(shù)過濾技術(shù)——選擇和利用多孔的過濾介質(zhì)（濾料截面）使水過濾技術(shù)過濾技術(shù)(一)實驗內(nèi)容

1、清潔砂層過濾水頭損失實驗

2、濾層反沖洗實驗（二）實驗目的

1、掌握清潔砂層過濾時水頭損失計算方法和水頭損失變化規(guī)律；

2、掌握反沖洗濾層時水頭損失計算方法。一、實驗內(nèi)容與目的(一)實驗內(nèi)容一、實驗內(nèi)容與目的1、過濾是具有孔隙的物料層截留水中雜質(zhì)從而使水得到澄清的工藝過程。當濾速不高，清潔濾層中水流屬層流時，水頭損失與濾速成正比，兩者成直線關(guān)系；當濾速較高時,即水頭損失增長率超過濾速增長率。2、為了保證濾后水質(zhì)和過濾濾速，當過濾一段時間后，需要對濾層進行反沖洗，使濾料層在短時間內(nèi)恢復工作能力。為了保證濾后水質(zhì)和過濾濾速，當過濾一段時間后，需要對濾層進行反沖洗，使濾料層在短時間內(nèi)恢復工作能力。反沖洗開始時承托層、濾料層未完全膨脹，相當于濾池處于反向過濾狀態(tài)，當反沖洗進度增大后，濾料層完全膨脹，處于流態(tài)化狀態(tài)。根據(jù)濾料層膨脹前后的厚度便可求出膨脹度（率）。二、實驗原理

1、過濾是具有孔隙的物料層截留水中雜質(zhì)從而使水得到澄清的工藝三、實驗裝置、設(shè)備1、過濾裝置2、實驗設(shè)備及器皿：過濾柱：有機玻璃d=100mmL=2000mm一根測壓板、測壓管一套篩子孔徑0.2-2mm，中間不少于4檔1組托盤天平(500g/0.1g)、烘箱、量筒、容量瓶、比重瓶、干燥器、鋼尺、溫度計等三、實驗裝置、設(shè)備1、過濾裝置濾層反沖洗試驗課件四、實驗步驟

1、清潔砂層過濾水頭損失實驗2、濾層反沖洗實驗四、實驗步驟1、清潔砂層過濾水頭損失實驗1、清潔砂層過濾水頭損失實驗1、清潔砂層過濾水頭損失實驗濾層反沖洗試驗課件2、濾層反沖洗實驗2、濾層反沖洗實驗濾層反沖洗試驗課件實驗2.混凝實驗一、實驗目的二、實驗原理三、實驗裝置、設(shè)備及材料四、實驗內(nèi)容及步驟實驗2.混凝實驗一、實驗目的1、通過實驗了解電氣浮工藝原理，加深對混凝電氣浮工藝處理廢水的理解；2、學會選擇和確定最佳混凝電氣浮工藝條件的基本方法；3、了解影響混凝過程的相關(guān)因素：電流和混凝劑投加量。實驗目的實驗目的

電氣浮是通過電解產(chǎn)生微氣泡從而達到固液分離的目的，由于電極產(chǎn)生的微氣泡的直徑僅20—50um(加入表面活性劑時可以小于20um)遠遠小于常規(guī)壓力溶氣氣浮的微氣泡的粒徑(約80—100um)，因此在工業(yè)應(yīng)用中有一定的前景。電氣浮根據(jù)電極的情況，可以分為可溶性電極和不溶性電極兩種，可溶性電極常用鐵電極或鋁電極作陽極，電解時產(chǎn)生鐵離子或鋁離子起混凝劑的作用，陰極產(chǎn)生的氫氣微氣泡起氣浮分離作用，常稱為電絮凝；不溶性電極常使用鉑、鈦、石墨等惰性電極，電解時陽極產(chǎn)生氧化性很強的[O]或[Cl]及氧氣微氣泡，陰極產(chǎn)生氫氣微氣泡，具有氧化還原及氣浮分離作用，并在前道工藝單元中進行混凝或直接在電氣浮中加入混凝劑從而產(chǎn)生絮體并在氣浮池中進行分離。

實驗原理電氣浮是通過電解產(chǎn)生微氣泡從而達到固液分離的目的，實驗裝置、設(shè)備及材料

1、設(shè)備混凝電氣浮試驗裝置、721分光光度計、直流穩(wěn)壓電源、秒表

2、器皿燒杯量筒注射針筒50ml

錐形瓶溫度計移液管3、試劑

PAC

5g/L

分散紅染料5g/L

實驗裝置、設(shè)備及材料1、設(shè)備實驗內(nèi)容及步驟

1.配制40mg/L染料廢水，用分光光度計測定最大吸收波長；2.取1L水樣四杯，用NaCl調(diào)節(jié)電導率，加入5

g/LPAC8ml，分別按電流強度lA、2A、3A、4A進行電解5分鐘，每1分鐘取樣一次；3.取1L水樣四杯，用NaCl調(diào)節(jié)電導率，分別加入5g/LPAC：0ml、8ml、16ml、24ml，按電流強度2A進行電解5分鐘，每1分鐘取樣一次；4.所有取樣靜置后，用分光光度計在最大吸收波長下測定吸光率，與原水吸光率比值即為脫色率。實驗內(nèi)容及步驟1.配制40mg/L染料廢水，用分光光度計實驗結(jié)果處理實驗結(jié)果處理實驗結(jié)果處理實驗結(jié)果處理實驗3.混凝實驗一、實驗目的二、實驗原理三、實驗裝置、設(shè)備及材料四、實驗內(nèi)容及步驟實驗3.混凝實驗一、實驗目的1、通過實驗觀察混凝現(xiàn)象，加深對混凝理論的理解；2、學會選擇和確定最佳混凝工藝條件的基本方法；3、了解影響混凝過程的相關(guān)因素。實驗目的實驗目的

天然水體中存在大量懸浮物，懸浮物的形態(tài)是不同的，大顆粒懸浮物可在自身重力作用下沉降；另一種是膠體顆粒，是使水產(chǎn)生渾濁的一個重要原因，膠體顆粒靠自然沉淀是不能除去的。因為水中膠體顆粒微小、主要是帶負電的粘土顆粒，膠粒間存在著靜電斥力、膠粒的布朗運動、膠粒表面的水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性。因此可在廢水中預先投加化學藥劑來破壞膠體的穩(wěn)定性，并提供膠粒碰撞的動能，使廢水中的膠體和細小懸浮物聚集成具有可分離性的絮凝體，再加以分離除去。消除或降低膠體顆粒穩(wěn)定因素的過程叫脫穩(wěn)。脫穩(wěn)后的膠粒，在一定的水力條件下，才能形成較大的絮凝體，俗稱礬花。直徑較大且較密的礬花容易下沉，自投加混凝劑直至形成礬花的過程叫混凝。

實驗原理天然水體中存在大量懸浮物，懸實驗裝置、設(shè)備及材料

1、設(shè)備混凝試驗攪拌器、濁度計、酸度計、磁力攪拌器

2、器皿燒杯量筒注射針筒50ml

錐形瓶溫度計移液管3、試劑鹽酸10%FeCl3溶液10g/LNaOH溶液10%聚合氯化鋁溶液10g/L硫酸鋁溶液10g/L實驗裝置、設(shè)備及材料1、設(shè)備實驗內(nèi)容及步驟

1、最佳投藥量實驗步驟2、最佳pH值實驗步驟實驗內(nèi)容及步驟1、最佳投藥量實驗步驟1、最佳投藥量實驗步驟1、最佳投藥量實驗步驟水樣中加入FeCl3后形成的礬花未加混凝劑的原水

1、最佳投藥量實驗步驟水樣中加入FeCl3后形成的礬花加入聚鋁前后沉淀10分鐘的對比加入聚鋁前后沉淀10分鐘的對比2、最佳pH值實驗步驟

2、最佳pH值實驗步驟

實驗結(jié)果處理實驗結(jié)果處理實驗結(jié)果處理實驗結(jié)果處理實驗4.活性炭吸附實驗

2.試驗裝置與設(shè)備

1.試驗目的與原理

4.試驗結(jié)果與分析

3.試驗步驟實驗4.活性炭吸附實驗2.試驗裝置與設(shè)備1.試驗目的實驗驗目的加深理解吸附的基本原理試驗目的掌握活性炭吸附公式中常數(shù)的確定方法實驗驗目的加深理解吸附的基本原理試驗目的掌握活性炭吸附公式實驗原理

化學吸附綜合吸附物理吸附靠分子間力產(chǎn)生的吸附，可吸附多種吸附質(zhì)，形成多分子吸附層。吸附━解吸是可逆過程，在低溫下就能吸附由化學鍵力引起的吸附，吸能形成單分子吸附層，并具有選擇性，同時是不可逆性二種吸附往往是相伴發(fā)生，不能嚴格分開，是幾種吸附綜合作用的結(jié)果，可存在以某種吸附為主實驗原理化學吸附綜合吸附物理吸附靠分子間力產(chǎn)生的吸附，可吸重要定義1.吸附平衡：當吸附質(zhì)的吸附速率=解吸速率（即V吸附=V解吸），即在單位時間內(nèi)吸附數(shù)量等于解吸的數(shù)量，則吸附質(zhì)在溶液中的濃度C與在吸附劑表面上的濃度都不再變時，即達到吸附平衡，此時吸附質(zhì)在溶液的濃度C叫平衡濃度。2.吸附量如果在一定壓力和溫度條件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶質(zhì)，被吸附的溶質(zhì)為x毫克，則單位重量的活性炭吸附溶質(zhì)的數(shù)量，即吸附容量可按下式計算:q=x/m重要定義1.吸附平衡：當吸附質(zhì)的吸附速率=解吸速率（即V吸附3.吸附等溫線

在一定T下，q隨平衡濃度C變化的曲線（q=f(C)）叫吸附等溫線。用數(shù)學公式描述則叫吸附等溫式。4.吸附等溫式（三種）朗謬爾公式表示I型吸附等溫線的有費蘭德利希公式表示II型吸附等溫線的有BET公式重要定義3.吸附等溫線重要定義Fruendlich表達式：式中：——吸附容量(mg/g)；K——與吸附比表面積、溫度有關(guān)的系數(shù)；n——與溫度有關(guān)的常數(shù)，n>1；C——吸附平衡時的溶液濃度(mg/L)。重要定義Fruendlich表達式：重要定義重要定義為圖解求常數(shù)K，n，上式轉(zhuǎn)化為：式中：C0——水中被吸附物質(zhì)原始濃度(mg/L)；

C——被吸附物質(zhì)的平衡濃度(mg/L)；

m——活性炭投加量(g/L)。重要定義為圖解求常數(shù)K，n，上式轉(zhuǎn)化為：CompanyLogo試驗裝置CompanyLogo試驗裝置CompanyLogo實驗步驟畫出標準曲線1配置10mg/L的亞甲蘭溶液。2用分光光度計得出吸收與波長的關(guān)系。3確定產(chǎn)生最大吸收時的波長(給出最大吸收波長660nm)4將1準備的亞甲蘭稀釋，取0ml、2ml、6ml、10ml、14ml、18ml、22ml的10mg/L亞甲蘭，用比色管定容到25ml，用分光光度計從3所得波長測得吸光度。5畫出吸收量與亞甲蘭濃度（克分子/升）的關(guān)系曲線，即標準曲線。CompanyLogo實驗步驟畫出標準曲線CompanyLogo吸附等溫線間歇式吸附實驗步驟1將活性炭粉末，用蒸餾水洗去細粉，并在105℃溫度下烘至恒重。2在三角玻璃瓶中，裝入以下重量的已準備好的活性炭粉末：0、10、20、40、60、80、100、120毫克。3準備濃度為100mg/L的亞甲蘭溶液一升。4在三角燒瓶各注入100毫升100mg/L的亞甲蘭溶液。5將錐性瓶置于恒溫振蕩器上震動1小時，然后用靜沉法或濾紙過濾法移除活性炭。6測定每個瓶中溶液的吸收量，并用標準圖交換為濃度單位。7計算每個瓶中轉(zhuǎn)移到活性炭表面上的亞甲蘭的量，以克分子（活性炭）表示。實驗步驟CompanyLogo吸附等溫線間歇式吸附實驗步驟實驗步驟CompanyLogo實驗結(jié)果與分析吸附等溫線1）根據(jù)測定數(shù)據(jù)繪制吸附等溫線2）確定常數(shù)K、n3)討論實驗數(shù)據(jù)與吸附等溫線的關(guān)系CompanyLogo實驗結(jié)果與分析吸附等溫線CompanyLogo試驗結(jié)果討論1活性碳投加量對于吸附平衡濃度的測定有什么影響，該如何控制？2實驗結(jié)果受哪些因素影響較大，如何控制？CompanyLogo試驗結(jié)果討論1活性碳投加量對于吸附1、通過沉淀實驗，熟悉沉淀類型及各自特點；2、掌握沉淀曲線測試與繪制方法。濃度較稀的、粒狀顆粒的沉淀屬于自由沉淀，其特點是靜沉過程中顆?；ゲ桓蓴_、等速下沉，其沉速在層流區(qū)符合Stokes公式。懸浮物濃度不太高，一般在600~700mg/L以下的絮狀顆粒的沉淀屬于絮凝沉淀，沉淀過程中由于顆粒相互碰撞，凝聚變大，沉速不斷加大。濃度較大的高濃度水，顆粒的下沉均表現(xiàn)為渾濁液面的整體下沉。此時顆粒間的相對位置不變，顆粒下沉速度即為渾液面等速下沉速度。為了能真實地反映客觀實際狀態(tài)，沉淀柱直徑一般要≥200mm，而且柱內(nèi)還應(yīng)裝有慢速攪拌裝置，以消除器壁效應(yīng)和模擬沉淀池內(nèi)刮泥機的作用。實驗目的實驗原理實驗5.自由沉淀實驗

1、通過沉淀實驗，熟悉沉淀類型及各自特點；濃實驗設(shè)備及材料自由沉淀實驗流程圖有機玻璃沉淀柱內(nèi)徑D＝200mm高H=2000mm實驗設(shè)備及材料自由沉淀實驗流程圖有機玻璃沉淀柱自由沉淀實驗裝置有機玻璃沉淀柱內(nèi)徑D＝200mm高H=2000mm自由沉淀實驗裝置有機玻璃沉淀柱懸浮物測定方法：（1）定量濾紙恒重W1；（2）抽濾水樣后的濾紙恒重W2；（3）采樣體積V；（4）懸浮物濃度C。

懸浮物定量分析裝置：電子天平、定量濾紙、稱量瓶、烘箱、抽濾裝置、干燥器等；懸浮物定量分析懸浮物測定方法：懸浮物定量分析裝置：電子天平、定量濾紙、稱量1、檢查實驗流程；2、準備預測水樣；3、關(guān)閉沉淀柱進水閥、排空閥；4、開啟水泵出水閥、回流閥和柱溢流閥；實驗方法與操作1、檢查實驗流程；實驗方法與操作5、開啟水泵，通過回流攪拌水樣；6、待水樣攪勻后取樣測定原水懸浮物濃度SS0值；SS0實驗方法與操作5、開啟水泵，通過回流攪拌水樣；SS0實驗方法與操作7、關(guān)閉回流閥，同時打開沉淀柱進水閥，調(diào)節(jié)開度，保證勻速進水；實驗方法與操作7、關(guān)閉回流閥，同時打開沉淀柱進水閥，調(diào)節(jié)開度，保證勻速進水8、當水位達到溢流孔時，關(guān)閉進水閥，同時記錄沉淀開始時間；實驗方法與操作8、當水位達到溢流孔時，關(guān)閉進水閥，同時記錄沉淀開始時間；實9、當達到相應(yīng)的沉淀時間時，在采樣口取樣，并測定水樣懸浮物濃度；0，5，10，20，30，60min實驗方法與操作9、當達到相應(yīng)的沉淀時間時，在采樣口取樣，并測定水樣懸浮物濃實驗數(shù)據(jù)記錄與處理實驗數(shù)據(jù)記錄與處理實驗數(shù)據(jù)記錄與處理實驗數(shù)據(jù)記錄與處理實驗數(shù)據(jù)記錄與處理1、以沉淀時間t為橫坐標，以去除率E為縱坐標，繪制不同有效水深的E～t關(guān)系曲線2、以沉淀速度u為橫坐標，以去除率E為縱坐標，繪制不同沉淀時間的E～u曲線。實驗數(shù)據(jù)記錄與處理1、以沉淀時間t為橫坐標，以去除率E為縱坐實驗6.染料廢水處理

綜合實驗

通過對給水、排水基本實驗的操作，對常用水處理工藝已有一定了解與掌握。給定教師配制的染料廢水，通過對水質(zhì)相關(guān)指標的測定，根據(jù)出水要求，自行設(shè)計實驗方案，要求處理工藝中至少含兩個