武科大給水排水實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、給 水 排 水 專 業(yè) 實(shí) 驗(yàn)給水排水實(shí)驗(yàn)室編二零零九年三月目 錄緒論. 1水處理實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)一至實(shí)驗(yàn)十五)實(shí)驗(yàn)一 混凝實(shí)驗(yàn) 3實(shí)驗(yàn)二 濾料篩分析及孔隙率測(cè)定實(shí)驗(yàn) 6實(shí)驗(yàn)三 過(guò)濾與反沖洗實(shí)驗(yàn) 9實(shí)驗(yàn)四 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量的測(cè)定. 13實(shí)驗(yàn)五 離子交換軟化實(shí)驗(yàn) 15實(shí)驗(yàn)六 五塔式離子交換系統(tǒng)(純水制備)的運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 18實(shí)驗(yàn)七 顆粒自由沉淀. 23實(shí)驗(yàn)八 顆粒的絮凝沉淀 26實(shí)驗(yàn)九 曝氣設(shè)備充氧能力的測(cè)定實(shí)驗(yàn) 30實(shí)驗(yàn)十 成層沉淀實(shí)驗(yàn). 35實(shí)驗(yàn)十一 完全混合式活性污泥法處理系統(tǒng)的觀測(cè)與運(yùn)行. 41實(shí)驗(yàn)十二 活性污泥性質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn). 44實(shí)驗(yàn)十三 工業(yè)污水可生化性實(shí)驗(yàn). 46實(shí)驗(yàn)十四 sb

2、r法計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng) 50實(shí)驗(yàn)十五 加壓溶氣氣浮實(shí)驗(yàn).53固體廢物處置課程實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)十六至實(shí)驗(yàn)十九)實(shí)驗(yàn)十六固體廢物的粉碎篩分實(shí)驗(yàn)57實(shí)驗(yàn)十七 垃圾的熱值測(cè)定.58實(shí)驗(yàn)十八 廢塑料的熱解實(shí)驗(yàn) .59實(shí)驗(yàn)十九 有實(shí)驗(yàn)害廢物的固化處理和毒性浸出 61附:濁度儀使用說(shuō)明.64附:懸浮固體的測(cè)定.65緒 論 給水排水工程本身不是一個(gè)純理論的學(xué)科，對(duì)于其技術(shù)的研究離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在現(xiàn)有的技術(shù)理論中，基本上都是科學(xué)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)出來(lái)的。工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理中所遇到的許多問(wèn)題的解決也是由科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成的。今后該領(lǐng)域的新理論、新工藝的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展與進(jìn)步也必然離不開(kāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。因而，在學(xué)習(xí)給水排

3、水工程有關(guān)專業(yè)課程的同時(shí)，必須有意識(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題的能力。一、實(shí)驗(yàn)的目的、任務(wù)與結(jié)果 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、能夠加深對(duì)水處理基本概念、基本原理的理解。 2實(shí)驗(yàn)任務(wù) (1)掌握水處理實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)定的分析方法及學(xué)會(huì)對(duì)常用實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備的使用，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力及解決基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)問(wèn)題的能力。 (2)學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定、分析的處理方法，并能通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到可靠結(jié)論。 3實(shí)驗(yàn)結(jié)果 培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)、認(rèn)真、勤奮、節(jié)約的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。 二、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的要求 實(shí)驗(yàn)過(guò)程由實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)整理及報(bào)告的書寫、實(shí)

4、驗(yàn)作風(fēng)的規(guī)則四個(gè)部分組成。 1實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備 (1)搞清實(shí)驗(yàn)的原理和目的，認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材及專業(yè)書籍，使實(shí)驗(yàn)具有充分的理論基礎(chǔ)，以更好地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。 (2)準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)中所需的裝置、設(shè)備、儀器、容器及配制好實(shí)驗(yàn)中所需的化學(xué)試劑，熟悉所使用儀器、裝置的性能，以及使用條件、精度和量程等，并檢查設(shè)備的完好性，對(duì)于不熟悉的試劑及儀器、設(shè)備必須仔細(xì)向指導(dǎo)教師請(qǐng)教。 (3)熟悉實(shí)驗(yàn)的操作步驟，對(duì)于每一步操作的內(nèi)容、解決的問(wèn)題、使用的設(shè)備儀器、取樣檢驗(yàn)的項(xiàng)目、觀察和記錄的內(nèi)容、注意事項(xiàng)，要求要做到心中有數(shù)，并在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)所用的表格。 (4)水處理工程實(shí)驗(yàn)一般均需要多人配合進(jìn)行，因此，實(shí)驗(yàn)前做好實(shí)驗(yàn)分

5、工，使參加實(shí)驗(yàn)的每個(gè)人員各負(fù)其責(zé)，如取樣、操作、分析、觀察、記錄等，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行過(guò)程中有條不紊，準(zhǔn)確無(wú)誤。 2實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程 (1)正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)過(guò)程前，由指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的教師檢查同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容了解的程度、準(zhǔn)備工作是否完善、預(yù)習(xí)報(bào)告的完成情況等。 (2)實(shí)驗(yàn)中特殊儀器的使用首先要請(qǐng)教指導(dǎo)教師，不得善自使用，以免造成錯(cuò)誤的操作，使儀器被損害。 (3)在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中按照事先的人員分工，做好實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的操作、取樣的分析、現(xiàn)象的觀察及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要將實(shí)驗(yàn)過(guò)程的全部記錄交給指導(dǎo)教師審合、簽字，方可離開(kāi)。 3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理及報(bào)告的書寫 (1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理 數(shù)據(jù)的整理是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的總結(jié)，

6、是實(shí)驗(yàn)技術(shù)的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)整理既可檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)效果好壞，又可及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中所存在的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析主要包括實(shí)驗(yàn)誤差、有效數(shù)字的取舍、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的完善。 (2)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫 實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的全面總結(jié)，是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的寶貴資料，要求全篇報(bào)告文字通順、字跡端正、圖表整齊、結(jié)果正確、討論認(rèn)真，實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫要求如下： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成，按時(shí)交給指導(dǎo)教師。 報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、操作過(guò)程、原始數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析及問(wèn)題討論。 問(wèn)題討論是報(bào)告中的重要一項(xiàng)，主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的重要現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的操作誤差帶來(lái)的不正確的結(jié)果的原由進(jìn)行討論，

7、也可以對(duì)實(shí)驗(yàn)提出改進(jìn)性意見(jiàn)以及新的要求和希望。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告經(jīng)指導(dǎo)教師批閱后，如認(rèn)為有必要重做者，應(yīng)按指定時(shí)間補(bǔ)做，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的真實(shí)效果。 4實(shí)驗(yàn)作風(fēng)的規(guī)則 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)遵守操作規(guī)則，遵守一切規(guī)章制度，保證實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。 (2)遵守紀(jì)律、不遲到、不早退、保持室內(nèi)安靜，不大聲談笑、喧嘩，不到處亂走、亂動(dòng)，不許在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嬉戲及惡作劇。 (3)使用水、電、氣、藥品、試劑都應(yīng)本著節(jié)約的原則。 (4)未經(jīng)教師允許不得亂動(dòng)精密儀器，如發(fā)現(xiàn)儀器損壞，立即報(bào)告并追查原因。 (5)隨時(shí)注意室內(nèi)整潔衛(wèi)生，廢紙及臟物不能隨地亂丟，實(shí)驗(yàn)完畢將玻璃儀器洗凈，把實(shí)驗(yàn)桌打掃干凈，公用儀器、試劑、藥品整理好。 (6)實(shí)驗(yàn)時(shí)要

8、集中注意力，認(rèn)真操作，仔細(xì)觀察，積極思考，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要及時(shí)地記入報(bào)告中，不得涂改偽造，如有記錯(cuò)可在原數(shù)據(jù)上畫一杠，再在旁邊記下正確值。 (7)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，輪流值日，負(fù)責(zé)打掃整理實(shí)驗(yàn)室，檢查水、氣、門窗是否關(guān)好，電閘是否拉掉，以保證實(shí)驗(yàn)室的安全。 實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度是人們長(zhǎng)期從事實(shí)驗(yàn)工作的總結(jié)，它是保持良好環(huán)境和工作秩序，防止意外事故，做好實(shí)驗(yàn)的重要前提，也是培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良素質(zhì)的重要措施。 * * * 該書是根據(jù)我校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備編寫的，每一個(gè)水處理實(shí)驗(yàn)都有完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。但由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)的限制，有大部分實(shí)驗(yàn)未能列入實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，如果學(xué)生們對(duì)哪個(gè)實(shí)驗(yàn)有興趣，只要提前一周與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師預(yù)約，便可到實(shí)驗(yàn)室選做，選做沒(méi)

9、有具體安排，也不作要求。只要指導(dǎo)老師有時(shí)間，法定休息時(shí)間也可以安排。聯(lián)系電話:62743776于本人水平有限，書中難免有許多不足之處，希望大家多提寶貴意見(jiàn)和建議，共同完善這本書。 編者 2009.3.實(shí)驗(yàn)一 混凝實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察混凝現(xiàn)象，加深對(duì)混凝理論的理解。 (2)選擇和確定最佳混凝工藝條件。 (3)了解影響混凝條件的相關(guān)因素。 二、實(shí)驗(yàn)原理 混凝階段所處理的對(duì)象，主要是水中懸浮物和膠體雜質(zhì)?；炷^(guò)程的完善程度對(duì)后續(xù)處理，如沉淀、過(guò)濾影響很大，所以，它是水處理工藝中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。我們知道，天然水中存在著大量懸浮物，懸浮物的形態(tài)是不同的，有

10、些大顆粒懸浮物可在自身重力作用下沉降；而另一種是膠體顆粒，是使水產(chǎn)生渾濁的一個(gè)重要原因，膠體顆粒靠自然沉降是不能除去的，因?yàn)椋械哪z體顆粒主要是帶負(fù)電的粘土顆粒，膠粒間存在著靜電斥力、膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)、膠粒表面的水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電斥力影響最大，若向水中投加混凝劑能提供大量的正離子，能加速膠體的凝結(jié)和沉降。壓縮膠膠粒有固定聯(lián)系，具有彈性較高的粘度，把這些水分子排擠出去需要克服特殊的阻力，這阻力阻礙膠粒直接接觸，有些水化膜的存在決定于雙電層狀態(tài)。若投加混凝劑降低電位，可能使水化作用減弱，混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)(直接加入水中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu))，在膠粒與膠粒

11、之間起著吸附架橋作用，即使電位沒(méi)有降低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過(guò)高分子鏈狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體。消除或降低膠體顆粒穩(wěn)定因素的過(guò)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(guò)程叫混凝?；炷^(guò)程最關(guān)鍵的是確定最佳混凝工藝條件，因混凝劑的種類較多，例如，有機(jī)混凝 劑、無(wú)機(jī)混凝劑、人工合成混凝劑(陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型)、天然高分子混凝劑(淀粉、樹(shù)膠、動(dòng)物膠)等，所以，混凝條件也很難確定；要選定某種混凝劑的投加量，還需考慮ph值的影響，如ph值過(guò)低(小于4)則所投的混凝劑的水解受到限制，其主要

12、產(chǎn)物中沒(méi)有 足夠的羥基(oh)進(jìn)行橋聯(lián)作用，也就不容易生成高分子物質(zhì)，絮凝作用較差；如果ph值過(guò)高(大于9時(shí))，它又會(huì)出現(xiàn)溶解生成帶負(fù)電荷的絡(luò)合離子而不能很好地發(fā)揮混凝作用的情況。另外，加了混凝劑的膠體顆粒，在逐步形成大的絮凝體過(guò)程中，會(huì)受到一些外界因素影響，如水流速度(攪拌速度)、ph值及沉淀時(shí)間等等，所以，相關(guān)因素也需要加以考慮。由于實(shí)驗(yàn)條件有限，在此，攪拌速度及沉淀時(shí)間擬定，不加考慮. 三實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑 (1)無(wú)級(jí)調(diào)速六聯(lián)攪拌機(jī)1臺(tái)。 （2）秒表1塊，ph試紙一包； (3)濁度儀1臺(tái)。 (4)溫度計(jì)1支； (5)1000ml燒杯13個(gè)。 (6)lml，2ml，5ml，移液管各1支。 (7

13、)200ml燒杯1個(gè)，吸耳球等。(8)1 %fe溶液200ml。1%(so)溶液200ml. (9)實(shí)驗(yàn)用原水(配制)。 (10)20ml注射針筒2個(gè)。 (11)10的naoh溶液和10hcl溶液200ml各1瓶。 四實(shí)驗(yàn)步驟1. 混凝劑的確定及最小投藥量的確定在硫酸鋁、三氯化鐵二種混凝劑中，確定一種最佳混凝效果的混凝劑。 (1)熟悉攪拌機(jī)、濁度計(jì)的使用。 (2)測(cè)定原水的濁度、ph值和水溫。 (3) 用兩個(gè)200ml的燒杯,分別取200ml原水, 將2.個(gè)水樣放在攪拌葉片下，保持各燒杯中各葉片的位置相同. (4) 分別向2個(gè)燒杯中加入fe,(so)用移液管每次增加05ml,( 中速攪拌150

14、 rmin，5 min)，直到其中一個(gè)試樣出現(xiàn)礬花，這時(shí)記錄下每個(gè)試樣中混凝劑的投加量，并記錄在表1中。(5) 攪拌過(guò)程完成后，輕輕提起攪拌葉片(注意不要再攪拌水樣)。靜置沉淀10min，(6)用50 ml注射針筒抽取上清液，用濁度儀測(cè)出二個(gè)水樣的濁度記錄在表1中。 (7)根據(jù)測(cè)得的濁度確定出最佳混凝劑及最小投藥量。2.確定混凝劑的投最佳量(1) 確定實(shí)驗(yàn)時(shí)的混凝劑投加量。用6只1 000 ml的燒杯，分別用量筒量取1000 ml原水.(2) 根據(jù)步驟2得出的形成礬花最小混凝劑投加量，取其14作為1_號(hào)燒杯的混凝投加量，其2倍作為6號(hào)燒杯的混凝劑投加量。用依次增加混凝劑量相等的方法求出25號(hào)燒

15、杯混凝劑投加量。把混凝劑移到與燒杯號(hào)相對(duì)應(yīng)的攪拌機(jī)投藥試管中。 (3)將6個(gè)水樣放在攪拌葉片下，保持各燒杯中各葉片的位置相同， 將轉(zhuǎn)速調(diào)到最小檔,啟動(dòng)攪拌機(jī)。轉(zhuǎn)動(dòng)試管架轉(zhuǎn)軸將混凝劑加入所對(duì)應(yīng)的燒杯中?？焖贁嚢?300raormin)30s；中速攪拌(150rmin)5min;慢速攪拌(80 rmin)10 min 。 (4)攪拌過(guò)程中，注意觀察并記錄礬花形成的過(guò)程、礬花大小、密實(shí)程度。 (5)攪拌過(guò)程完成后，輕輕提起攪拌葉片(注意不要再攪拌水樣)。靜置沉淀15min，并觀察記錄礬花沉淀情況。 (6)沉降時(shí)間到達(dá)后，用注射器分別抽出各燒杯中的上清液，并測(cè)其濁度及相應(yīng)的ph值。3. 最佳ph值的影

16、響(1) 用6只1 000 ml的燒杯，分別用量筒量取1000 ml原水，將裝有水樣的燒杯放在攪拌葉片下，保持各燒杯中各葉片的位置相同. (2)調(diào)整原水ph值，用移液管依次向1#，2#，3#裝有原水的燒杯中，分別加人 25 ml，15 ml，10 ml hci，再向4#，5#，6#裝有原水的燒杯中，分別加入02 ml，07 m1 12 ml naoh。 (3)啟動(dòng)攪拌機(jī)，快速攪拌300 rmin，05 min， 隨后停機(jī)，從每只燒杯中取50ml水樣，依次用ph儀測(cè)定各水樣的ph值，記錄在表3中。 (4)用移液管依次向裝有原水燒杯中加入相同劑量的混凝劑，投加劑量照最佳投藥量 實(shí)驗(yàn)中得出的最佳投加

17、量而確定。(5)啟動(dòng)攪拌機(jī)，快速攪拌300 rmin，05 min，中速攪拌150 rmin，10 min，慢速攪拌70 rmin，10 min, 停機(jī).(6)靜止10 min，用50 rnl注射針筒抽出燒杯中的上清液放入100 ml燒杯中，同時(shí)用濁度儀測(cè)定剩余水的濁度，記錄在表3中。 五實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理 (1)把原水特征、混凝劑投加情況、沉淀后的水樣濁度及ph值記人表格。 (2)以沉淀后水樣濁度為縱坐標(biāo)，混凝劑加注量為橫坐標(biāo)，繪出濁度與投藥量關(guān)系曲線，并在圖上求出最佳混凝劑投加量。 (3)實(shí)驗(yàn)記錄參考格式。實(shí)驗(yàn)小組名單 實(shí)驗(yàn)日期-表11 原始數(shù)據(jù)及兩種混凝劑濁度測(cè)定記錄表原水濁度：原水溫度：原水

18、ph值：混凝劑名稱al(so)fecl礬花形成時(shí)投混凝劑最佳量剩余濁度表22 某一種混凝劑投加量的最佳選擇水樣編號(hào)123456混凝劑加入量(ml)剩余濁度表33 ph最佳值的選擇水樣編號(hào)12345610%的hcl加入量(ml)2.51.51.010%的naoh加入量(ml)0.20.71.2ph混凝劑加入量(ml)剩余濁度六、思考題(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，簡(jiǎn)述影響混凝的幾個(gè)主要因素。(2)為什么投加最大藥量時(shí)，混凝效果不一定好?(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與水處理實(shí)際設(shè)備比較有哪些差別?如何改進(jìn)?(4)ph值有什么影響?實(shí)驗(yàn)二 濾料篩分及孔隙率測(cè)定實(shí)驗(yàn) 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)測(cè)定天

19、然河砂的顆粒級(jí)配。 (2)繪制篩分級(jí)配曲線，求d10、d80、k80。 (3)按設(shè)計(jì)要求對(duì)上述河砂進(jìn)行再篩選。 (一) 濾料篩分實(shí)驗(yàn) 二實(shí)驗(yàn)原理 濾料級(jí)配是指將不同大小粒徑的濾料按一定比例加以組合，以取得良好的過(guò)濾效果。濾料是帶棱角的顆粒，其粒徑是指把濾料顆粒包圍在內(nèi)的球體直徑(這是一個(gè)假想直徑)。 在生產(chǎn)中簡(jiǎn)單的篩分方法是用一套不同孔徑的篩子篩分濾料試樣，選取合適的粒徑級(jí)配。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范是以篩孔孔徑o5mm及12mm兩種規(guī)格的篩子過(guò)篩，取其中段。這雖然簡(jiǎn)便易行，但不能反映濾料粒徑的均勻程度，因此還應(yīng)考慮級(jí)配情況。 能反映級(jí)配狀況的指標(biāo)是通過(guò)篩分級(jí)配曲線求得的有效粒徑d以及d和不均勻系數(shù)k。d

20、是表示通過(guò)濾料質(zhì)量10篩孔孔徑，它反映濾料中細(xì)顆粒尺寸，即產(chǎn)生水頭損失的有效部分尺寸；d系指通過(guò)濾料質(zhì)量80的篩孔孔徑，它反映粗顆粒尺寸；k為d與d之比，即k=dd。k越大表示粗細(xì)顆粒尺寸相差越大，濾料粒徑越不均勻，這樣的濾料對(duì)過(guò)濾及反沖均不利。尤其是反沖時(shí)，為了滿足濾料粗顆粒的膨脹要求就會(huì)使細(xì)顆粒因過(guò)大的反沖強(qiáng)度而被沖走；反之，若為滿足細(xì)顆粒不被沖走的要求而減小反沖強(qiáng)度，粗顆粒可能因沖不起來(lái)而得不到充分清洗。故濾料需經(jīng)過(guò)篩分級(jí)配。 三實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑 (1)圓孔篩一套，直徑0.355mm-2.000mm，篩孔尺寸如表2-1所示。 (2)托盤天平，稱量300g，感量o1g。 (3)烘箱。 (4)

21、淺盤和刷(軟、硬)。四 .實(shí)驗(yàn)步驟(1)取樣。取天然河砂300g，取樣時(shí)要先將取樣部位的表層鏟去，然后取樣。 將取樣器中的砂樣洗凈后放在淺盤中，將淺盤置于105恒溫箱中烘干，冷至室溫備用.2)稱取冷卻后的砂樣loog，選用一組篩子過(guò)篩。篩子按篩孔大小順序排列，砂樣先放在最大孔徑的一只篩中, 依次進(jìn)行手篩.3)稱量在各個(gè)篩上的篩余試樣的質(zhì)量(精確至01g)。所有各篩余質(zhì)量與底盤中剩余試樣的質(zhì)量與篩分前的試樣總質(zhì)量相比,其差值不超過(guò)1%. 五. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1) 分別計(jì)算留在各號(hào)篩上的篩余百分率，即各號(hào)篩上的篩余質(zhì)量除以試樣總質(zhì)量的百分率(精確至01 %)。(2) 計(jì)算通過(guò)各號(hào)篩的砂量百分率.(3)

22、 根據(jù)表2-1數(shù)值，以通過(guò)篩孔的砂量百分率為縱坐標(biāo),以篩孔孔徑為橫坐標(biāo)、繪制濾料篩分級(jí)配曲線.如圖2-1. 由圖中所繪篩分曲線上可求得d、d、k.如求得的不均勻系數(shù)k大于設(shè)計(jì)要求，則需根據(jù)設(shè)計(jì)要求篩選濾料。 (4)濾料的再篩選。濾料的再篩選是根據(jù)在篩分級(jí)配曲線上作圖求得的數(shù)值進(jìn)行的，方法如下。 例如設(shè)計(jì)要求d=060mm，k=180時(shí)，則d=180060=108mm，按此要求篩選. 先自橫坐標(biāo)060mm和108mm兩點(diǎn)各作一垂線與篩分曲線相交，自兩交點(diǎn)作與橫橫坐標(biāo)相平行的兩條線與右邊縱坐標(biāo)軸線相交于上下兩點(diǎn)。 再以上面之點(diǎn)作為新的d，以下面之點(diǎn)作為新的d，重新建立新坐標(biāo)。 找出新坐標(biāo)原點(diǎn)和10

23、0點(diǎn)，由此兩點(diǎn)向左方作平行于橫坐標(biāo)的直線，并與篩分曲相交，在此兩條平行線內(nèi)所夾面積是所選濾料，其余全部篩除。表2-1 篩分記錄表篩 號(hào)篩孔孔徑(mm)留在篩上的砂量通過(guò)該號(hào)篩的砂量質(zhì)量(g)%質(zhì)量(g)%12.021.631.2541.050.960.870.7180.6390.56100.5110.4120.355圖21級(jí)配曲線坐標(biāo)圖 (二)孔隙率測(cè)定一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康那蠖V料孔隙率 二實(shí)驗(yàn)原理 濾料孔隙率大小與濾料顆粒的形狀、均勻程度及級(jí)配等有關(guān)。均勻的或形狀不規(guī)則的顆?？紫堵蚀螅粗畡t小。對(duì)于石英砂濾料，要求孔隙率為42左右，如孔隙率太大將影響出水水質(zhì)，孔隙率太小則影響濾速及過(guò)濾周期?？紫堵蕿?/p>

24、濾料體積內(nèi)孔隙體積所占的百分?jǐn)?shù)?？紫扼w積等于自然狀態(tài)體積與絕對(duì)密實(shí)體積之差?？紫堵实臏y(cè)定要先借助于比重瓶測(cè)出密度，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算求出孔隙率。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑 (1)托盤天平，稱量loog，感量o1g。 (2)李氏比重瓶，容量250ml。 (3)烘箱。 (4)燒杯，容量500ml。 (5)淺盤、干燥器、料勺、溫度計(jì)等。 四實(shí)驗(yàn)步驟 (1)試樣制備。將試樣在潮濕狀態(tài)下用四分法縮至120g左右，在1055的烘箱中烘干至恒重，并在干燥器中冷卻至室溫，分成兩份備用。 所謂四分法是將試樣堆成厚2cm之圓餅，用木尺在圓餅上劃一十字分為4份，去掉不相鄰的兩份，剩下的兩份試樣混合重拌、再分。重復(fù)上述步驟，直至縮分

25、后的質(zhì)量略大于實(shí)驗(yàn)所要求的質(zhì)量為止。 (2)向比重瓶中注入冷開(kāi)水至一定刻度，擦干瓶頸內(nèi)部附著水，記錄水的體積(v)。 (3)稱取烘干試樣50g(m)徐徐裝入盛水的比重瓶中，直至試樣全部裝入為止，瓶中水不宜太多，以免裝入試樣后溢出。 (4)用瓶?jī)?nèi)水將黏附在瓶頸及瓶?jī)?nèi)壁上的試樣全部洗入水中，搖轉(zhuǎn)比重瓶以排除氣泡。靜置24h后記錄瓶中水面升高后的體積(v)。至少測(cè)兩個(gè)試樣，取其平均值，記人表22。表2-2 用比重瓶測(cè)濾料密度記錄表 試 樣 瓶上刻度體積(cm) i 平均值 v v v- v 五實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理(1) 求定濾料密度，按下式計(jì)算。 (g/cm) (21) 式中m。試樣的烘干質(zhì)量，g； v水的

26、原有體積，cm； v2投入試樣后水和試樣的體積，cm3。 (2)求定孔隙率。將測(cè)定密度之后的濾料放人過(guò)濾柱中，用清水過(guò)濾一段時(shí)間,然后測(cè)量濾料層體積，并按下式求出濾料孔隙率()。 ( 22) 式中m烘干后濾料的質(zhì)量，g；v濾料層體積，cm3；- 濾料密度，gcm3。(三)注意事項(xiàng)(1)四分法時(shí)試樣不能太濕。(2)比重瓶中冷開(kāi)水應(yīng)適量。(四)思考題(1)為什么d10稱“有效粒徑”?k80過(guò)大或過(guò)小各有何利弊?(2)我國(guó)用dmin、dmax衡量濾料，與用d10、d80相比，有什么優(yōu)缺點(diǎn)?(3)孔隙率大小對(duì)過(guò)濾有什么影響?實(shí)驗(yàn)三過(guò)濾與反沖洗實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解模型及設(shè)備的組成與構(gòu)造o(2)觀察

27、過(guò)濾及反沖洗現(xiàn)象，進(jìn)一步了解過(guò)濾及反沖洗原理。(3)掌握實(shí)驗(yàn)的操作方法。(4)掌握濾池工作中主要技術(shù)參數(shù)的測(cè)定方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理1過(guò)濾與反沖洗模型（圖31） 圖3l過(guò)濾及反沖洗實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 2水過(guò)濾原理 水的過(guò)濾是根據(jù)地下水通過(guò)地層過(guò)濾形成清潔井水的原理而創(chuàng)造的處理渾濁水的方法。在處理過(guò)程中，過(guò)濾一般是指以石英砂等顆粒狀濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水達(dá)到澄清的工藝過(guò)程。過(guò)濾是水中懸浮顆粒與濾料顆粒間粘附作用的結(jié)果。粘浮作用主要決定于濾料和水中顆粒的表面物理化學(xué)性質(zhì)，當(dāng)水中顆粒遷移到濾料表面上時(shí)，在范德華引力和靜電引力以及某些化學(xué)鍵和特殊的化學(xué)吸附力作用下，它們被粘附到濾料顆粒的表面上。此

28、外，某些絮凝顆粒的架橋作用也同時(shí)存在。經(jīng)研究表明，過(guò)濾主要還是懸浮顆粒與濾料顆粒經(jīng)過(guò)遷移和粘附兩個(gè)過(guò)程來(lái)完成去除水中雜質(zhì)的過(guò)程。 3影響過(guò)濾的因素 在過(guò)濾過(guò)程中，隨著過(guò)濾時(shí)間的增加，濾層中懸浮顆粒的量也會(huì)隨著不斷增加，這就必然會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾過(guò)程水力條件的改變。當(dāng)濾料粒徑、形狀、濾層級(jí)配和厚度及水位已定時(shí)，如果孔隙率減小，則在水頭損失不變的情況下，將引起濾速減小。反之，在濾速保持不變時(shí)，將引起水頭損失的增加。就整個(gè)濾料層而言，鑒于上層濾料截污量多，越往下層截污量越小，因而水頭損失增值也由上而下逐漸減小。此外，影響過(guò)濾的因素還有很多，諸如水質(zhì)、水溫、濾速、濾料尺寸、濾料形狀、濾料級(jí)配，以及懸浮物的表面

29、性質(zhì)、尺寸和強(qiáng)度等等。 4濾料層的反沖洗 過(guò)濾時(shí)，隨著濾層中雜質(zhì)截留量的增加，當(dāng)水頭損失增至一定程度時(shí)，導(dǎo)致濾池產(chǎn)生水量銳減，或由于濾后水質(zhì)不符合要求，濾池必須停止過(guò)濾，并進(jìn)行反沖洗。反沖洗的目的是清除濾層中的污物，使濾池恢復(fù)過(guò)濾能力。濾池沖洗通常采用自下而上的水流進(jìn)行反沖洗的方法。反沖洗時(shí)，濾料層膨脹起來(lái)，截留于濾層中的污物，在濾層孔隙中的水流剪力作用下，以及在濾料顆粒碰撞摩擦的作用下，從濾表面脫落下來(lái)，然后被沖洗水流帶出濾池。反沖洗效果主要取決于濾層孔隙水流剪力。該剪力既與沖洗流速有關(guān)，又與濾層膨脹有關(guān)。沖洗流速小，水流剪力??；沖洗流速大，使濾層膨脹度大，濾層孔隙中水流剪力又會(huì)降低，因此，

30、沖洗流速應(yīng)控制適當(dāng)。高速水流反沖洗是最常用的一種形式，反沖洗效果通常由濾床膨脹率e來(lái)控制，即 e=100% 式中l(wèi)砂層膨脹后的厚度(cm)； lo砂層膨脹前的厚度(cm)。 通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究，e為25時(shí)反沖洗效果即可以為最佳。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及試劑 (1)過(guò)濾與反沖洗的實(shí)驗(yàn)裝置(1套)； (2)一米直尺一根； (3)濁度儀(1臺(tái))； (4)燒杯(200 ml)。 (5)秒表一塊，100ml，500ml量筒各一個(gè)； (6)三氧化鐵(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1)。 四、實(shí)驗(yàn)操作步驟 在實(shí)驗(yàn)中要控制濾料層上的工作水深保持基本不變。仔細(xì)觀察絨粒進(jìn)入濾料層深度及絨粒在濾料層中的分布情況。 (1)對(duì)照工藝圖，了解實(shí)驗(yàn)

31、裝置及構(gòu)造。 (2)測(cè)量并記錄原始數(shù)據(jù)，填人表31中。 (3)配制原水，使其渾濁度大致在2040mg/l范圍內(nèi)，以最佳投藥量將混凝劑al2(s04)3或者fecl3投入原水箱中，經(jīng)過(guò)攪拌，啟泵進(jìn)行過(guò)濾試驗(yàn)。 (4)列表記錄每隔20分鐘測(cè)定或校對(duì)一次的運(yùn)行參數(shù)，填人表32中。 (5)觀察雜質(zhì)絨粒進(jìn)入濾層深度情況。 表31 原始條件記錄表 濾管直徑mm 濾管面積 濾管高度m 濾料名稱 濾料厚度m表32 過(guò)濾實(shí)驗(yàn)記錄表 工作時(shí)間備 注原水濁度(mg/l)原水投藥量(mg/l)流量(l/s)流速(m/s)水頭損失cm工作水深m絨粒穿人深度cm濾后水濁度(mg/l) (6)反沖洗試驗(yàn)：了解實(shí)驗(yàn)裝置；列表

32、測(cè)量并記錄各參數(shù)，填入表3中；做膨脹率e=20，40，80的反沖洗強(qiáng)度q的實(shí)驗(yàn)；打開(kāi)反沖洗水泵，調(diào)整膨脹度e，測(cè)出反沖洗強(qiáng)度值；測(cè)量每個(gè)反沖洗強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)連續(xù)測(cè)3次，并取平均值計(jì)算。 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理 (1)根據(jù)過(guò)濾試驗(yàn)結(jié)果，歸納出水頭損失、水質(zhì)、絨粒分布隨工作延續(xù)時(shí)間變化的情況，繪制出濾池工作水質(zhì)曲線圖(圖32)。 (2)總結(jié)不同流速與水頭損失的變化規(guī)律，加深對(duì)濾速v與水頭損失h之間關(guān)系的理解，并繪出(hv)變化曲線(圖3)。表33 濾池反沖洗實(shí)驗(yàn)記錄 原始條件濾管直徑/mm濾層面積/ 濾料名稱濾料粒徑/mm 濾料厚度hm 石英砂 無(wú)煙煤項(xiàng)目qlole=100%q=水溫e平均q平均123

33、456789 圖32出水剩余濁度與時(shí)問(wèn)的關(guān)系曲線 (3)根據(jù)反沖洗試驗(yàn)記錄結(jié)果，繪制一定溫度下的沖洗強(qiáng)度與膨脹率的關(guān)系曲線，并綜合四組不同的曲線進(jìn)行分析比較(圖4)。 六、注意事項(xiàng) (1)反沖洗過(guò)濾時(shí)，不要使進(jìn)水閥門開(kāi)啟度過(guò)大，應(yīng)緩慢打開(kāi)，以防濾料沖出柱外。 (2)在過(guò)濾實(shí)驗(yàn)前，濾層中應(yīng)保持一定水位，不要把水放空，以免過(guò)濾實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)壓管中積有空氣。 (3)反沖洗時(shí)，為了準(zhǔn)確地量出砂層厚度，一定要在砂面穩(wěn)定后再測(cè)量，并在每一個(gè)反沖洗流量下連續(xù)測(cè)量3次。實(shí)驗(yàn)四 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量的測(cè)定 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)加深對(duì)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量的理解。 (2)掌握測(cè)定強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量

34、的方法。 二實(shí)驗(yàn)原理 交換容量是交換樹(shù)脂最重要的性能，它定量地表示樹(shù)脂交換能力的大小。樹(shù)脂交換容量在理論上可以從樹(shù)脂單元結(jié)構(gòu)式粗略地計(jì)算出來(lái)。以強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為例，其單元結(jié)構(gòu)式為 單元結(jié)構(gòu)式中共有8個(gè)碳原子、8個(gè)氫原子、3個(gè)氧原子、1個(gè)硫原子，其相對(duì)分子質(zhì)量為812011+81008+315994+13206=184.2只有強(qiáng)酸基團(tuán)s03h中的h遇水電離形式h+可以交換，即每1842g干樹(shù)脂中只有1g可交換離子。 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量測(cè)定前需經(jīng)過(guò)預(yù)處理，即經(jīng)過(guò)酸堿輪流浸泡，以去除樹(shù)脂表面的可溶性雜質(zhì)。測(cè)定陽(yáng)離子交換樹(shù)脂容量常采用堿滴定法，用酚酞作指示劑，按下式計(jì)算交換容量

35、。 (1) 式中 m- naoh標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mmolml; v- naoh標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，ml； w樣品濕樹(shù)脂質(zhì)量，g。 三實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑 (1)萬(wàn)分之一克精度天平1臺(tái)。 (2)烘箱1臺(tái)。 (3)干燥器1個(gè)。 (4)250ml三角燒瓶2個(gè)。 (5)10ml移液管2支。 (6)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。 (7)lmoll hcl溶液1000ml。 (8)1moll naoh溶液1000ml。 (9)o5moll nacl溶液1000ml。 (10)1酚酞乙醇溶液。 四實(shí)驗(yàn)步驟 (1)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的預(yù)處理 取樣品約10g以1moll鹽酸及1moll naoh輪流浸泡，即按酸一堿一酸一堿一酸

36、順序浸泡5次，每次2h，浸泡液體積約為樹(shù)脂體積的23倍。在酸堿互換時(shí)應(yīng)用200ml無(wú)離子水進(jìn)行洗滌。5次浸泡結(jié)束用無(wú)離子水洗滌至溶液呈中性。 (2)測(cè)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂固體含量() 稱取雙份10000g的樣品，將其中一份放入105110烘箱中約2h，烘干至恒重后放入氯化鈣干燥器中冷卻至室溫，稱量，記錄干燥后的樹(shù)脂質(zhì)量。 固體含量=干燥后的樹(shù)脂質(zhì)量100樣品質(zhì)量 (2) (3)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量的測(cè)定 將一份10000g的樣品置于250ml三角燒瓶中，投加o5molinacl溶液100ml搖動(dòng)5min，放置2h后加入1酚酞指示劑3滴，用標(biāo)準(zhǔn)o10000moll naoh溶液進(jìn)行滴定，

37、至呈微紅色1 5s不退，即為終點(diǎn)。記錄naoh標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度及用量(表1)。表 1 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量測(cè)定記錄濕樹(shù)脂樣品質(zhì)量 wg干燥后的樹(shù)脂質(zhì)量 w1g樹(shù)脂固體含量 % naoh標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度naoh標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量 vml 交換容量(mmolg干氫樹(shù)脂) 五實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算樹(shù)脂固體含量。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算樹(shù)脂交換容量。 六注意事項(xiàng) (1)在操作過(guò)程中，要認(rèn)真仔細(xì)。 (2)烘干時(shí)一定要按規(guī)定調(diào)好溫度。 七思考題 測(cè)定強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換容量為何用強(qiáng)堿液naoh滴定?實(shí)驗(yàn)五 離子交換軟化實(shí)驗(yàn) 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)熟悉順流再生固定床運(yùn)

38、行操作過(guò)程。 (2)加深對(duì)鈉離子交換基本理論的理解。 二實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)含有鈣鹽及鎂鹽的水通過(guò)裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換器時(shí)，水中的ca2+及mg2+便與樹(shù)脂中的可交換離子(na+或h+)交換，使水中ca2+、mg2+含量降低或基本上全部去除，這個(gè)過(guò)程叫做水的軟化。樹(shù)脂失效后要進(jìn)行再生，即把樹(shù)脂上吸附的鈣、鎂離子置換出來(lái)，代之以新的可交換離子。鈉離子交換用食鹽(nacl)再生、氫離子交換用鹽酸(hcl)或硫酸(h2s04)再生?；痉磻?yīng)式如下。 (1)鈉離子交換軟化再生(2)氫離子交換交換 再生 鈉離子交換的最大優(yōu)點(diǎn)是不出酸性水，但不能脫堿；氫離子交換能去除堿度，但出酸性水。本實(shí)驗(yàn)采用鈉離子交換。

39、三實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑(1) 軟化裝置1套， (2)looml量筒1個(gè)、秒表1塊(控制再生液流量用)。 (3)2000mm鋼卷尺1個(gè)。 (4)測(cè)硬度所需用品及測(cè)定方法詳見(jiàn)水質(zhì)分析書籍。 (5)食鹽數(shù)百克。 四實(shí)驗(yàn)步驟 (1)熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，搞清楚每條管路、每個(gè)閥門的作用。 (2)測(cè)原水硬度，測(cè)量交換柱內(nèi)徑(直徑70mm)及樹(shù)脂層高度(填入表2)。(3)將交換柱內(nèi)樹(shù)脂反洗數(shù)分鐘，反洗流速采用15mh，以去除樹(shù)脂層的氣泡。(4)軟化.運(yùn)行流速采用15m/h,每隔10min測(cè)一次水的硬度,測(cè)兩次并進(jìn)行比較.(5)改變運(yùn)行流速.流速分別取20m/h,25m/h,30m/h,每個(gè)流速下運(yùn)行5min,測(cè)出水的硬度

40、(填入表3). 表2原水硬度及實(shí)驗(yàn)裝置有關(guān)數(shù)據(jù)原水硬度(以cac03計(jì))(mgl) 交換柱內(nèi)徑cm 樹(shù)脂層高度cm 樹(shù)脂名稱及型號(hào)表 3交換實(shí)驗(yàn)記錄 運(yùn)行流速查(mh) 運(yùn)行流量(lh) 運(yùn)行時(shí)間min出水硬度(以cac03 計(jì))(mgl) 15 15 20 25 30 10 10 5 5 5 (6)反洗。沖洗水用自來(lái)水，反洗流速采用15mh，反洗時(shí)間15min。反洗結(jié)束將水放到水面高于樹(shù)脂表面10cm左右(表4)。 (7)根據(jù)軟化裝置樹(shù)脂工作交換容量、樹(shù)脂體積、順流再生鈉離子交換nacl耗量以及食鹽nacl含量(海鹽nacl含量8093)，計(jì)算再生一次所需食鹽量。配制含量10的食鹽再生液。

41、(8)再生。再生流速采用35mh。調(diào)節(jié)定量投再生液瓶出水閥門，開(kāi)啟度大小以控制再生流速為度。再生液用畢時(shí)，將樹(shù)脂在鹽液中浸泡數(shù)分鐘(表5)。 (9)清洗。清洗流速采用15mh，每5min測(cè)一次出水硬度，有條件時(shí)還可測(cè)氯根，直至出水水質(zhì)合乎要求時(shí)為止。清洗時(shí)間約需50min(表6)。(10)清洗完畢結(jié)束實(shí)驗(yàn)，交換柱內(nèi)樹(shù)脂應(yīng)浸泡在水中。表4反洗記錄 反洗流速(mh) 反洗流量(lh) 反洗時(shí)間min表5再生記錄 再生一次所需食鹽量kg 再生一次所需濃度10 的食鹽再生液l 再生流速(mh) 再生流量(mls)表6清洗記錄 清洗流速(mh) 清洗流量(lh) 清洗歷時(shí)min出水硬度(以caco3計(jì))

42、(mgl) 15 15 15 15 5 10 . ： 50五實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理 (1)繪制不同運(yùn)行流速與出水硬度關(guān)系的變化曲線。 (2)繪制不同清洗歷時(shí)與出水硬度關(guān)系的變化曲線。 六注意事項(xiàng) (1)反沖洗時(shí)注意流量大小，不要將樹(shù)脂沖走。 (2)再生溶液沒(méi)有經(jīng)過(guò)過(guò)濾器，宜用精制食鹽配制。 七思考題 (1)本實(shí)驗(yàn)鈉離子交換運(yùn)行出水硬度是否小于o05mmol?影響出水硬度的因素有哪些? (2)影響再生劑用量的因素有哪些?再生液濃度過(guò)高或過(guò)低有何不利? (3)做完本實(shí)驗(yàn)感到有什么不足?有何進(jìn)一步設(shè)想? 實(shí)驗(yàn)六 五塔式離子交換系統(tǒng)(純水制備)的運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)了解純水制備(五塔式離子交換器)工藝

43、流程。 (2)了解系統(tǒng)中各交換塔單元的作用。 (3)掌握純水制備(五塔式離子交換器)的操作方法。 (4)掌握混合床離子交換器的工藝流程和操作，以及技術(shù)要點(diǎn)。 (5)掌握純水水質(zhì)的檢測(cè)方法(電導(dǎo)儀、酸度計(jì))。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1概 述 五塔式離子交換系統(tǒng)較典型的反映了離子交換技術(shù)的內(nèi)容，它涵概強(qiáng)陰、強(qiáng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂技術(shù)最基本的工作原理，是各種離子交換法脫鹽，以及純水、高純水制備系統(tǒng)中的主體。了解掌握它可幫助深化理解離子交換技術(shù)的原理。 2工藝原理 活性炭床 活性炭床一般設(shè)置在陽(yáng)離子床前?；钚蕴康谋缺砻娣e大，具有很好的吸附作用?；钚蕴勘砻嬗写罅康牧u基、羧基等官能團(tuán)，可以化學(xué)吸附或靜電吸引各種性質(zhì)的有

44、機(jī)物，還能去除對(duì)陰陽(yáng)離子樹(shù)脂有害的腐殖酸、富維酸、木質(zhì)酸、懸浮物和某些可致樹(shù)脂中毒的金屬離子等物質(zhì)。一般去除6386的膠體物質(zhì)，50的鐵和4760的有機(jī)物。 陽(yáng)離子床 當(dāng)原水通過(guò)h型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子床時(shí)，水中的陽(yáng)離子與樹(shù)脂官能團(tuán)中等當(dāng)量的h進(jìn)行交換，從而去除水中的陽(yáng)離子，釋放h。(用rh代表氫型強(qiáng)離子交換樹(shù)脂，用x代表水中的陽(yáng)離子)反應(yīng)方程式為 rh+x rx+h 曝氣塔 曝氣塔又叫除碳器或二氧化碳脫氣塔，由于原水中含有大量的重碳酸鹽，在經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換后，置換下的h與碳酸根結(jié)合生成二氧化碳，即h+hco=c0+h0，從而會(huì)迅速消耗陰離子的交換能力，因此除碳器具有去除c0的作用。曝氣塔可分為真空式和

45、鼓風(fēng)式兩種。曝氣塔的水從塔的上部噴淋而下，“砸”到瓷環(huán)上可增加水與空氣的接觸面積；空氣由下而上，由于空氣中的co比水中co含量少、分壓低(占大氣壓力的003)，根據(jù)亨利定律，高分壓的水逸入低分壓的空氣流時(shí)，水中的c0會(huì)被空氣流帶走，從而起到去除co的作用。 陰離子床 當(dāng)原水通過(guò)oh型強(qiáng)陰離子床時(shí)，水中的陰離子與樹(shù)脂官能團(tuán)中等量的oh進(jìn)行交換，從而去除水中的陰離子，釋放oh。(用roh代表氫氧根型強(qiáng)陰離子交換樹(shù)脂，用x代表水中的陰離子)反應(yīng)方程式 roh+xrx+oh 混合床 在一個(gè)交換器中同時(shí)將陰、陽(yáng)(兩種以上)離子交換樹(shù)脂，按一定的體積比填裝，在均勻混合狀態(tài)下，進(jìn)行離子交換，以去除水中鹽分的

46、離子交換床稱為混合床。 混合床的特點(diǎn)是混合床交換反應(yīng)比較徹底，出水水質(zhì)好，這是混合床最重要的特點(diǎn)，因此，常把它串聯(lián)在復(fù)床或陰離子床后，獲得較高質(zhì)量的純水。另外，混合床工作流速較高，一般設(shè)計(jì)流速為4050 m/h。但是再生工藝復(fù)雜(需要分層、頂水等)。 混合床的基本原理是混合床的樹(shù)脂在工作時(shí)，處于均勻混合的狀態(tài)，交錯(cuò)排列，互相接觸，可以把它看作是由很多的陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂所組成的多級(jí)復(fù)床。它的陰、陽(yáng)離子交換幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，所產(chǎn)生的h和oh隨即結(jié)合成h0。若用rh表示陽(yáng)樹(shù)脂，用roh表示陰樹(shù)脂，則原理方程式如下 3工藝流程活性炭一陽(yáng)離子床一爆氣塔一陰離子床一混合床4五塔式純水制備系統(tǒng)圖(圖 6-

47、1)三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器(1)五塔式離子交換器(純水制備裝置)(1套)；(2)酸度計(jì)(1臺(tái))；(3)電導(dǎo)儀(1臺(tái))；(4)燒杯(50 ml、500 ml各1個(gè))；(5)量筒(100 ml、500 ml各1個(gè))o四、實(shí)驗(yàn)用試劑(1) 廣泛ph試紙； (2)緩沖液(ph=10);(3)鹽酸(化學(xué)純)；(4)氫氧化鈉(化學(xué)純)。五、實(shí)驗(yàn)操作步驟 1操作內(nèi)容 (1)在進(jìn)行五塔式離子交換器的運(yùn)行操作(純水制備過(guò)程)時(shí)，并注意觀察壓力、流量、樹(shù)脂層及顏色的變化。(2)測(cè)定原水和各個(gè)交換塔出水的電導(dǎo)率、ph值檢測(cè)。(3) 混合床的分層與混合操作，以及檢測(cè)o2操作中的注意事項(xiàng) (1)在開(kāi)啟任何進(jìn)水閥門時(shí)，必須注意是否會(huì)造成系統(tǒng)高壓。 (2)在開(kāi)啟和運(yùn)行系統(tǒng)過(guò)程