实验项目性质：普通性实验 所属课程名称：水质工程学实验（1）实验计划学时：2
一、 实验目的
1. 掌握清洁滤料层过滤时水头损失的变化规律；
2. 深入理解反冲洗强度与滤料层膨胀度之间的关系；
3. 掌握气、水反冲洗操作方法。
二、 实验内容和要求
1. 测定在不同滤速下清洁滤层过滤时水头损失的变化，绘制滤速与清洁滤层过滤时水头损失的关系曲线。
2. 测定在不同的冲洗强度下，滤层膨胀度的变化。绘制冲洗强度与滤层膨胀率关系曲线。
3. 掌握气、水反冲洗操作方法。
要求掌握清洁滤料层过滤时水头损失的变化规律，深入理解反冲洗强度与滤料层膨胀度之间的关系，通过气、水联合反冲洗加深对气、水反冲洗的认识。
三、实验主要仪器设备和材料
有机玻璃过滤柱（直径100mm、高度2000mm，过滤水量0.15L/h）、过滤进水水箱、反冲洗进水箱、空气压缩机、过滤进水流量计、反冲洗流量计、过滤及反冲洗水泵、水和气压力表、防水测压板、温度计、钢卷尺、秒表、量筒。
二、 实验方法、步骤
1．将滤料进行一次冲洗，冲洗强度逐渐加大到12~15L/s·m2，时间几分钟，以便去除滤层内的气泡。
2．冲洗毕，开初滤水排水阀门，降低柱内水位。将滤柱有关数据记入表3-1。
3．滤速与清洁滤层水头损失关系的实验。开动水泵，通入清水，调节进水阀门和滤后水出水阀门，记录进水流量，及滤层顶部的测压管水位和滤层底部附近的测压管水位。将有关数据记入表3-2。
4．冲洗强度与滤层膨胀度关系的实验。过滤结束后，用设计规范规定的冲洗强度、冲洗时间进行冲洗，观察整个滤层是否均已膨胀。
5.改变反冲洗进水阀门，记录反冲洗流量，改变冲洗强度，记录滤层膨胀后厚度，将有关数据记入表3-3。
6．气、水反冲洗实验，观察气、水反冲洗现象。
（1）打开滤柱排水阀门，待水位下降至滤料表面以上10cm位置时，打开空压机阀门，往滤池底部送气。注意气量要控制在1m3/min·m2以内，以滤层表面均具有紊流状态，看似沸腾开锅，滤层全部冲动为准。气洗至规定时间4分钟，关进气阀门。气洗时注意观察滤料互相摩擦的情况，并注意保持水面高于滤层10cm，以免空气短路；
（2）气洗结束立即打开水反洗进水阀，开始水反洗。注意要迅速调整好进水量，以滤层的膨胀度保持在要求的数值（45%）上为准。当趋于稳定后，开始以秒表记录反冲洗时间，水反洗进行5分钟。
五、实验报告要求
1．将实验数据填入记录表3-1、3-2、3-3。
表3-1 滤柱有关数据表
滤柱内径 (cm) |
滤料名称 |
滤粒粒径 (mm) |
滤料厚度 (cm) |
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表3-2 滤速与清洁滤层水头损失关系的实验记录表
过滤流量 (L/h) |
滤速 （m/h) |
清洁滤层顶部的测压管水位(cm) |
清洁滤层底部的测压管水位(cm) |
清洁滤层的水头损失(cm) |
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水温： ℃
表3-3 冲洗强度与滤层膨胀度关系的实验记录表
冲洗流量 (L/h) |
冲洗强度 （L/s.m2） |
滤料膨胀后厚度 (cm) |
滤层膨胀度 （%） |
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冲洗水温： ℃
2．根据3-2实验数据，以滤速为横坐标，清洁滤层水头损失为纵坐标，绘制滤速与清洁滤层水头损失的关系曲线。
3．根据3-3实验数据，以冲洗强度为横坐标，滤层膨胀度为纵坐标，绘冲洗强度与滤层膨胀度关系曲线。
六、思考题
1．滤层内有空气泡时对过滤、冲洗有何影响?
2．冲洗强度为何不宜过大?
