过滤性能的测定实验思考题

① 有关恒压过滤常数测定实验的几道思考题，知道多少告诉我多少吧，谢谢啦！

（1） 通过来实验你认为过滤自的一维模型是否适用？
答：是适用。用此模型能很好地描述这个过程，且误差小。

（2） 当操作压强增加一倍，其K值是否也增加1倍？要得到同样的滤液量，
2p其过滤时间是否缩短了1半？ K答：恒压过滤公式：q2＋2qqe＝Kτ （4-46） r
当操作压强增加一倍，其K值也增加1倍。得到同样的滤液量，其过滤时间缩短了1半。

（3） 影响过滤速率的主要因素有哪些？
答：1,压力。2，滤饼结构。3，悬浮液中颗粒的聚集状态。4，滤饼厚度增长
（4） 滤浆浓度和操作压强对过滤常数K值有何影响？
答：滤浆浓度越大，过滤常数K值越小。操作压强越大，过滤常数K值越大。
（5）为什么过滤开始时，滤液常常有点混浊，过段时间后才变清？
答：1，过滤之初，液体浑浊。悬浮液中部分固体颗粒的粒径可能会小于介质孔道的孔径，过滤之初，液体浑浊。但颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象。2，开始形成滤饼层，滤液由浑浊变为清澈。

② 恒压过滤常数的测定实验怎样进行误差分析

一、实验目的

⒈ 掌握恒压过滤常数 、 、 的测定方法，加深对 、 、 的概念和影响因素的理解。

⒉ 学习滤饼的压缩性指数s和物料常数 的测定方法。

⒊ 学习 一类关系的实验确定方法。

⒋ 学习用正交试验法来安排实验，达到最大限度地减小实验工作量的目的。

⒌ 学习对正交试验法的实验结果进行科学的分析，分析出每个因素重要性的大小，指出试验指标随各因素变化的趋势，了解适宜操作条件的确定方法。

二、实验内容

⒈ 设定试验指标、因素和水平。因课时限制，必须合作共同完成一个正交表。故统一规定试验指标为恒压过滤常数 ，实验室提供的实验条件可以设定的因素及其水平如表3-1所示，其中除滤浆浓度可以选二水平或四水平外，其余因素的水平必须按表3-1选取。并假定各因素之间无交互作用。

⒉ 统一选择正交表，按所选正交表的表头设计，填入与各因素水平对应的数据，使它变成直观的“实验方案”表格。

⒊ 分小组进行实验，测定每个实验条件下的过滤常数 、 、 。

⒋ 对试验指标 进行极差分析和方差分析；指出各个因素重要性的大小；讨论 随其影响因素的变化趋势；以提高过滤速度为目标，确定适宜的操作条件。

三、实验原理

⒈ 恒压过滤常数 、 、 的测定方法

过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。

在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体流动阻力增加。故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。

恒压过滤方程

（3-1）

式中： —单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2；

—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2；

—实际过滤时间，s；

—虚拟过滤时间，s；

—过滤常数，m2/s。

将式（3-1）进行微分可得：

（3-2）

这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘 的关系，可得直线。其斜率为 ，截距为 ，从而求出 、 。至于 可由下式求出：

（3-3）

当各数据点的时间间隔不大时， 可用增量之比 来代替。

在本实验装置中，若在计量瓶中收集的滤液量达到100ml时作为恒压过滤时间的零点。

那么，在此之前从真空吸滤器出口到计量瓶之间的管线中已有的滤液再加上计量瓶中100ml滤液，这两部分滤液可视为常量（用 表示），这些滤液对应的滤饼视为过滤介质以外的另一层过滤介质。在整理数据时，应考虑进去，则方程式（3-2）变为：

（各套 为200ml）

过滤常数的定义式：

（3-4）

两边取对数

(3-5)

因 ，故 与 的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线，直线的斜率为 ，由此可得滤饼的压缩性指数 ，然后代入式（3-4）求物料特性常数 。

⒉ 正交试验法原理，参阅《化工基础实验》第3章。

四、实验装置

⒈ 本实验共有八套装置，设备流程如图3-1所示，滤浆槽内放有已配制有一定浓度的硅藻土～水悬浮液。用电动搅拌器进行搅拌使滤浆浓度均匀（但不要使流体旋涡太大，使空气被混入液体的现象），用真空泵使系统产生真空，作为过滤推动力。滤液在计量瓶内计量。

⒉ 滤浆升温靠电热，用调压变压器即时调节电热器的加热电压来控温。每个滤浆内有电热器两个。

⒊ 滤浆浓度的水平分别指存放在滤浆槽内浓度不同的滤浆。

⒋ 过滤介质的水平1、2分别指真空吸滤器（玻璃漏斗）G2、G3（G2、G3是玻璃漏斗的型号，出厂时标注在漏斗上）。真空吸滤器的过滤面积为0.00385m2。

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

2

3

1

图3-1 正交试验法在过滤研究实验中的应用的流程图

1—搅拌装置；2—温度显示仪；3—真空吸滤器；4—电热棒；5—调节阀；6—滤液计量瓶；7—放液阀；

8—放液阀；9—真空表；10—进气阀；11—缓冲罐；12—调节阀；13—真空泵；14—滤浆槽

五、实验方法

⒈ 每个小组完成正交表中两个试验号的试验，每个大组负责完成一个正交表的全部试验。

⒉ 同一滤浆槽内，先做低温，后做高温。两个滤浆槽内同一水平的温度应相等。

⒊ 每组先把低温下的实验数据输入计算机回归过滤常数。当回归相关系数大于0.95时，该组实验合格，否则重新实验。使用同一滤浆槽的两组实验均合格后，才能升温。

⒋ 每一大组用同一台计算机汇总并整理全部实验数据，每个小组打印一份结果。

⒌ 每个实验的操作步骤：

⑴ 开动电动搅拌器将滤浆槽内硅藻土料浆搅拌均匀。将真空吸滤器按图示安装好，放入滤浆槽中，注意滤浆要浸没吸滤器。

⑵ 打开进气阀，关闭调节阀5。然后接通真空泵电闸。

⑶ 调节进气阀10，使真空表读数恒定于指定值，然后打开调节阀5，进行抽滤，待计量瓶中收集的滤液量达到100ml时，按表计时，作为恒压过滤零点。记录滤液每增加100ml所用的时间。当计量瓶读数为800ml时停表并立即关闭调节阀5。

⑷ 打开进气阀10和8，待真空表读数降到零时，停真空泵。打开调节阀5，利用系统内大气压把吸附在吸滤器上滤饼卸到槽内。放出计量瓶内滤液，并倒回滤浆槽内。卸下吸滤器清洗待用。

⒍ 结束实验后，切断真空泵、电动搅拌器电源，清洗真空吸滤器并使设备复原。

六、注意事项

⒈ 每次实验前都必须认真核对将做的实验是否符合正交表中因素和水平的规定。

⒉ 每个人实验的好坏，都会对整个大组的实验结果产生重大影响。因此，每个人都应认真实验，切不可粗心大意！

⒊ 放置真空吸滤器时，一定要把它浸没在滤浆中，并且要垂直放置，防止气体吸入，破坏物料连续进入系统和避免在器内形成滤饼厚度不均匀的现象。

⒋ 开关玻璃旋塞时，不要用力过猛，不许向外拔，以免损坏。

⒌ 每次实验后应该把吸滤器清洗干净。

⒍ 加热滤浆时加热电压不能超过220V。当滤浆温度快升到温度的水平2所规定温度时，加热电压应迅速降到40～50V。然后再酌情调节电压进行升温或保温。

七、报告内容

⒈ 列出全部过滤操作的原始数据，表格由各组统一设计。

⒉ 用最小二乘法或作图法求解正交表中一个试验的 、 、 。

⒊ 把计算机输出的恒压过滤常数 、 、 填入实验结果表中。

⒋ 对试验指标K进行极差分析和方差分析，并写出表中某列值的计算举例。

⒌ 画出表示K随各因素水平变化趋势的线图，并做理论分析。

⒍ 由本次正交试验可得出的结论。

⒎ 回答下列思考题

⑴ 为什么每次实验结束后，都得把滤饼和滤液倒回滤浆槽内？

⑵ 本实验装置真空表的读数是否真正反映实际过滤推动力？为什么？

表3-1 正交试验的因素和水平

因素

水平
压强差△P（Mpa）
过滤温度t℃
滤浆浓度C
过滤介质M

1
0.03
室温： ℃
5%
G2

2
0.04
室温+10℃
10%
G3

3
0.05

15%

4
0.06

20%

③ 综合性滤料过滤性能测试系统的实验原理

过滤材料过滤性能测试仪原理及应用:
测试粉尘或微粒在发尘器内随压缩空气分散，形成一致浓度后平均分布管道，通过静电分级器和电荷中和器作用，形成具有一定单分散值的粉尘粒子，受试滤料另一侧通过抽吸泵作用产生一定的吸气气流将粉尘牵引作用于受试滤料之上，以此模拟测试滤料在恒定的气流和粉尘浓度下的运作情况。通过监测受试过滤材料两面的粉尘或微粒浓度及粒径分布，快速得出受试过滤材料的过滤效率以及粉尘穿透率。

粉尘或微粒在过滤材料表面及内部集聚会导致测试压降增加，差压传感器实时检测受试滤料前后压降的变化。空气过滤器的过滤方式决定了过滤材料要受粉尘内部积累导致的过滤能耗增加引发的过滤效率下降，又要因为粒子冲击导致的过滤材料内部损坏引发的穿透率提高及过滤效率下降。通过监测过滤效率-粒径分布-压降变化曲线，实现对受试试样使用寿命的预评估。采用粒径谱仪监测粉尘浓度的同时亦能测试粉尘粒径分布，分级过滤效率，评估材料一定时间内静态除尘效率以及整个使用周期内过滤材料随工作情况变化的动态除尘效率。

独有替换式垂直脏气管道，可模拟滤料的实际使用过程，不仅能对基本静态过滤效率进行测试，同时可为研发提供真实模拟测试，实现过滤材料的多用途使用性能验证。配置底部粉尘收集器，使粉尘不会在受试滤料的脏气上游再分散，而导致不明确的粉尘浓度，令测量无效(特别是重要参数：残余压降值)；此设计实现无差错的长期运作，不需因清理粉尘沉积而经常全面中断测量。

④ 滤袋动态过滤性能测试仪的测试过程是如何进行的

关于试验的相关流程，标准集团来告诉你：

滤袋动态过滤性能测试仪测试

1. 初始化处理：初始滤料样品滤尘性能测定，当压力损失达到1000Pa的时进行清灰，反复30次后测定高效滤膜增重及出口粉尘浓度并记录;

2. 老化处理：10000次间隔5s老化处理;

3. 稳定化处理：稳定化处理，安装过程A进行10次滤尘—清灰操作;

4. 稳定化处理：按照A进行30滤尘—清灰操作。

适用范围：

可用于滤料材料过滤性能的测试。该设备本身操作简便，设计紧凑和坚固。可快速方便地调整过滤测试微尘浓度值，实际使用模拟度较高，模拟多种实际状况。过滤后颗粒大小和浓度通过光散射光谱仪数字系统的在线测量

⑤ 过滤实验目的是测什么

过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使得水获得澄清的回工艺过程，滤料层能答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，其次为筛滤和沉淀作用。测量不同滤料层的水质，以说明大部分过滤效果在顶层完成。

⑥ 在过滤常数测定试验中，如果滤液的黏度比较大,可以采用什么措施来增大过滤速度

使用助滤剂，改善滤饼特性

⑦ 过滤的实验目的是什么

这个是要看整个实验的目的是为了得到什么，例如：
1）为了出去溶液中的不溶性固体，实验所需要的即是滤液；
2）是为了得到得到滤渣，eg.A溶液与B溶液反应得到C沉淀，过滤烘干滤渣，则可以得到固体C的质量

⑧ 水质的净化与检测的实验报告。 1.实验目的 2.实验原理 3.主要仪器和试剂 4、实验步骤和实验现

1实验目的及要求
掌握铬法测定污水COD的方法及原理，同时了解其他水质指标，如SS、-N、PO43-。
1.2实验原理
（1）重铬酸钾法测定污水COD
实验原理：化学需氧量是用化学氧化剂氧化水中有机物污染物时所消耗的氧化剂量，用氧量（mg/L）表示。化学需氧量愈高，也表示水中有机污染物愈多。常用的氧化剂主要是重铬酸钾和高锰酸钾。以高锰酸钾作氧化剂时，测得的值称CODMn。以重铬酸钾作氧化剂时，测得
的值称CODCr，或简称COD。
重铬酸钾法测COD的原理是在水样中加如一定量的重铬酸钾和催化剂硫酸银，在强酸性介质中加热回流一段时间，部分重铬酸钾被水样中可氧化物质还原，用硫酸亚铁铵滴定剩余的重铬酸钾，根据消耗重铬酸钾的量计算COD的值。
（2）污水中悬浮物（SS）的测定
测定方法：用0.45m滤膜过滤水样，留在滤料上并于103-105℃烘至恒重的固体，经103-105℃烘干后得到SS含量。
（3）污水氨氮的测定---纳氏试剂分光光度法
测定范围：本方法测定氨氮浓度范围以氨计为0.050mg/L-0.30mg/L。
测定原理：氨氮是指以游离态的氨或铵离子形式存在的氨。氨氮与纳氏试剂反应生成黄棕色的络合物，在400nm-500nm波长范围内与光吸收成正比，可用分光光度法进行测定。
3实验仪器、材料、试剂及注意事项
（一）重铬酸钾法测定污水COD实验条件：
（A）仪器
微波闭式COD消解仪、氟塑消解罐，25mL或50mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。
（B）试剂
重铬酸钾标准溶液（c（l/6 K2Cr2O7=0.2500mol/L），试亚铁灵指示
液，硫酸亚铁铵标准溶液{c（NH4）2Fe(SO4)2·6H2O=0.1mol/L},H2SO4-Ag2SO4溶液
(C)测量范围
1/4
0.25mol/L重铬酸钾溶液测定大于50mg/LCOD，0.025mol/L测定5-50mol/L的COD值。
（二）污水中悬浮物（SS）的测定仪器及注意事项
烘箱，分析天平，干燥器，孔径为0.45um、直径45-60mm滤膜，玻璃漏斗，真空泵，内径为30-50mm称量瓶，无齿扁嘴镊子，蒸馏水或同等纯度的水。
注意事项：
（1）树叶、木棒、水草等杂质应从水样中除去。
（2）废水粘度高时，可加2-4倍蒸馏水稀释，摇均匀待沉淀物下降后再过滤。
（3）也可采用石棉坩埚进行过滤。
（三）污水氨氮测定的试剂、材料、仪器及注意事项
试剂和材料：
（1）无氨蒸馏水：在每升蒸馏水中加0.1mL浓硫酸进行重蒸馏。或用离子交换法，蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂（氢型）柱来制取。无氨水贮存在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内，每升中加10g强酸性阳离子交换树脂（氢型），以利保存。
（2）硫酸铝溶液：称取18g硫酸铝[Al2(SO4)3·18H2O]溶于100mL
水。
(3)50%(m+V)氢氧化钠溶液：称取25g氢氧化钠（NaOH）水中。
（4）酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H6O6·4H2O）溶于100mL水中，加热煮沸驱氨，待冷却后用水稀释至100mL。
（5）纳氏试剂：称取80g氢氧化钾KOH），溶于60mL水中。称取20g碘化钾（KI）溶于60mL水中。称取8.7g氯化汞，加热溶于125mL水中，然后趁热将该溶液缓慢地加到碘化钾溶液中，边加边搅拌，直到红色沉淀不再溶解为止。在搅拌下，将冷却的氢氧化钾溶液缓慢滴加到上述混合液中，并稀释至400mL，于暗处静置24h，倾出上清液，贮于棕色瓶内，用橡胶塞塞紧，存放在暗处，此试剂至少稳定一个月。
（6）磷酸盐缓冲溶液：称取7.15g无水磷酸二氢钾（KH2PO4）及45.08g
磷酸氢二钾（K2HPO4·3H2O）溶于500mL水中。
（7）2%（m+V）硼酸溶液：称取20g硼酸（H3BO3），溶于1000mL水中。
（8）氨氮标准溶液（10mg/L）：吸取10.00mL氨氮贮备溶液于1000mL容量瓶中，稀释至标线，用时现配。
仪器：
500mL全玻璃蒸馏器，20mm比色皿，分光光度计

⑨ 在恒压过虑实验常数的测定实验中，为什么将过滤压力增大一倍，它的过滤体积会缩小一倍呢

如图。