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浙江省温州市2016届高三第二次适应性考试理科综合试题（word版）
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重力式叠加滤池直接过滤低浊的试验研究
本文设计了一种由上层石英砂滤料和下层彗星式纤维滤料构成的叠加滤池，利用其对低浊度水进行微絮凝直接过滤试验。过滤原水投加絮凝剂PAC后采用重力式过滤方式进行过滤。试验结果表明:　　
叠加滤池总高度为800mm，根据过滤试验结果并综合考虑叠加滤池的过滤效果和滤料费用，当滤层厚度比为4∶4(即上层石英砂厚度为400mm，下层彗星式纤维滤料厚度为400mm)、石英砂粒径为0.95～1.35mm时，叠加滤池的过滤性能好，在过滤周期内，上、下滤层均完全发挥了截污能力。　　
初始过滤滤速为15m/h时，叠加滤池过滤周期内产水量最大，出水水质达标，表现为:浊度去除率在97％以上;化学需氧量(CODMn)去除率达58％以上;氨氮去除率达75％以上;亚硝酸盐氮去除率达81％以上。　　
叠加滤池采用气、水联合反冲洗方式，使石英砂滤料层处于流化状态，彗星式纤维滤料处于均匀搅动状态。水洗强度为14L/(m2×s)，气洗强度为35L/(m2×s)时，滤池滤料反洗彻底且效果好，反洗历时为11 min，反冲洗耗水率为1.37％，剩余积泥率为1.36％。　　
通过大量的试验数据，可拟合出叠加滤池三条性能函数曲线:日产水量(Qm)与初始过滤滤速(V)的曲线，记为Qm～V;过滤周期(T)与初始过滤滤速(V)的曲线，记为T～V;水头损失(△H)与初始过滤滤速(V)的曲线，记为△H～V。当进水水质或水量变化时，操作人员可以根据这些性能曲线来调整运行参数。
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第三章 沉降与过滤
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1.过滤速率与过滤速度　过滤速率是指过滤设备单位时间所能获得的滤液体积,表明了过滤设备的生产能力；过滤速度是指单位时间单位过滤面积所能获得的滤液体积,表明了过滤设备的生产强度,即设备性能的优劣.过滤速率与过滤推动力成正比与过滤阻力成反比.在压差过滤中,推动力就是压差,阻力则与滤饼的结构、厚度以及滤液的性质等诸多因素有关,比较复杂.2.恒压过滤与恒速过滤　在恒定压差下进行的过滤称为恒压过滤.此时,由于随着过滤的进行,滤饼厚度逐渐增加,阻力随之上升,过滤速率则不断下降.维持过滤速率不变的过滤称为恒速过滤.为了维持过滤速率恒定,必须相应地不断增大压差,以克服由于滤饼增厚而上升的阻力.由于压差要不断变化,因而恒速过滤较难控制,所以生产中一般采用恒压过滤,有时为避免过滤初期因压差过高引起滤布堵塞和破损,也可以采用先恒速后恒压的操作方式,过滤开始后,压差由较小值缓慢增大,过滤速率基本维持不变,当压差增大至系统允许的最大值后,维持压差不变,进行恒压过滤.①悬浮液的性质　悬浮液的粘度对过滤速率有较大影响.粘度越小,过滤速率越快.因此对热料浆不应在冷却后再过滤,有时还可将滤浆先适当预热；由于滤浆浓度越大,其粘度也越大,为了降低滤浆的粘度,某些情况下也可以将滤浆加以稀释再进行过滤,但这样会过滤容积增加,同时稀释滤浆也只能在不影响滤液的前提下进行.②过滤推动力　要使过滤操作得以进行,必须保持一定的推动力,即在滤饼和介质的两侧之间保持有一定的压差.如果压差是靠悬浮液自身重力作用形成的,则称为重力过滤,如化学实验中常见的过滤；如果压差是通过在介质上游加压形成的,则称为加压过滤；如果压差是在过滤介质的下游抽真空形成的,则称为减压过滤（或真空抽滤）；如果压差是利用离心力的作用形成的,则称为离心过滤.重力过滤设备简单,但推动力小,过滤速率慢,一般仅用来处理固体含量少且容易过滤的悬浮液；加压过滤可获得较大的推动力,过滤速率快,并可根据需要控制压差大小,但压差越大,对设备的密封性和强度要求越高,即使设备强度允许,也还受到滤布强度、滤饼的压缩性等因素的限制,因此,加压操作的压力不能太大,以不超过500kPa为宜.真空过滤也能获得较大的过滤速率,但操作的真空度受到液体沸点等因素的限制,不能过高,一般在85kPa以下.离心过滤的过滤速率快,但设备复杂,投资费用和动力消耗都较大,多用于颗粒粒度相对较大、液体含量较少的悬浮液的分离.一般说来,对不可压缩滤饼,增大推动力可提高过滤速率,但对可压缩滤饼,加压却不能有效地提高过程的速率.③过滤介质与滤饼的性质　过滤介质的影响主要表现在对过程的阻力和过滤效率上,金属网与棉毛织品的空隙大小相差很大,生产能力和滤液的澄清度的差别也就很大.因此,要根据悬浮液中颗粒的大小来选择合适的过滤介质.滤饼的影响因素主要有颗粒的形状、大小、滤饼紧密度和厚度等,显然,颗粒越细,滤饼越紧密、越厚,其阻力越大.当滤饼厚度增大到一定程度,过滤速率会变得很慢,操作再进行下去是不经济的,这时只有将滤饼卸去,进行下一个周期的操作.
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