过滤及气水反冲洗实验是环境工程和水处理领域中的一项重要实验，旨在了解过滤与反冲洗的原理、设备组成与构造，以及掌握相关的操作方法和技术参数测定方法。以下是对该实验的详细介绍：
一、实验目的
加深对过滤原理的理解：通过实验观察过滤现象，理解过滤过程中悬浮颗粒与滤料颗粒间的黏附作用，以及接触絮凝、筛滤和沉淀等机制在过滤中的作用。
了解反冲洗原理：掌握滤料层反冲洗的必要性、过程及效果，理解反冲洗过程中滤料层膨胀、水流剪力对污物去除的影响。
熟悉实验设备和方法：熟悉过滤与反冲洗实验装置的组成与构造，掌握实验设备的操作方法和步骤。
测量与记录技术参数：通过实验测量和记录滤速、冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度等关键技术参数，分析它们之间的关系及其对过滤效果的影响。
二、实验原理
过滤原理：
过滤一般是指以石英砂等颗粒状滤料截留水中悬浮杂质，从而使水得到澄清的工艺过程。
过滤效果主要取决于筛滤作用、沉淀作用和吸附作用，其中主导因素是接触絮凝作用。
当水中颗粒迁移到滤料表面上时，在范德华引力和静电引力以及某些化学键和特殊的化学吸附作用下，它们黏附到滤料颗粒的表面上。
反冲洗原理：
当滤层中的杂质截留量增加到一定程度时，会导致水头损失增大、产水量锐减或出水水质恶化。此时需要进行反冲洗以恢复滤池的过滤能力。
反冲洗采用自下而上的水流进行，使滤料层膨胀起来，截留于滤层的污物在滤层孔隙中的水流剪力以及颗粒相互碰撞摩擦的作用下脱落下来，然后被反冲洗水流带出滤池。
三、实验设备与仪器
过滤与反冲洗实验装置：包括进水箱、流量计、过滤柱（砂滤柱）、反冲洗出水口、测压管等。
测量仪器：浊度仪、温度计、秒表、尺子、酸度计等。
试剂：根据需要可能使用混凝剂（如硫酸铝、氯化铁等）以加速悬浮物的凝聚和沉降。
四、实验步骤
准备阶段：熟悉实验设备，检查装置是否完好，准备必要的试剂和测量仪器。
过滤实验：
开启进水阀门，调节进水流量至设定值。
观察并记录过滤过程中的各项参数（如滤速、水头损失、出水浊度等）。
定时取样测定出水浊度，记录数据。
反冲洗实验：
当过滤达到一定时间或出水浊度超过设定值时停止过滤。
开启反冲洗阀门，调节反冲洗流量至设定值。
观察并记录反冲洗过程中的滤料层膨胀情况、冲洗水浊度等参数。
根据需要调整反冲洗强度和时间以达到最佳冲洗效果。
五、实验结果与分析
数据整理：将实验过程中记录的各项数据整理成表格或图表形式以便分析。
结果分析：
分析滤速与水头损失之间的关系以及它们对过滤效果的影响。
探讨冲洗强度与滤料层膨胀率之间的关系及其对反冲洗效果的影响。
比较不同加药量对过滤效果的影响以优化混凝条件。
六、注意事项
安全操作：在实验过程中注意个人安全防护避免接触有害物质和高温设备。
精确测量：使用精确的测量工具和设备以确保实验数据的准确性。
实验记录：详细记录实验过程中的各项参数和现象以便后续分析和总结。
通过以上实验步骤和方法可以系统地了解过滤与反冲洗的原理及其在实际应用中的操作要点和技术参数测定方法为后续的水处理工程设计和运行提供科学依据和实践经验。