水处理用滤料检验方法

水处理用滤料检验方法
A.1 总则
A.1.1 本检验方法适用于石英砂滤料、无烟煤滤料和高密度矿石滤料，以及砾石承托料、高密度矿石承托料。
A.1.2 称取滤料和承托料样品时应准确至所称样品质量的0.1％。样品用量与测定步骤，应按照本方法的规定进行。
A.1.3 本方法所用的仪器、容量器皿，应进行校正。
A.1.4 本方法所用的试验筛，按照GB/T 6003.1、GB/T 6003.2和GB/T 6003.3标准的规定执行。
A.1.5 本方法所用的水系指蒸馏水，当对水有特殊要求时，则另加说明。
A.2 取样
A.2.1 堆积滤料的取样
    在滤料堆上取样时，应将滤料堆表面划分成若干个面积相同的方形块，于每一方块的中心点用采样器或铁铲伸入到滤料表面150mm以下采取。然后将从所有方块中取出的等量（以下取样均为等量合并）样品置于一块洁净、光滑的塑料布上，充分混匀，摊平成一正方形，在正方形上划对角线，分为四块，取相对的两块混匀，作为一份样品（即四分法取样），装入一个洁净容器内。样品采取量不应少于4kg。
A.2.2 袋装滤料的取样
    取袋装滤料样品时，由每批产品总袋数的5％中取样，批量小时不少于3袋。用取样器从袋口中心垂直插入二分之一深度处采取。然后将从每袋中取出的样品合并，充分混匀，用四分法缩减至4kg，装入一个洁净容器内。砾石承托料的取样量可根据测定项目计算。
A.2.3 试验室样品的制备
    试验室收到滤料试样后，根据试验目的和要求进行筛选和缩分。然后在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量1)，置于磨口瓶中保存。
A.3 检验方法
A.3.1 破碎率和磨损率
A.3.1.1 操作
称取经洗净干燥并截留于筛孔径0.5mm筛上的样品50g（石英砂滤料）或28g（无烟煤滤料），置于内径50mm 、高150mm的金属圆筒内。加入6颗直径8mm的轴承钢珠，盖紧筒盖，在行程为140mm、频率为150次/分的振荡机上振荡15分。取出样品，分别称量通过筛孔径0.5mm而截留于筛孔径0.25mm筛上的样品质量，以及通过筛孔径0.25mm的样品质量。
A.3.1.2 计算 
破碎率和磨损率分别按式(A1)和式(A2)计算。
C1=G1／G×100  ………………………（A1）
    1)本方法中的“灼烧或干燥至恒量”，系指灼烧或烘干，并于干燥器中冷却至室温后称量，重复进行至{zh1}两次称量之差不大于所称样品质量的0.1％时，即为恒量，取{zh1}一次质量作为计量依据。
C2=G2／G×100   ………………………（A2）
式中：
C1——破碎率，％；
C2——磨损率，％；
G1——通过筛孔径0.5mm而截留于筛孔径0.25mm筛上的样品质量，g；
G2——通过筛孔径0.25mm的样品质量，g；
G——样品的质量，g。
A.3.2 密度
A.3.2.1 操作
向李氏比重瓶中加入煮沸并冷却至约20℃的水至零刻度，塞紧瓶盖。在(20±1)℃的恒温水槽中静置1小时后，调整水面准确对准零刻度，擦干瓶颈内壁附着水，通过长颈玻璃漏斗慢慢加入洗净干燥的滤料样品约53g(石英砂滤料)或约30g(无烟煤滤料)或约90g(高密度矿石滤料)，边加边向上提升漏斗，避免漏斗附着水及瓶颈内壁粘附样品颗粒。旋转并用手轻拍比重瓶，以驱除气泡。塞紧瓶盖，在(20±1)℃的恒温水槽中静置1小时后，再用手轻拍比重瓶，以驱除气泡，记录瓶中水面刻度体积。
测定无烟煤滤料时，{zh0}用煤油代替水。
A.3.2.2 计算
样品的密度按式(A3)计算。
    ρ=G／V  …………………………（A3）
式中：
ρ——样品的密度，g/cm3；
G——样品的质量，g；
V——加样品后瓶中水面刻度体积，cm3。
A.3.3 含泥量
A.3.3.1 操作  
称取干燥滤料样品500g，置于1000mL洗砂筒中，加入水，充分搅拌5分钟，浸泡2小时，然后在水中搅拌淘洗样品，约1分钟后，把浑水慢慢倒入孔径为0.08mm的筛中。测定前，筛的两面先用水湿润。在整个操作过程中，应避免砂粒损失。再向筒中加入水，重复上述操作，直至筒中的水清澈为止。用水冲洗截留在筛上的颗粒，并将筛放在水中来回摇动，以充分洗除小于0.08mm颗粒。然后将筛上截留的颗粒和筒中洗净的样品一并倒入已恒量的搪瓷盘中，置于105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
A.3.3.2 计算
含泥量按式(A4)计算。
    C=（G－G1 ）／G×100 …………………………（A4）
式中：
C——含泥量，％；
G——淘洗前样品的质量，g；
G1——淘洗后样品的质量，g。
A.3.4 密度小于2g/cm3的轻物质含量（用于石英砂滤料的检验）
A.3.4.1 配制氯化锌溶液（相对密度为2.0g/cm3）
向1000mL的量杯中加水至500mL刻度处，再加入1500g氯化锌，用玻璃棒搅拌使氯化锌全部溶解（氯化锌在溶解过程中将放热使溶液温度升高），待冷却至室温后，取部分溶液倒入250mL量筒中，用比重计测其相对密度。如溶液相对密度大于要求值，则再加入一定量的水，搅拌、混合均匀，再测其相对密度，直至溶液相对密度达到要求数值为止。
A.3.4.2 操作
称取干燥滤料样品150g，置于盛有氯化锌溶液（约500mL）的1000mL烧杯中，用玻璃棒充分搅拌5分钟后，将浮起的轻物质连同部分氯化锌溶液倒入0.08mm筛网中（剩余的氯化锌溶液与滤料表面相距2cm～3cm时即停止倒出），轻物质留在筛网上，而氯化锌溶液通过筛网流入另一容器，再将通过筛网的氯化锌溶液倒回烧杯中。重复上述过程，直至无轻物质浮起为止。
  用水洗净留在筛网中的轻物质，然后将其移入已恒量的蒸发皿中，在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
A.3.4.3 计算  
密度小于2g/cm3的轻物质含量按式(A5)计算。
      C=G1 ／G×100   ………………………（A5）
式中：
C——密度小于2g/cm3的轻物质含量，％；
G——干燥滤料样品的质量，g；
G1——干燥的轻物质的质量，g。
A.3.5 灼烧减量（用于石英砂滤料的检验）
A.3.5.1 操作
称取干燥滤料样品10g，置于已灼烧至恒量的瓷坩埚中，将盖斜置于坩埚上，从低温升起，在(850±10)℃高温下灼烧30分钟，冷却后称量。
A.3.5.2 计算
灼烧减量按式(A6)计算。
    C=（G－G1 ）／G×100    ………………………（A6）
式中：
C——灼烧减量，％；
G——灼烧前干燥样品的质量，g；
G1——灼烧后干燥样品的质量，g。
A.3.6 盐酸可溶率
A.3.6.1 操作
将滤料样品用水洗净，在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。称取洗净干燥样品50g，置于500mL烧杯中，加入1+1盐酸（1体积分析纯盐酸与1体积水混合）160mL（使样品wq浸没）。在室温下静置，偶作搅拌，待停止发泡30分钟后，倾出盐酸溶液，用水反复洗涤样品（注意不要让样品流失），直至用pH试纸检查洗净水呈中性为止。把洗净后的样品移入已恒量的称量瓶中，在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
A.3.6.2 计算
盐酸可溶率按式(A7)计算。
    C=（G－G1 ）／G×100  ………………………（A7）
式中：
C——盐酸可溶率，％；
G——加盐酸前样品的质量，g；
G1——加盐酸后样品的质量，g。
A.3.7 筛分
称取干燥的滤料样品100g，置于一组试验筛（按筛孔由大至小的顺序从上到下套在一起，底盘放在最下部）的最上的筛上，然后盖上顶盖。在行程140mm、频率150次/分钟的振荡机上振荡20分钟，以每分钟内通过筛的样品质量小于样品的总质量的0.1％，作为筛分终点。然后称出每只筛上截留的滤料质量，按表A1填写和计算所得结果，并以表A1中筛的孔径为横坐标，以通过该筛孔样品的百分数为纵坐标绘制筛分曲线。根据筛分曲线确定滤料样品的有效粒径（d10）、均匀系数（K60）和不均匀系数（K80）。
表A1 筛分记录
筛孔径
mm 截留在筛上的样品质量
g 通过筛的样品
  质量，g 百分数，％
d1
d2
d3
d4
d5
d6 g1
g2
g3
g4
g5
g6 g7
g8
g9
g10
g11
g12 g7／G×100
g8／G×100
g9／G×100
g10／G×100
g11／G×100
g12／G×100
注： G——滤料样品总质量，g。
A.3.8 砾石密度
A.3.8.1 操作
砾石密度的测定，按照砾石承托料的铺料层次及粒径范围分组测定。测定前将样品洗净和干燥至恒量，并按下述步骤分别测定。
粒径2mm～4mm的样品，按照本检验方法A.3.2的规定测定。
粒径4mm～8mm或8mm～16mm的样品，称取300g，慢慢加入盛有250mL（V1）煮沸并冷却至(20±1)℃水的500mL量筒中，旋转并用手轻拍量筒，以驱除气泡。在(20±1)℃的恒温水槽中静置1小时后，再用手轻拍量筒，以驱除气泡，记录量筒中水面刻度体积（V2）。
粒径16mm～32mm的样品，称取量为1000g，用1000mL量筒，加500mL水。粒径32mm～64mm的样品，称取量为1500g，用2000mL量筒，加1000mL水，按照上述方法测定。
A.3.8.2 计算
砾石的密度按式(A8)计算。
    ρ=G／（V2－V1）×100   ………………………（A8）
式中：
ρ——样品的密度，g/cm3；
G——样品的质量，g；
V1——加样品前量筒中水面刻度体积，cm3；
V2——加样品后量筒中水面刻度体积，cm3；
A.3.9 砾石含泥量
  将样品在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
称取表A2中规定的样品质量，置于搪瓷盆中并加入水浸泡2小时后，在水中搅拌淘洗样品。以下操作按照本检验方法A.3.3做。其含泥量按式(A4)计算。
表A2  不同粒径样品的检验样品量
样品粒径
mm 2～4 4～8 8～16 16～32 32～64
样品质量
g 500 1500 2500 5000 5000
A.3.10 砾石盐酸可溶率
将样品用水洗净，在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
表A3  不同粒径样品的检验样品量和盐酸量
样品粒径mm 2～4 4～8 8～16 16～32 32～64
样品质量g 100 100 250 250 500
1+1盐酸量mL 320 320 800 800 1600
称取表A3中规定的样品质量，置于1000mL的烧杯中（样品质量500g用2000mL烧杯），加入表A3中规定的盐酸量，在室温下静置，待停止发泡30分钟后，倾出盐酸溶液，用水反复洗涤样品（注意不要让样品损失），直至用pH试纸检查洗净水呈中性为止，把洗净后的样品在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
盐酸可溶率按照式(A7)计算。
A.3.11 明显扁平、细长颗粒含量（用于承托料的检验）
A.3.11.1 操作
将样品在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
称取表A2中规定的样品质量（粒径小于2mm的样品，称取100g），找出扁平、细长的颗粒。用游标卡尺测出各扁平、细长颗粒的{zd0}长度和中央处的最小厚度，然后称出明显扁平、细长（长度超过5倍厚度）颗粒的质量。
A.3.11.2 计算
明显扁平、细长颗粒含量按式(A9)计算。
    C=G1／G×100 …………………………（A9）
式中：
C——明显扁平、细长颗粒含量，％；
G——干燥承托料样品的质量，g；
G1——干燥的明显扁平、细长颗粒质量，g。
A.3.12 密度大于1.8g/cm3的重物质含量（用于无烟煤滤料的检验）
A.3.12.1 配制氯化锌水溶液（相对密度为1.8g/cm3）
    向1000mL的量杯中加水至500mL刻度处，再加入1500g氯化锌，用玻璃棒搅拌使氯化锌全部溶解（氯化锌在溶解过程中将放热使溶液温度升高），待冷却至室温后，取部分溶液倒入250mL量筒中，用比重计测其相对密度。如溶液相对密度大于要求值，则再加入一定量的水，搅拌、混合均匀，再测其相对密度，直至溶液相对密度达到要求数值为止。
A.3.12.2 操作
      称取洗净干燥至恒量滤料样品50g，置于盛有氯化锌溶液（约500mL）的1000mL烧杯中，用玻璃棒充分搅拌5分钟，静置10分钟使密度大于1.8g/cm3的物质沉淀下来，然后用网勺按一定方向小心捞取漂浮物，反复操作直至捞尽为止。捞取时应注意，勿使沉淀物搅起混入飘浮物中。
  将烧杯中的氯化锌溶液慢慢倾入另一容器中（注意不要让沉淀物倾出）。用温水冲洗烧杯中沉淀物上残存的氯化锌，然后将沉淀物倒入已恒量的称量瓶中，在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。
A.3.12.3 计算 
密度大于1.8g/cm3的重物质含量按式(A10)计算。
     C=G1／G×100 …………………………（A10）
式中：
C——密度大于1.8g/cm3的重物质含量，％；
G——干燥滤料样品的质量，g；
G1——干燥的沉淀物质的质量，g。
A.3.13 含硅物质（用于石英砂滤料的检验）
含硅物质以SiO2计，按照GB 178—1977《水泥强度试验用标准砂》附录一的规定检验。