试验一自由沉降试验汇总

1、实验一自由沉降实验一、实验目的1、观察自由沉降过程；2、通过沉降实验学会绘制 Et 关系曲线和 Eu 关系曲线；3、能正确运用数据求解总去除率ET。二、实验原理在含有离散颗粒的废水静置沉淀过程中，若试验柱内有效水深为H，通过不同的沉淀时间 t，可求得不同的颗粒沉淀速度 u，u=H/t 。如以 p0表示沉速 uu0的颗粒量占 SS 总量的分率，则因 u u0而被除去的颗粒量 占 SS总量的分率即为（ 1-p0）。以 dp 表示 uu0的颗粒中某一微小粒径范围的颗粒占SS 总两的分率，其中能被除去的部分占据 u/u0（或 h/H，h为 uu0颗粒在 t 时间内的下沉距离， hH），则这种粒径范围的

2、颗粒能被除 去的部分占 SS总量的分率即为 u/u 0dp。当考虑的粒径范围由某一微小值扩展到整个uu0的颗粒群体时，它p0们所占 SS总量的分率也由 0增大到 p0，其中能被除去的部分占 SS总量的分率即为0 u /u0 dp0 。这样，在 t时间内悬浮固体的总沉降效率E（ %）为：p0 up0 hp0ET （1 p0）0 dp 100 （1 p0）0 dp 100若以有限之和udp 代替积分项中的 0 udp，则上式可改写为：(1 p0)udpu0100p0式中 0 0 udp可由沉速分布曲线进行图解积分来确定。如图1-1 所示。1.0x0x0uu0沉速图 1-1 颗粒沉速分布曲线小于指定

3、沉速的颗与全部颗粒的重量三、实验材料与设备1、沉降试验柱：直径 =100mm ，工作有效水深 H=180cm 。2、过滤装置：漏斗，烧杯 100mL ，量筒 50mL ，玻璃棒，经稀酸洗涤、烘干的滤纸。3、悬浮物固体测定设备：分析天平、坩埚、干燥器、烘箱等。4、实验材料：自制的粘土水样。四、实验步骤1、将搅拌均匀的水样装入沉降柱中，同时从取样口取两份50mL 的水样（要准确记录书样的体积） ，用重量法测定初始 SS 浓度 C0，并求出平均值；2、将柱内水位迅速调整到溢流口出，开始记时；3、当累计时间为 5、10 、20、30、45、60、90、120min 时，从试验柱中部取样口取水 2 份，

4、每份约 50mL （准确记录体积） 。取样前先排空取样管中的积水越 10mL 左右，取样后测定工作水深 Hi；4、将每一沉降时间的水样作平行试验，用滤纸（已烘干称量过）过滤，并将过滤后的滤纸放入已称量的 坩埚或称量瓶中，在 100110烘箱内烘干 4 小时，然后取出滤纸放入干燥器中，冷却后迅速称量（以防 止滤纸吸水过多引起过大的误差） 。其增量即为水样中悬浮物的重量；5、计算不同沉降时间水样中悬浮物浓度Ci，沉淀效率 E以及相应的颗粒沉速 ui，绘制 E t、Eu 关系曲线。五、数据记录与处理1、实验数据记录见表 1-1 。2、根据数据绘制 Et 、Eu 关系曲线（负荷为 20m3/m2.d）

5、。3、实验结果分析。表 1-1 沉降实验记录表沉淀 时间 t （min）水样 体积 mL柱内 有效 水深 m滤纸重（ g）悬浮物重（g）悬浮物 平均浓 度 mg/L沉 降 效 率沉淀速度 u（mm/s）总去 除率 ET一次二次滤前 /滤后滤前 /滤后次次平 均5102030456090120六、自由沉降实例分析例：某废水中悬浮物浓度不高，且均为离散颗粒，在一有效水深 H=2.0m 的沉降柱内作沉降试验，其 结果见表 1-2。试求此废水在一负荷为 25m3/m 2.d 的沉降设备内悬浮物的理论总去除率。表 1-2 静置沉降试验结果时间（ min ）0 60 80 100 130 200 240

6、420取样浓度C（ mg/L ）300 189 180 168 156 111 78 27解：（1）计算各沉降时间下，水中残余颗粒所占百分数与相应的沉降速度u，结果见表 1-3 所示。表 1-3 各沉降时间下水中残余颗粒所占百分数及沉降速度时间（ min ）6080100 130 200 240 420残余颗粒百分数C/C0（%）636056 52 37 26 9沉降速度 u=H/t（ m/min ）0.033 0.025 0.020 0.015 0.0100.009 0.005（ 2）由表 1-3 数据作出图 1-2 所示的沉速分布曲线（3）计算指定的颗粒沉速：32u0=25m /m .d=

7、0.0174 （ m/min ）（4）由图 1-2 查出，当 u0=0.0174m/min 时， P0=0.54 ，即有 54%的固体颗粒沉速小于 u0，其中能被除 去的部分占 SS总量的分率 udp/u0用图解法求，计算结果见表 1-4 所示。表 1-4dp0.060.060.100.100.100.06 0.06u0.01500.01220.01000.00850.00700.0048 0.0016udp0.090.070.100.090.070.030.01 udp0.090.160.260.350.420.450.46由公式 ET（1 p0）udp 100 %计算总沉降效率 ET：T

8、0u0udpET（1 p0）100%u0=（1-0.54）+0.0046/0.0174 100%=72.4%（ 5）根据试验及计算结果，可将沉淀时间t ，沉降效率 E，沉降速度 u 之间的关系绘成图，如图 1-3、图1-4 所示。图 1-3 沉淀时间与沉降效率关系曲线图 1-4 颗粒沉速与沉淀效率关系曲线七、思考题1、简述废水中悬浮颗粒自由沉降的原理。2、由原始水深为 1.5m 的沉降柱中点， 得到沉降试验的结果如下表所示。 试确定表面负荷为 200m3/m2.d 的平流沉淀池对悬浮液中固体颗粒的沉降效率。沉降时间（ min ）05 10 3060 90 120累计水深下降高度 h（m ）0

9、0.025 0.045 0.065 0.085 0.112775 1586 1250 675 458 353 252水样中残留 SS 浓度（mg/L ）2741 1532 1234 665 452 348 2483、自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀和压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在联系与区别。实验三混凝实验一、实验目的1、观察混凝现象；2、了解影响混凝的主要因素；3、确定混凝剂的最佳投加量及相应的 pH 值、搅拌时间，并选择最适宜的混凝剂。二、实验原理在废水中常含有用重力沉降法不能除去的细微悬浮物和胶体粒子，其粒径分别为 10010000nm 和 1100nm。由于布朗运动、水合作用以及微粒间

10、的静电斥力作用，使胶体粒子和细微悬浮物能在水中长期 保持悬浮状态，静置不沉。混凝过程首先是要混凝剂形成带正电荷的氢氧微型矾花，并同胶体悬浮物接触 使其失去稳定性，接着发生使颗粒增大的凝聚作用（有时为了促进凝聚还需加入助凝剂） 。随后这些大颗 粒可用沉淀、浮选或过滤等方法去除。废水在混凝剂的离解和水解产物的作用下，使水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并聚积为具有可分 离性的絮凝过程，称为混凝（包括凝聚和絮凝两个过程） 。其中凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微絮粒的过 程，而絮凝指微絮粒通过吸附桥联、网罗卷捕（网捕）形成更大的絮体的过程。为了获得易于分离的絮凝体和尽可能低的出水浊度，必须考虑废水浓度、性质

11、、 pH 值以及混凝剂的 种类、用量、搅拌时间等因素对试验的影响。由于每种混凝剂都有一个形成矾花的最佳 pH 值，因此，在 对各种混凝剂进行对比实验前，应先测定各种混凝剂的最佳 pH 值，然后再进行投药量试验。三、实验材料及设备1、自制生活废水或工业废水水样；2、混凝剂：三氯化铁、聚合硫酸铝、 聚合氯化铝、聚合硫酸铁等（常见无机盐混凝剂及性能见附表I）；3、烧杯 24 个（ 1mL ）、量筒 4个（ 25mL）、温度计、 pH计等；4、悬浮物测定仪器、搅拌器、分光光度计。四、实验步骤1、测定原水的温度、 SS 浓度（或透光率） 、 pH 值等；2、确定在废水中能形成矾花的近似最小混凝剂用量。在

12、量筒中加入 200mL 样品废水，然后每次加入 1mL 混凝剂并且不断地满满搅拌废水，直到刚好出现 矾花时记录下混凝剂用量。将此用量换算成mg/L ，即为近似的最小混凝剂用量。3、在 6 只烧杯内各加入 1L 样品废水，并在各烧杯内加入混凝剂使其剂量等于最小混凝剂用量。调整6 个试样的 pH 值分别为 4、5、6、7、8、9，快速搅拌 2min，使其产生矾花并充分混合， 然后慢速搅拌 15min ， 搅拌的速度应使矾花不受剪切。记录每个试样出现矾花的时间。4、让全部试样静置沉降 30min，观察沉淀情况，计算沉降比。同时取出上清液测定其pH 值、SS 浓度（或透光率） ，并作出残留 SS浓度（

13、或透光率）与相应的 pH值的关系曲线，求出最佳 pH 值。5、重新配制 6份 1L 的相同试样，然后再向烧杯中加入不同混凝计量（在最小投加量基础上依此增加2mL ）。然后再加入酸或碱，使 pH 值接近所求的最佳值。重复步骤（ 3）的搅拌操作。如需投加阳离子高 分子电解质，应在快速搅拌结束前投加；阴离子高分子电解质应在混凝阶段中段投加。6、让全部试样静置沉降 30min，计算沉降比，并取出上清液测定其pH 值、 SS 浓度（或透光率） ，作出 SS 浓度（或透光率） 混凝剂投加量的关系曲线，确定最佳投药量。五、实验记录及数据处理水 样 名 称 ， 混 合 时 间 min ， 搅 拌 速 度 r.

14、p.m ， 反 应 时 间min ，沉淀时间 min ，水样体积 mL 。1、在投药量不变的情况下改变 pH 值混凝剂，投药量mL ，NaOH溶液浓度 H2SO4溶液浓度 ，每升水样投入 1mlNaOH （或 H2SO4）溶液折合浓度为 mg/L 。数据记录见表 3-1。2、改变混凝剂投加量混 凝 剂 名 称 ， 溶 液 浓 度 ， 助 凝 剂 名 称 ， 溶 液 浓 度每升水样投入 1mL 混凝剂溶液后折合浓度为 mg/L 。注：（ 1）实验中污泥量可取近似值。（ 2）换用其它混凝剂重新实验时，在其他条件不变的情况下确定每种混凝剂的最佳投药量。实验记录表同表 3-1。3、以 SS 浓度（或透

15、光率）为纵坐标， pH 值为横坐标作出 SSpH 关系曲线。从图上找出最佳混凝 pH 值及适用范围；以混凝 pH 投加量为横坐标作出 SS 混凝剂用量关系曲线，找出最佳混凝剂投加量。表 3-1 不同投加量和 pH 值情况下的实验数据烧杯号123456投药量 （mL）混凝剂助凝剂水温（）pH出现矾花时间（ min ）沉淀情况上清液 SS 浓度（ mg/L ）透光率污泥沉降比（ SV ）六、实例分析某工厂活性污泥系统二次沉淀池出水 CODcr为 150mg/L （相当于 COD Mn为 80mg/L ），不能满足排放要 求，需要进行化学混凝沉淀，用于对比的混凝剂为硫酸铝（AS ）、碱式氯化铝（ P

16、AC）、三氯化铝（ FC）。为了分析化验方便，以 CODMn 作为对比项目。今以硫酸铝为代表，说明如何通过试验求最佳 pH 值和最佳混凝剂用量。 试验用工业硫酸铝， 含无水硫 酸铝成分 24%。1、求近似最小混凝剂用量；在 200mL 试样中加入 1%硫酸铝溶液 2.5mL 可使其凝聚。因此最小混凝剂用量为125mg/L 。2、求最佳 pH 值保持各量筒中硫酸铝投加量 125mg/L 条件下调整它们的 pH 值，使其分别为 4、5、6、7、 8、9。沉淀 后取上清液测定 CODMn，结果如表 3-2 所示。表 3-2 pH 值和剩余 COD Mn 的关系 形成矾花的时间上层清液的 pH 值上层

17、清液的剩余 （ min ）COD Mn（ mg/L ）8.54.0524.35.1462.05.9402.07.0392.08.0552.39.070根据表 3-2 作剩余 CODMn pH 值曲线，如图 3-1 所示。根据该图得到最佳 pH 值为 6.5。图 3-1 最佳 pH 值3、求最佳混凝剂投加量由于硫酸铝最小剂量为 125mg/L ，算得其 25%和 200%的剂量分别为 31mg/L 和 250mg/L 。将其等分得 每只烧杯内硫酸铝差量为 45mg/L 。保持各烧杯内 pH 值为 6.5 的条件下，使它们的硫酸铝投加量由 30mg/L 开始，以后每只递增 45mg/L 。 沉淀后取上清液测定 COD Mn ，其结果见表 3-3。根据表 3-3 作出剩余 CODMn 硫酸铝投加量曲线，如图 3-2 所示。由表 3-3 的最佳硫酸铝投加量为 165mg/L 。如果求得的最佳混凝剂投加量正好是本实验的一个试样，则可利用其上清液再补测一个COCCr值。如求得的最佳混凝剂投加量是曲线上的一点，但不是本试验的一个试样，则最好用该投加量再补