颗粒自由沉降实验

实验报告第页共页实验项目名称：颗粒自由沉淀实验（所属课程：水污染控制工程）院系：专业班级：姓名：学号：实验日期：实验地点：合作者：指导教师：本实验项目成绩：教师签字：日期：一、实验目的

(1)加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解。(2)掌握颗粒自由沉淀实验的方法，并能对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗粒自由沉淀曲线。二、实验原理浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，其特点是静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合Stokes公式。但是由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得，而是要通过静沉实验确定。由于自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，因而自由沉淀可在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够大，一般应使D≥100mm以免颗粒沉淀受柱壁干扰。具有大小不同颗粒的悬浮物静沉总去除率E与截留速度u0、颗粒质量分数的关系如下此种计算方法也称为悬浮物去除率的累积曲线计算法。设在一水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验，实验开始时，沉淀时间为0，此时沉淀柱内悬浮物分布是均匀的，即每个断面上颗粒的数量与粒径的组成相同，悬浮物浓度为C0（mg/L），此时去除率E=0。实验开始后，悬浮物在筒内的分布变得不均匀。不同沉淀时间ti，颗粒下沉到池底的最小沉淀速度ui相应为ui=H/ti。此时为ti时间内沉到池底（此处为取样点）的最小颗粒di所具有的沉速。此时取样点处水样水样悬浮物浓度为Ci，则颗粒总去除率：。表示具有沉速u≥ui（粒径d≥udi）的颗粒去除率，而Pi=Ci/C0则反映了ti时未被去除的颗粒（即d<di的颗粒）所占的百分比。三、实验设备与试剂(1)有机玻璃管沉淀柱一根，内径D≥100mmmm，高1.5m。工作水深即由溢流口至取样口距离，共两种，H1=0.9m，H1=1.2(2)配水及投配系统包括钢板水池、搅拌装置、水泵、配水管、循环水管和计量水深用标尺，如图4-2-3.。(3)计时用秒表或手表。(4)玻璃烧杯、移液管、玻璃棒、瓷盘等。(5)悬浮物定量分析所需设备：万分之一天平、带盖称量瓶、干燥皿、烘箱、抽滤装置、定量滤纸等。(6)水样可用煤气洗涤污水、轧钢污水、天然河水或人工配制水样。图4-2-3自由沉淀静沉实验装置1、沉淀柱2、水泵3、水箱4、支架5、气体流量计6、气体入口7、排水口8、取样口四、实验步骤(1)将实验用水倒入水池内，开启循环管路闸门2，用泵循环或机械搅拌装置搅拌，待池内水质均匀后，从池内取样，测定悬浮物浓度，此即为C0值。(2)开启闸门1、3，关闭闸门2，水经配水管进入沉淀管内，当水上升到溢流口，并流出后，关闭闸门3，停泵。记录时间，沉淀实验开始。(3)隔5min，10min，20min，30min，60min，120min由取样口取样，记录沉淀柱内液面的高度。(4)观察悬浮颗粒沉淀特点、现象。(5)测定水样悬浮物含量。(6)实验记录用表，如图所示。颗粒自由沉淀实验记录沉淀时间/min取样体积瓶纸+SS质量/g水样SS质量/gCi(mg/L)沉淀高度H/cm0500.28770.024549016010500.27140.00316220500.25620.00224430500.27090.00132660500.25920.000918五、实验结果整理(1)实验基本参数整理。实验日期：水样性质及来源：生活污水沉淀柱直径d=110mm柱高H=170cm水温/℃:20原水悬浮物浓度C0/(mg/L):490绘制沉淀柱草图及管路连接图。(2)实验数据整理。将实验原始数据按下表整理，以备计算分析之用。实验原始数据整理表沉淀高度/cm160沉淀时间/min10203060计算用SS/(mg/L)62442618未被移除颗粒百分比Pi12.65%8.98%5.31%3.67%颗粒沉速u/(mm/s)2.671.330.890.44表中不同沉淀时间ti时，沉淀管内未被移除的悬浮物的百分比及颗粒沉速分别按下式计算：未被移除悬浮物百分比式中：——原水中SS浓度值，mg/L；——某沉淀时间后，水样中SS浓度值，mg/L。相应颗粒沉速（mm/s）(3)以颗粒沉速u为横坐标，以P为纵坐标，在普通纸上绘制u-P关系曲线。六、注意事项(1)向沉淀柱内进水时，速度要适中。既要较快完成进水，以防进水中友一些较重颗粒沉淀；又要防止速度过快造成柱内水体紊乱，影响静沉实验效果。(2)取样前，一定要记录管内水面至取样口的距离。(3)取样时，先排除管中积水而后取样，每次约300-400ml。(4)测定悬浮物时，因颗粒较重，从烧杯取样要边搅拌边吸，以保证两平行水样的均匀性。贴于移液管壁上细小的颗粒一定要用蒸馏水洗净。七、思考题(1)自由沉淀中颗粒沉速与絮凝沉淀中颗粒沉速有何区别。(