a4-水污染控制工程實驗指導書

1、1自由沉淀實驗自由沉淀實驗顆粒自由沉淀實驗是研究濃度較稀時的單顆顆粒的沉淀規(guī)律。一般是通過沉淀柱靜沉實驗獲取顆粒沉淀曲線。它不僅具有理論指導意義，而且也是水處理工程中某些構(gòu)筑物如沉砂池、沉淀池設(shè)計的重要依據(jù)。一.實驗目的實驗目的1.通過觀察沉淀過程，加深對自由沉淀特點、基本概念及沉淀規(guī)律的理解。2.初步掌握顆粒自由沉淀的實驗方法，并能對實驗數(shù)據(jù)進行分析、整理、計算。3.進一步了解和掌握自由沉淀規(guī)律，根據(jù)實驗結(jié)果繪制自由沉淀曲線，包括時間

2、~沉淀效率（t~E）的關(guān)系曲線、顆粒沉速~沉淀效率（u~E）的關(guān)系曲線。二.實驗原理實驗原理沉淀是指從液體中借重力作用去除固體顆粒的一種過程。根據(jù)液體中固體物質(zhì)的濃度和性質(zhì)，可將沉淀過程分為自由沉淀、絮凝沉淀、成層沉淀和壓縮沉淀等四類。當廢水中的懸浮物濃度不高時，在靜沉過程中顆粒之間互不干擾、碰撞，呈單顆粒狀態(tài)下沉，這種沉淀屬于自由沉淀。自由沉淀時顆粒是等速下沉，下沉速度與沉淀的高度無關(guān)，因而自由沉淀可在一般的沉淀柱內(nèi)進行。為使沉淀顆粒

3、不受器壁的干擾，沉淀柱的直徑一般應不小于100mm。如果沉淀柱的有效水深為H，如圖11所示，通過不同的沉淀時間t，可求得不同的沉速u，u=Ht。如沉淀時間為t，相應的沉速為u0，則顆粒的去除率由兩部分構(gòu)成：沉速u≥u0顆粒能全部去除，去除率為E1；所有沉速小于u0的顆粒能部分去除，去除率為E2，則E=E1E2。設(shè)所有沉速小于u0的顆粒占總顆粒數(shù)的百分數(shù)為P0，其中某一種沉速為ux的顆粒的去除百分數(shù)為uxu0，則所有沉速小于u0的顆粒ux

4、的去除百分數(shù)即E2=。沉速u≥u0顆粒所占的百分數(shù)為1―P0，E1=1―P0，則總?cè)コ剩?000PxdpuuE=（1―P0）?000Pxdpuu但沉速小于u0的顆粒占總顆粒數(shù)的百分數(shù)P0不易統(tǒng)計，故E2較難計算。實驗中可按以下方法進行去除率的計算。在t=0時，沉淀柱中任何一點的懸浮物濃度是一致的，等于C0。隨著沉淀的進行，沉淀柱中懸浮物濃度不再是均勻的，其濃度隨水深而增加，從沉淀柱下部取樣測出的濃度將大于上部和中部的濃度，嚴格來說，經(jīng)

5、過沉淀時間t后，應將沉淀柱中有效水深內(nèi)的水樣全部取出，混勻后測出其濃度Ct，來計算沉淀時間為t的沉淀效率Et。Et=%10000??CCCt在不同的沉淀時間t1、t2、……分別取樣，可繪制出時間時間~沉淀效率曲線、顆粒沉速~沉淀效率曲線。上述實驗的工作量太大。經(jīng)研究，可以從有效水深內(nèi)的上、中、下部取相同數(shù)量的水樣混勻后求出有效水深內(nèi)（污泥層以上）的平均懸浮物濃度?；蛘撸瑸榱撕喕?，可以假定懸浮物濃度沿深度呈直線變化，這樣，將取樣口設(shè)在沉淀

6、柱中部0.5H處，則該處水樣的懸浮物濃度可近似地代表整個有效水深內(nèi)的平均濃度，據(jù)此計算出沉淀時間為t時的沉淀效率。在不同的沉淀時間t1、t2、……分別從中部取樣，測出其懸浮物濃度C1、C2……，并量出水深的變化H、H1……（如沉淀柱直徑足夠大，則水深變化可忽略不計），可計算出u1、u2、……（等于Ht1、H1t2……），根據(jù)所測數(shù)據(jù)可繪制出時間~沉淀效率（t~E）曲線、顆粒沉速~沉淀效率（u~E）曲線。3表11自由沉淀實驗記錄水溫：時間

7、(min)取樣體積(mL)稱量瓶濾紙共重(g)稱量瓶濾紙SS共重(g)SS(g)C(mgL)C平均(mgL)沉淀高度H(cm)05102030456090注：注：除C0取三個水樣外，其余均只取兩個水樣。六.實驗數(shù)據(jù)整理、計算及繪圖實驗數(shù)據(jù)整理、計算及繪圖1.將實驗原始數(shù)據(jù)按表12進行整理，以備分析之用。表12實驗數(shù)據(jù)整理沉淀高度(cm)沉淀時間(min）顆粒沉速(mms)沉淀效率(%)%10000??CCCt2.分別以沉淀時間、顆粒沉速

8、為橫坐標，沉淀效率為縱坐標繪制t~E曲線和u~E曲線。七.思考題思考題1.簡述自由沉淀的特點。2.繪制自由沉淀曲線的意義。3.在層流區(qū)時，顆粒沉速可用什么公式描述？說明公式中各項變化對沉速的影響。4.說明理想沉淀池的四個假設(shè)。5.水中顆粒的比重為2.6，粒徑為0.1mm，求它在水溫10oC時的單顆粒沉降速度?；炷龑嶒灮炷龑嶒灮炷龑嶒炇撬幚淼幕A(chǔ)實驗之一，被廣泛應用于科研、生產(chǎn)中。分散在水中的膠體顆粒帶有電荷，同時在布朗運動及其表面水化