实验一 颗粒自由沉降.doc

实验一 颗粒自由沉降 实验时间：2016/1/6 一、实验目的 1、观察沉淀过程，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，求出沉淀曲线。 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。 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。 图一 自由沉淀实验装置图 沉淀柱 2、水泵 3、水箱4、支架 5、气体流量计 气体入口7 、排水口8 、取样口 设在一水深为 H 的沉淀柱内进行自由沉淀实验。如图 1 所示，实验开始，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(mg/L),此时去除率。 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 ，颗粒下沉到池底的小沉淀速度相应为。严格来说，此时应将实验筒内有效水深 H的全部水样取出，测量其悬浮物含量，来计算出时间内的沉淀效率。但这样工作量太大，而且每个实验筒只能求一个沉淀时间的沉淀效率。为了克服上述弊病，又考虑到实验筒内悬浮物浓度随水深的变化，所以我们提出的实验方法是将取样口装在处，近似地认为该水样的悬浮物浓度代表整个有效水深内悬浮物的平均浓度。我们认为这样做在工程上的误差是允许的，而实验及测定工作也可以大为简化，在一个实验筒内就可以多次取样，完成沉淀曲线的实验。 假设此时取样点处水样悬浮物浓度为，则颗粒总去除率 而 则反映了时未被去除的颗粒(即的颗粒)所占的百分比。 实验水样 活性污泥自配水 四、实验仪器 1、沉淀实验筒[直径140mm，工作有效水深（由溢出口下缘到筒底的距离）]为2000mm 2、过滤装置； 3、悬浮物定量分析所需设备，包括电子天平，带盖称量瓶，干燥器，烘箱等 实验步骤 1、将水样倒入搅拌筒，用泵循环搅拌约5分钟，使水样中悬浮物分布均匀； 2、用泵将水样输入沉淀实验筒，在输入过程中，从筒中取样两次，每次约100ml（取样后准确记下水样体积）。此水样的悬浮物浓度即为实验水样的原始浓度； 3、当废水升到溢流口，溢流管流出水后，关紧沉淀实验筒底部阀门，停泵，记下沉淀开始时间； 4、观察静置沉淀现象； 5、隔5、10、20、30、45、60、75、90分钟，从实验筒中部取样口取样两次，每次约100ml（准确记下水样体积）。取水样前要先排出取样管中的积水约10ml左右，取水样后测量工作水深的变化； 6、将每一种沉淀时间的两个水样作平行实验，用滤纸过滤（滤纸应当是已在烘箱内烘干后称量过的），过滤后，再把滤纸放入已准确称量的带盖称量瓶内，在105-110℃烘箱内烘干后称量滤纸的增重即为水样中悬浮物的重量。 7、计算不同沉淀时间t的水样中的悬浮物浓度C，沉淀效率E，以及相应的颗粒沉速u。画出E-t和E-u的关系曲线。 六、对实验报告的要求 1、提出实验记录及沉淀曲线。 2、分析实验所得结果。 分析不同工作水深的沉淀曲线，如应用到设计沉淀池，需注意什么问题？ 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，以防进水中一些较重颗粒沉淀，又要防止速度过快造成柱内水体紊动，影响静沉实验效果。 2、取样前，一定要记录沉淀柱中水面至取样口距离H（以cm计）。 3、取样时，先排除管中积水而后取样。 4、可根据水样悬浮物含量高低，适当拉长或缩短取样间隔时间。 八、数据记录 表1-1 颗粒自由沉淀实验记录 静沉时间（min） 滤纸编号 取样体积（ml） 滤纸+SS重（g） 水样SS重（g） 沉淀高度（cm） 0 1 100 0.5512 0.0396 118 5 2 100 0.5413 0.0297 116 10 3 100 0.5366 0.025 113.5 20 4 100 0.5337 0.0221 112 30 5 100 0.5325 0.0209 110.5 45 6 100 0.5318 0.0202 109 60 7 100 0.5308 0.0192 107.5 75 8 100 0.5305 0.0189 106 90 9 100 0.5288 0.0172 105 悬浮物的浓度C： 颗粒沉速u： 沉淀效率E： 式中：m—悬浮物的质量,g； C—悬浮物浓度，g/L；