自由沉淀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、自由沉淀實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)自由沉淀的特點(diǎn)、規(guī)律的理解。2、掌握自由沉淀的實(shí)驗(yàn)方法，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制沉淀曲線。二、 實(shí)驗(yàn)原理自由沉淀的特征是：水中的固體懸浮物濃度不是很高，而且不具有凝聚的性質(zhì)，在沉淀的過(guò)程中，固體顆粒不改變形狀、尺寸，也不互相粘合，各自獨(dú)立的完成沉淀過(guò)程。廢水中的固體顆粒在沉砂池中的沉淀以及低濃度污水在初沉池中的沉降過(guò)程都是自由沉淀。自由沉淀過(guò)程可以由斯托克斯公式(Stokes)進(jìn)行描述，即：式中：u顆粒的沉速； g顆粒的密度； 液體的密度 液體的粘滯系數(shù)； g重力加速度； d顆粒的直徑。但是由于水中顆粒的復(fù)雜性，公式中的一些參數(shù)很難確

2、定，因此對(duì)沉淀的效果、特性的研究，通常要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)測(cè)定在一個(gè)自由沉淀的有機(jī)玻璃管內(nèi)同一截面上不同時(shí)間的濁度，計(jì)算沉淀速率和沉淀（去除）率，從而得到沉淀率-沉淀速率的關(guān)系曲線。同時(shí)，考察理想沉淀池我們可以得到：式中：Q沉淀池的設(shè)計(jì)處理水量 A沉淀池的面積 u顆粒沉速 q表面負(fù)荷表面負(fù)荷q與顆粒沉速u在數(shù)值上是相等的，但是單位不同，通過(guò)沉淀性能測(cè)定求得應(yīng)去除顆粒群的最小沉速u，同時(shí)也就得到了理想沉淀池的表面負(fù)荷q值。通過(guò)上式可以看到，在一定流量（處理水量）下，沉淀池表面積越大，則分離的懸浮顆粒沉淀速率越小，顆粒粒徑也就越小，由沉淀性能曲線可知，其沉淀率越大。由此看出，沉淀池的沉

3、淀率僅與顆粒沉速或者表面負(fù)荷有關(guān)，而與沉淀池的深度和沉淀時(shí)間無(wú)關(guān)。因此，在可能的條件下，應(yīng)該把沉淀池建的淺些，表面積大些，這就是顆粒沉淀的淺層理論。在普通沉淀池內(nèi)裝設(shè)斜板（斜管），也是基于這個(gè)理論。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備一個(gè)有機(jī)玻璃的沉淀柱，主要參數(shù)：內(nèi)徑0.25米，高2.2米，內(nèi)裝高嶺土和水的混合液，深度為2米，側(cè)面有3個(gè)取樣口，深度分別為a：0.2米b：1米c：1.8米一臺(tái)污水泵，污水泵的出、入口分別與沉淀柱的上、下兩端相連，啟動(dòng)污水泵，就能起到攪拌作用。2020型濁度計(jì)，測(cè)量范圍0.00-1100NTU，用懸浮物濃度為640mg/L、濁度為400NTU的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校正。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)后

4、，會(huì)出現(xiàn)“登錄”對(duì)話框，請(qǐng)認(rèn)真填寫班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)三項(xiàng)內(nèi)容，它們將被記錄到實(shí)驗(yàn)報(bào)告文件當(dāng)中。2、用鼠標(biāo)點(diǎn)擊污水泵綠色按鈕，接通電源，開始攪拌。3、攪拌均勻以后，點(diǎn)擊污水泵紅色按鈕，切斷電源，停止攪拌。同時(shí)，點(diǎn)擊計(jì)時(shí)器的“計(jì)時(shí)”按鈕開始計(jì)時(shí)。再同時(shí)，點(diǎn)擊沉淀柱的a取樣口取樣，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成取樣動(dòng)作，僅在第一次取樣時(shí)演示取樣動(dòng)畫，播放動(dòng)畫的同時(shí)，計(jì)時(shí)自動(dòng)停止，播放完畢后，計(jì)時(shí)自動(dòng)繼續(xù)。演示動(dòng)畫完成后，出現(xiàn)數(shù)據(jù)分組窗口，把當(dāng)前采集的樣品作為“原水懸浮物濃度數(shù)據(jù)”。然后，盡快點(diǎn)擊b、c取樣口取樣，均作為“原水懸浮物濃度數(shù)據(jù)”。4、分別在第5、10、15、20、30、40、50、60分鐘從b取樣口取樣，

5、作為“沉淀率和沉淀速率數(shù)據(jù)”。5、點(diǎn)擊“樣品測(cè)量”，樣品的懸浮物濃度由一臺(tái)濁度計(jì)測(cè)量濁度后換算為懸浮物濃度確定。點(diǎn)擊或者拖動(dòng)滾動(dòng)條切換樣品，信息欄會(huì)自動(dòng)顯示樣品編號(hào)、數(shù)據(jù)用途、采樣位置和時(shí)間等內(nèi)容。點(diǎn)擊“測(cè)量”按鈕或者濁度計(jì)上的“Read”按鈕，可以測(cè)量當(dāng)前樣品的濁度。樣品全部測(cè)量后，點(diǎn)擊“自動(dòng)記錄”，把測(cè)得的數(shù)據(jù)寫入“數(shù)據(jù)處理”界面中的表格。6、數(shù)據(jù)記錄完畢后，點(diǎn)擊“自動(dòng)計(jì)算”，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果，并顯示在表格內(nèi)。計(jì)算完成后，到“沉淀性能曲線”頁(yè)，點(diǎn)擊“開始繪制”，就可以根據(jù)前面的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果畫出“沉淀性能”曲線。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1、 原水懸浮物濃度數(shù)據(jù)：編號(hào)取樣位置時(shí)間濁度懸浮

6、物濃度1a2b3c原水懸浮物濃度C0計(jì)算結(jié)果：2、 剩余率和沉淀速率數(shù)據(jù)：編號(hào)取樣位置時(shí)間min濁度NTU懸浮物濃度Ct沉淀速率u沉淀效率E123456783、 沉淀速率沉淀效率曲線：六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、攪拌時(shí)間要足夠，否則沉淀柱內(nèi)的懸浮物濃度不夠高或者不均勻，會(huì)導(dǎo)致曲線的范圍變窄。2、攪拌停止以后，要盡快的采集原水懸浮物濃度的樣品，否則會(huì)因?yàn)閼腋∥镒陨淼某恋韺?dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。3、采樣間隔的時(shí)間不必規(guī)定死，但要保證數(shù)據(jù)足夠，并且開始的時(shí)候采樣時(shí)間應(yīng)該短。4、由于取樣必然會(huì)導(dǎo)致液面的變化，實(shí)際上取樣口的深度會(huì)一直減小，但是在實(shí)際當(dāng)中隨時(shí)的測(cè)量水深又不方便，考慮到使用新的懸浮物濃度測(cè)量方法以后，需要的樣品水量很小，所以這種誤差可以忽略。5、在以往的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中，一般都是用烘干稱重法測(cè)量水中的懸浮物濃度，但是這種方法比較復(fù)雜，而且有自身的局限性，首先是要求采樣量要大，否則不能保證精度，其次容易受水中溶解性物質(zhì)的干擾。雖然是標(biāo)準(zhǔn)的