實(shí)驗(yàn)一 自由沉淀實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一自由沉淀實(shí)驗(yàn)顆粒自由沉淀實(shí)驗(yàn)是研究濃度較稀時(shí)的單顆粒的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。一般是通過(guò)沉淀柱靜沉實(shí)驗(yàn)，獲取顆粒沉淀曲線(xiàn)。它不僅具有理論指導(dǎo)意義，而且也是給排水處理工程中，某些構(gòu)筑物如給水與污水的沉沙池設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。（一）［實(shí)驗(yàn)原理］濃度較稀的粒狀沉淀屬于自由沉淀，其特點(diǎn)是靜沉過(guò)程忠顆粒物不干擾、等速下沉，其沉速在層流區(qū)符合stokes公式。但是由于水中顆粒的復(fù)雜性，顆粒粒徑、顆粒比重很難或無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)定，因而沉淀效果、特性無(wú)法通過(guò)公式求得而是通過(guò)靜沉實(shí)驗(yàn)確定。由于自由沉淀時(shí)顆粒時(shí)等速下沉，下沉速度與沉淀高度無(wú)關(guān)，因而自由沉淀可在一般沉淀柱內(nèi)進(jìn)行，但其直徑應(yīng)足夠大，一般應(yīng)使D≥100mm以免顆粒沉淀受柱壁干擾。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，沉淀時(shí)間為0，此時(shí)沉淀柱內(nèi)懸浮物分布是均勻的，即每個(gè)斷面上顆粒的數(shù)量與粒徑的組成相同，懸浮物濃度C。（mg/L），此時(shí)去除率E=0。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，不同沉淀時(shí)間ti，顆粒最小沉淀速度ui相應(yīng)為此即為ti時(shí)間內(nèi)從水面下沉到池底（實(shí)驗(yàn)中為取樣口）的最小顆粒di所具有的沉速。此時(shí)取樣點(diǎn)處水樣懸浮物濃度為Ci，而=E。此時(shí)去除率E。，表示具有沉速u(mài)≥ui（粒徑d<di）的顆粒去除率，即Pi=則反應(yīng)了ti時(shí)，未被去除的顆粒，即d<di的顆粒所占的百分比。實(shí)際上沉淀時(shí)間ti內(nèi)，由水中沉至池底的顆粒是由兩部分顆粒組成，即沉速u(mài)≥ui的那一部分顆粒能全部沉到池底。除此之外，顆粒沉淀us<ui的那一部分顆粒，也有一部分能沉至池底。（二）［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.加深對(duì)自由沉降的特點(diǎn)、基本概念及沉降規(guī)律的理解。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，獲得靜沉曲線(xiàn)，進(jìn)行理想沉淀池去除率計(jì)算。（三）［試驗(yàn)設(shè)備和儀器］1.沉降柱d=150mmh=2m;2.秒表；3.濁度儀1臺(tái)（或抽濾裝置）；4.取樣杯等。（四）［實(shí)驗(yàn)步驟］1.配制濃度為200~500mg/L的原水。在配水箱中配，測(cè)懸浮物濃度C。2.將原水注入沉降柱內(nèi)，水深分別為h=0.9,h=1.30m攪拌均勻，隨即記錄沉降柱開(kāi)始沉淀時(shí)間。3.觀(guān)察靜沉現(xiàn)象。4.間隔5，10，20，30，45，60，75，90，105，120分鐘取樣，每次取樣約40ml，取樣前要排除取樣管中積水，并記錄柱中水面至取樣口的距離h.5.測(cè)定水樣中濁度。（五）［實(shí)驗(yàn)記錄見(jiàn)表I］（六）［整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果］1.利用實(shí)驗(yàn)資料，計(jì)算不同沉淀時(shí)間時(shí)的懸浮物去除百分比P=C/C。，及相應(yīng)顆粒沉速U=h/t記錄在表I中。2.在普通坐標(biāo)紙上繪制U-P曲線(xiàn)。３．利用圖解法，計(jì)算不同沉速時(shí)懸浮物去除率：Ｐ＝（１－Ｐ。）＋dp（七）［思考題］1.自由沉降中顆粒的沉速與絮凝沉淀中顆粒的沉速有何不同？2.沉降柱高度H不同，試驗(yàn)結(jié)果是否一致？為什么？在設(shè)計(jì)沉淀池中注意什么問(wèn)題？記錄表I沉淀時(shí)間（min）取樣杯