实验指导书(2013修订版)

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1、《水污染控制工程》实验指导书环境工程系二O—三年三月实验一颗粒自由沉淀实验一、实验R的《水污染控制工程》实验指导书环境工程系二O—三年三月实验一颗粒自由沉淀实验一、实验R的1.1研究浓度较稀时的单颗粒沉淀规律，加深对沉淀特点、基木概念的理解。1.2掌握颗粒由沉淀试验的方让，并能对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗粒白由沉淀曲线。二、实验原理浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，K特点是静沉过程屮颗粒互不干扰、等速下降，K•沉速在层流区符合斯托兑斯（Stocks）公式。但是由于水中颗粒的S杂性，颗粒粒径、颗粒ff

2、l对密度很难或无法准确地测定，因血沉降效果、特性无法通过公式求得，而是通过静沉实验确定。巾于£）由沉淀吋颗粒是等速P沉，下沉速度与沉淀高度无关，因而lb巾沉淀可在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够人，一般D2100mm，以免颗粒沉淀受柱檗•丁•扰。具柯人小不同颗粒的悬浮物静沉总去除率（//）与截流速度（卯）、颗粒秉量百分率的关系如下：20-1式中：——沉淀效率；w0——理想沉淀池截流沉速：Po——所有沉速小于％的颗粒质fi占原水中全部颗粒质量的百分率；lls——小于截流沉速的颗粒沉速0此种计算方法也称为悬浮物去除率的

3、累积曲线计算方法。设在一水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验。实验幵始，沉淀时间为0,此时沉淀柱闪悬浮物分布是均匀的，即每个断而上颗粒的数与粒径的组成相同，悬浮物浓度为C（）（mg/L），此吋去除率7/=0。实验开始后，不同沉淀吋间颗粒沉淀速度w,.相应为：式屮：％颗粒沉徙速度，mm/s；H取样口至水面高度，mm；Z,沉淀吋间，min。此即为时

4、川内从水面下沉到池底（此处为取样点）的颗粒所具有的沉速。此时取样点处水样悬浮物浓度为,未被去除的颗粒所占的百分比为：P,20-3£G)式屮：f一悬浮颗粒剩余率；Cu—原水（0

5、吋刻）悬浮颗粒浓度，mg/L；C/一.时刻悬浮颗粒浓度，mg/L。此时被去除的颗粒所占的百分比为：20-47；=1-/>=1LQ式屮：77,—悬浮颗粒去除率；Pi、C、、、C,•同上。需要说明的足，实际沉淀吋间~吋间内，由水屮沉至池底的颗粒足由两部分颗粒组成，即沉速w2的那一部分颗粒可能全部沉至池底。除此之外，颗粒沉速《<%的那一部分颗粒也冇一部分能沉至池底。这是因为，这部分颗粒巫然粒径很小，沉速但是这部分颗粒丼不都在水面，而足均匀分布在整个沉淀柱的高度内。因此，只宥在水面K它们下沉至池底所用的时间能少于或等于具冇

6、沉速％的颗粒由水而降茧池底所用的时间Z,.,那么这部分颗粒也能从水中被除去；沉速w~的那部分颗粒虽然有一部分能从水中去除，侃其中也是粒径人的沉到池底的多，粒径小的沉到池底的少，各种粒径颗粒去除率并不相同。因此公式(20-4)未包含w

7、7—配水阀门；8—沉淀柱上水阀门；9一放空阀门；10-取水样阀门；11一溢流管四、实验少骤4.1准备实验原水。取适量硅藻土和自来水配制水样，置于水箱巾。4.2开启循环管路阀门，启动水泵和搅拌装置。4.3水箱内水质均匀后，开启进水阀，等进水达到预定水高时，关闭进水阀，停水泵。过3〜5分钟后，开动秒表记岽吋间，沉淀实验开始。4.4当时间为Omin、2min、5min、lOmin、15min、30min>40min、60min时，取水样测浊度（注意：取水样时，需先放掉一些水，以便冲洗取样LI处的沉淀物），每次取30ml，

8、在每次取样前后读出水面高度。相关数据记录如表20-1和20-2所列。表204颗粒自由沉降实验记录取样口髙度为0.5m静沉时IXIt/min水样浊度/NTU取样前取样U至水面商度H前/mm取样前取样口至水而高度H故/mm0251015204060静沉时Wt/min水样浊度/NTU取样前取样口至水面高度H前/mm取样前取样口至水面高度H麻/mm0251015204060表20-2颗粒自由沉降实验记录取样口高度为1.0m五、成果整理5.1计兑悬浮物去除率//、悬浮物剩余率p、沉淀速度u，将结果填入表20-3和20-4。5

9、.2据表20-3和20-4中数据，绘制t-Z/曲线、u-7/曲线、u-P

10、lh线。表20-3颗粒自由沉淀实验成果表取样口高度为0.5m取样U至水面高度H=（H前+Hjg）静沉吋间t/min悬浮物去除率77/%悬浮物剩余率p/%沉降速度U/（mm/s）251015304060取样n至水面高度H=(H前+H忘)静沉时间t/min悬浮物去除率7//%悬浮物剩余率p