1、1自由沉淀实验实验指导书城乡建设学院市政与环境工程系2013.102自由沉淀实验一、实验目的水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程称为沉淀。沉淀可分为四种基本类型，即自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀。自由沉淀用以去除低浓度的离散性颗粒如沙砾、铁屑等。这些杂质颗粒的沉淀性能一般都要通过实验测定。本实验采用测定沉淀柱底部不同历时累计沉淀泥量方法，找出去除率与沉速的关系。希望达到以下目的：1、了解和掌握自由沉淀的规律，根据实验结果绘制时间-沉淀率（t-E） ，沉速- 沉淀率（u-E）和 的关系曲线ucot2、 通过实验，掌握颗粒自由沉淀的实验方法；3、比较累计沉淀泥量法与累计曲线法的共
2、同点；4、加深理解沉淀的基本概念和杂质的沉降规律。二、实验装置及材料沉淀柱尺寸：150 mm2000 mm 数量 4 根 最大进水速度：3000L/H配套实验装置有：1、PVC 配水箱 1 个 2、不锈钢潜水泵 1 台 3、搅拌混合器 1 套 4、配水管阀门 1 套 5、水泵循环阀门套 6、各沉淀柱进水阀门 1 套 7、各沉淀柱放空阀门 1 套 8、排水管 1 套 9、取样口 10、沉淀柱 4 根 11、溢流管 12、固定支架 1 个13、连接的管道、阀门、开关等若干。整体外形尺寸：1200mm800mm2300mm测定悬浮物的设备（用户自备）分析天平，具塞称量瓶、烘箱、滤纸、漏斗、量筒、烧杯
3、等水样（用户自备）实际工业废水或粗硅藻土等配制水样三、实验步骤1、打开沉淀管的阀门将污水注入沉淀管，然后打开进气阀门，曝气搅拌均匀。2、关闭进气阀，此时取水样 100mL（测得悬浮物浓度 Co） ，同时记下取样口高度，开启秒表，记录沉淀时间。3、当时间为 1min、3 min、 5 min、10 min、15 min、20 min、40 min、60 min 时，分别取样 100mL，测其悬浮位浓度（Ct） 。记录沉淀柱内液面高度。4、测定每一沉淀时间的水样悬浮物固体量。悬浮性固体的测定方法如下：首先调烘箱支（1051），叠好滤纸放入称量瓶中，打开盖子，将称量瓶放入 105的烘箱烘至3恒重。5
4、、然后将已恒重好的滤纸取出放在玻璃漏斗中，过滤水样，并用蒸馏水冲净，使滤纸上得到全部悬浮性固体，最后将带有滤渣的滤纸移入称量瓶，烘干支恒重。悬浮性固体计算悬浮性固体含量 L/mgV10c12式中 1 称量瓶+ 滤纸质量，g 2 称量瓶+ 滤纸+悬浮性固体的质量，g V 水样体积，100mL。实验数据记录下表沉淀时间/min滤纸编号称量瓶编号称量瓶+滤纸质量/g取样体积/mL瓶纸+SS质量/g水样 ss质量/gCo/(mg/L)Ci/(mg/L)沉淀高度H/cm01351015204060四、实验相关知识点沉淀是借重力作用从液体中去除固体颗粒的一种过程。根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过
5、程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等四类。本实验对污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律进行了研究探讨。实验用装置见图，设水深为 h，在 t 时间能沉到 h 深度颗粒的沉速 u=h/t。根据给定的时间 t0，计算出颗粒的沉速 u0。凡是沉淀速度等于或大于 u0 的颗粒，在 t0 时都可全部去除。设原水中悬浮物浓度为 c0(mg/L)，则与沉淀历时 ti 相对应的悬浮物沉淀效率百分率为 4%10cEt0其中不同沉淀时间 ti 时，沉淀柱未被去除的悬浮物百分比为 10cPii沉淀试验时，可算出 H 对应的时间 t 的颗粒沉速为s/mtuii从而可绘出 u-E、t-E 及 u-P 的曲线，其形式见图 10 残余颗粒百分比% 沉 淀 速 度 u/(m/s) 去除率% 沉 淀 速 度 u/(m/s) 沉 淀 时 间 min 去除率% 五、实验数据及结果整理（1） 实验基本参数整理实验日期 水样性质及来源 沉淀柱直径 D= 柱高 H= 水温/ 原水 SS 浓度（mg/L） 沉淀柱管及其管道连接草图（2）实验数据整理将实验数据按表整理颗粒自由沉淀数据整理表沉淀高度/cm沉淀时间/min实测水样 SS/(mg/L)计算用 SS/(mg/L)未被去除颗粒百分比颗粒 Pi 沉速 u/(mm/s)六、思考题根据实验所得曲线，分析推导相应于沉淀时间 ti 的悬浮固体去除百分率5dpu1E0Ps
