六、实验数据记录与整理

1、实验数据记录

沉降柱直径                水样来源                柱高

2、实验数据整理

（2）绘制沉淀曲线：E-t 、E-u 、u_i~p_i曲线如下：

2-1、绘制去除率与沉淀时间的曲线如下：

图2.2：沉淀时间t与沉淀效率E的关系曲线

2-2、绘制去除率与沉淀速度的曲线如下：

图2.2：颗粒沉速u与沉淀效率E的关系曲线

2-3、绘制去除率与沉淀速度的曲线如下：

图2.3：颗粒沉速u与残余颗粒百分比的关系曲线

（1）选择t=60min 时刻：(大家注意哦！这部分手写的，不要直接打印！)

水样中悬浮物质量=表面皿和悬浮物总质量-表面皿质量,如表格所示。

原水悬浮物的浓度：

悬浮物的浓度：

沉淀速率：

沉淀效率:

残余颗粒百分比

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实验项目名称： 颗粒自由沉淀实验

（所属课程： 水污染控制工程 ）

院    系：               专业班级：             姓  名：              学    号：

实验日期：               实验地点：             合作者：              指导教师：

本实验项目成绩：              教师签字：              日期：          

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实验一  自由沉淀实验

一、实验目的

（1）加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解；

（2）掌握颗粒自由沉淀的实验方法；

（3）对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗粒自由沉淀曲线。

二、实验原理

如果不明白也可以仔细阅读课本P33的内容。

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(斯笃克斯)公式。非絮凝性或弱絮凝性固体颗粒在稀悬浮液中的沉淀，属于自由沉淀。由于悬浮固体浓度低，而且颗粒之间不发生聚集，因此在沉降过程中颗粒的形状、粒径和密度都保持不变，互不干扰地各自独立完成匀速沉降过程。

自由沉淀实验一般在沉淀柱里进行，其直径应足够大，一般应使D≥100mm，以免颗粒沉淀受柱壁干扰。

在沉淀柱内，某个沉淀时长t对应着一个颗粒沉速u0 = H / t。此时颗粒物的总去除效率为

式中  E----总沉淀效率；

      P₀----沉速小于u₀的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数(也就是我们测定的残留率)；

      1-P₀----沉速大于或等于u0的颗粒去除百分数；

      u₀----某一指定颗粒的最小沉降速度；

      u----小于最小沉降速度u₀的颗粒沉速。

工程上常用下式计算

三、实验设备与试剂

1. 沉淀用有机玻璃柱，内径D=150mm，高H=1700mm。工作水深即由柱内液面至取样口的距离。

2. 配水系统一套。

3. 计量水深用标尺、计时用秒表；

4. 本实验使用浊度来代替悬浮物的测定。

四、实验步骤

按照实际的实验步骤来写，下面的是参考。

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实验二 颗粒自由沉淀实验

颗粒自由沉淀实验是研究被测水体浓度较稀时的单颗颗粒的沉淀规律。一般是通过沉淀柱静沉实验，获取颗粒沉淀曲线。它不仅具有理论指导意义，而且也是给排水处理工程中某些构筑物如给水与污水的沉砂池设计的重要依据。

一. 目的

1. 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，并能对实验数据进行分析、整理、计

算和绘制颗粒自由沉淀曲线。

二. 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（斯笃克斯）公式。

但是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的测定，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得而是通过静沉实验确定。

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。

具有大小不同颗粒的悬浮物静沉总去除率与截流速度u。、颗粒重量百分率的关系如下：

p0

E=（1-P。）+?uus

00dP （2-1）

此计算方法也称为悬浮物去除率的累计曲线计算法。

设在一水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验，如图2-1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，即每个断面上的颗粒的数量与粒径的组成相同，悬浮物浓度为C。（mg/L），此时的去除率η=0。

实验开始后，不同沉淀时间tj，颗粒最小沉淀速度uj相应为

uj?Hj （2-2）

即为tj时间内从水面下沉到池底(此处为取样点)的最小颗粒dj所有的沉速 .此时取样点处水样悬浮物浓度为Cj,而

C?C

C0

0j?1?CCj0?1?Pj?? (2-3)ι 0

此时去除率η0，表示具有沉速u≥uj（粒径d≥dj）的颗粒去除率，而

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颗粒自由沉淀实验

一、实验目的

1、 过实验学习掌握颗粒自由沉淀的试验方法。

2、进一步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Ct/ Co~u的关系曲线。

二、实验原理

沉淀是指从液体中借重力作用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，可将沉淀过程分为自由沉淀、沉淀絮凝、成层沉淀和压缩沉淀等4类。本实验是研究探讨污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律。实验用沉淀管进行。设水深为h，在t时间内能沉到深度h颗粒的沉淀速度vh/t。根据给定的时间to计算出颗粒的沉速uo。凡是沉淀速度等于或大于u0的颗粒在t0时就可以全部去除。设原水中悬浮物浓度为Co则

沉淀率＝(Co-Ct)／C0×100%

在时间t时能沉到深度h颗粒的沉淀速度u:

u=(h×10)／(t×60) (mm／s)

式中：C0——原水中所含悬浮物浓度，mg/l

C1————经t时间后，污水中残存的悬浮物浓度，mg/l;

h ——取样口高度cm;

t ——取样时间，min。

三、实验步骤

1、做好悬浮固体测定的准备工作。将中速定量滤纸选好，放入托盘，调烘箱至

105±1℃，将托盘放入105℃的烘箱烘45min, 取出后放入干燥器冷却

30min，在1/10000天平上称重，以备过滤时用。

2、 开沉淀管的阀门将软化淤泥和水注入沉淀管中曝气搅拌均匀。

3、 时用100ml容量瓶取水样100ml (测得悬浮物浓度为C0)记下取样口高度，开

动秒表。开始记录沉淀时间。

4、时间为5、10、15、20、30、40、60 min时，在同一取样口分别取100 ml水

样，测其悬浮物浓度为（Ct）。

5、 一次取样应先排出取样口中的积水，减少误差，在取样前和取样后必须测量

沉淀管中液面至取样口的高度，计算时采用二者的平均值。

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颗粒自由沉淀实验

（编写：鲍家泽）

一、实验目的

1、过实验学习掌握颗粒自由沉淀的试验方法，加深对自由沉淀过程及沉淀规律的理解。

2、进一步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）关系曲线。

二、实验原理

沉淀是指从液体中借重力作用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，可将沉淀过程分为自由沉淀、沉淀絮凝、成层沉淀和压缩沉淀等4类。本实验是研究探讨污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律。实验用沉淀管进行。在含有分散性颗粒的废水静置沉淀过程中，设试验筒内有效水深为H，通过不同的沉淀时间t，可求得不同的颗粒沉淀速度u，u=H/t_o对于指定的沉淀时间t_o，可求得颗粒沉淀速度u_o。对于沉淀等于或大于u_o的颗粒在t_o时可全都去除，而对于沉淀u<u_o的颗粒只有一部分去除，而且按u/u_o的比例去除。

设x_o代表沉速≤u_o的颗粒所占百分数，于是在悬浮颗粒总数中，去除的百分数可用1-x_o表示。而具有沉速u≤u_o的每种粒径的颗粒去除的部分等于u/u_o。因此考虑到各种颗粒粒径时，这类颗粒的出去百分数为：，则：

总去除率E=（1-x_o）+

式中第二项可将沉淀分配曲线用图解积分法确定，如上图中的阴影部分。

对于絮凝型悬浮物的静置沉淀的去除率，不仅与沉淀速度有关，而且与深度有关。因此试验筒中水深应与池深相同。沉降柱的不同深度设有取样口，在不同的选定时段，自不同深度取水样，测定这部分水样中颗粒浓度，并用以计算沉淀物质的百分数。在横坐标为沉淀时间、纵坐标为深度的图上绘出等浓度曲线，为了确定一特定池中悬浮物总去除率，可以采用与分散性颗粒相似的近似法求得。

上述是一般废水静置沉淀试验方法。这种方法的实验工作量相当大，因此实验过程中对上述方法进行了改进。

沉淀开始时，可以认为悬浮物在水中的分布是均匀的。可是随着沉淀历时的增加，悬浮物在沉降柱内的分布变为不均匀的。严格地说经过沉淀时间t后，应将沉降柱内有效水深H的全部水样取出，测出其悬浮物含量，来计算出t时间内的沉淀效率。但是这样工作量太大，而且每个试验筒内只能求一个沉淀时间的沉淀效率。为了克服上述弊端，又考虑到试验筒内悬浮物浓度沿水深的变化，所以我们提出的实验方法是将取样口装在沉降柱H/2处。近似地认为该处水的悬浮物浓度代表整个有效水深悬浮物的平均浓度。我们认为这样做在工程上的误差是允许的，而试验及测定工作量可大为简化，在一个沉降柱内就可多次取样，完成沉淀曲线的实验。

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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

1、沉淀柱 2、水泵 3、水箱4、支架 5、气体流量计

6、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。

…… …… 余下全文