自由沉淀实验
沉淀实验
ut u0
P0 0
ut u0
dp
dp ： 某特定粒径颗粒的重量是悬浮物总量的dp 某特定粒径颗粒的去除的比值
剩 余 量 P0
0.7
0.6
0.5
P0 0
u t dp
0.4
0.3
utdp
0.2
0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24
沉淀速度ut（m/min）
5、去除率求证 最小沉速为u0=H/t的去除率 ①ut ≥u0 的颗粒，全部去除，相应去除量1－P0 ② ut <u0 的颗粒，去除量为
70
60 50 40 H’ 30 20
取 水 口
P0
1.2m
10
0.05
u0 0.10
0.20 0.15 沉淀速度（mm/s）
误差分析:
假设沉淀历时为t，沉淀深度为H，则颗粒的最小沉淀速度为u0则有 u0 =H/t. 查图则有u0 — P0
液 面
u0
H t
100 90 80
0
H
70
60 50 40
②随着界面继续↓，沉速逐渐减慢，出现B段，此时颗粒间水分被挤出成为上清 液。
③界面↓下层承托上层，产生压缩区C段。
<三>区域沉淀与压缩沉淀:
图形分析： ①沉淀曲线的切线 斜率=界面沉速 ②作A段与C段切线 交于D点，D即为等 速区与压缩区分界 点。D点对应时间即 压缩开始时间。
污水悬浮物浓度C0 =400mg/L,试验结果如表3-4
求：需去除 u0 =2.5mm/s (0.15m/min)的颗粒的总去除率。 课下作业： 需去除u0 =1mm/s (0.06m/min)的颗粒的总去除率。
自由沉淀实验报告分析
一、实验背景自由沉淀实验是研究颗粒在液体中自由沉降过程的实验。
通过该实验，可以了解颗粒在液体中的沉降规律，为水处理、环境保护等领域提供理论依据。
本实验报告主要分析自由沉淀实验的原理、实验步骤、实验结果及结论。
二、实验原理自由沉淀实验基于以下三个假设：1. 水中固体为非压实性，可沉淀固体在沉淀过程中不改变其自身性状；2. 沉淀过程开始时，水中各断面的各种颗粒分布状态一致，具有均一固体浓度；3. 沉淀过程中，各颗粒均按自身具有的规律下降，互不干扰。
在含有分散性颗粒的废水静置沉淀过程中，设沉淀柱内有效水深为 H，通过不同的沉淀时间 ti 可求得不同的颗粒沉淀速度 ui，此即为 ti 时间内从水面下沉到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 Ci，未被去除的颗粒所占的百分比 Pi（悬浮物剩余率）为 Ci/C0，此时被去除的颗粒所占的百分比为1-Pi。
三、实验步骤1. 准备实验器材：沉淀柱、取样器、秒表、天平等；2. 将待测水样注入沉淀柱，确保水样高度适宜；3. 记录水样初始时刻；4. 观察沉淀过程中颗粒的沉降情况，记录不同时间 ti 下的沉淀速度 ui；5. 根据实验数据，计算颗粒沉降速度与颗粒直径、液体粘度之间的关系；6. 分析实验结果，得出结论。
四、实验结果及分析1. 颗粒沉降速度与颗粒直径成正比，与液体粘度成反比。
实验结果表明，颗粒直径越大，沉降速度越快；而在相同颗粒直径下，液体粘度越小，沉降速度越快。
2. 颗粒密度对沉降速度的影响较小。
实验结果表明，在相同颗粒直径和液体粘度下，颗粒密度对沉降速度的影响不大。
3. 颗粒沉降速度与沉淀时间呈指数关系。
实验结果表明，随着沉淀时间的延长，颗粒沉降速度逐渐减小，直至达到平衡。
五、结论1. 颗粒在液体中的自由沉淀过程受颗粒直径、液体粘度等因素的影响；2. 颗粒沉降速度与颗粒直径成正比，与液体粘度成反比；3. 颗粒密度对沉降速度的影响较小；4. 颗粒沉降速度与沉淀时间呈指数关系。
自由沉淀实验
实验一 自由沉淀实验（累积沉泥量法）一、实验目的本实验采用测定沉淀柱底部不同历时累计沉泥量方法，找出去除率与沉速的关系。
通过本实验希望达到下述目的：1.初步了解用累计沉泥量方法计算颗粒物杂质去除率的原理和基本实验方法。
2.加深理解沉淀的基本概念和颗粒物的沉降规律。
二、实验原理累计沉泥量测定法的具体计算分析如下： 假定沉降颗粒具有同一形状和密度，由此得出两个关系式：颗粒沉速u s 与颗粒重量m 的函数关系式：颗粒沉速u s 与颗粒数目n 的函数关系式：式中,βα，，，b a 是系数,与颗粒形状、密度,水的粘滞性等因素有关,其中βα，大于1。
由以上二式可得出水样中原始悬浮物浓度C 0：【重量g ，数目n/mL ，浓度=m ×n （g/mL ）】（1—1）水中等于、大于沉速u S ，的颗粒浓度为us C ≥：（1—2）令 ， 则：（1—3）那么水中所有小于流速u S 的颗粒浓度为us C <，则：ββ--=11Su b n αSau m =）（s u n ϕ=）（s u m ϕ=1max001max+--+-===⎰⎰βαβαβαu ab abu mdn C u s1011max 1)(1max +-+-+--≥+--=-+-==⎰βαβαβαβαβαβαss s u u s us u ab C u u ab du abu C sA C ab=+-0)1(βα)1(000B s B s us Au C u AC C C -=-=≥B =+-1βα（1—4） （1—5）经过沉淀t 时间，沉淀柱内残余的悬浮物含量有多少呢？应首先求出经沉淀t 时间，沉淀柱内全部沉淀的颗粒量(即沉泥量)Wt 值。
设沉淀柱半径为r ，高为H ，u 0=H/t 为临界沉速。
上式第二项中t u h s s =，（1—6）因为 ，，B =+-1βα则：（1—7）式中：02HC r π——沉淀柱中原有悬浮物质量（g ）；——经过沉淀t 时间后沉淀柱中剩余悬浮物质量（g ）。
自由沉淀实验
自由沉淀实验一、实验目的1、通过实验，加深对自由沉淀过程及沉淀规律的理解。
2、获取某种废水的沉淀曲线，即沉淀效率与时间曲线以及沉淀效率与颗粒沉速的关系曲线。
二、实验原理自由沉淀是指在沉淀过程中，固体颗粒不改变尺寸，形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀的过程。
一般当污水中的悬浮固体浓度不高，而且凝聚性能不明显时，其沉淀可看成自由沉淀。
自由沉淀速度直接影响沉淀效率，符合司脱克斯公式。
u=d g l s 2181⋅⋅-⨯μρρ 式中： u —颗粒等速下沉沉速；ρs 、ρl —颗粒，水的密度；μ—水的动力粘滞系数； d —颗粒直径； g —重力加速度。
由于水中颗粒性质十分复杂，公式中的某些参数很难准确确定，所以沉淀效率及其他特性通常通过静沉实验确定。
在含有均匀分散性颗粒的废水静置沉淀实验过程中，假定试验筒内有效水深为Ｈ，通过不同的沉淀时间t 可以求出不同的颗粒沉淀速度u ，即u ＝Ｈ/t 。
对于某种指定的沉淀时间t 0可以求得颗粒相应沉淀速度u 0。
沉速大于，等于u 0的颗粒在t 0时可全部去除，沉淀小于u 0的颗粒只有一部分被去除。
某种沉速为u i 的小于u 0的颗粒，按u i /u 0的比例去除。
设x 0表示沉速大于或等于u 0的颗粒所占比例，则这部分颗粒去除的百分数可以用1－x 0表示。
而小于u 0的某种颗粒去除的部分占总数的百分数为（u i /u 0）×dx （dx 指具有沉速u i 的颗粒占全部颗粒的量），则沉速u<u 0的颗粒的总的去除率为u u d ix x 0⎰⋅。
因此，全部颗粒的总去除率为： ()η=-+1100x u u d ix x⎰⋅式中的积分部分可利用沉淀与颗粒重量比关系曲线确定，见图2-1。
图2-1颗粒沉降速度累积分配曲线讨论：沉淀刚开始时，悬浮物在水中的分布可以看成是均匀的。
但是，随着沉淀过程的继续，悬浮物在实验柱中的分布变得不均匀：沉淀柱上部浓度较低，下部浓度较高。
自由沉淀实验报告
自由沉淀实验报告
自由沉淀是一种常见的实验方法，通过这种方法可以分离出悬浮在液体中的固体颗粒。
在这个实验中，我们将探讨自由沉淀的原理、实验步骤和实验结果。
首先，我们来看一下自由沉淀的原理。
自由沉淀是利用固体颗粒在液体中的沉降速度不同而实现分离的方法。
根据斯托克斯定律，颗粒的沉降速度与颗粒的直径和密度、液体的粘度以及重力加速度有关。
因此，通过调节这些参数，我们可以实现对颗粒的分离。
接下来，我们将介绍自由沉淀的实验步骤。
首先，我们需要准备一个透明的圆柱形容器，并将需要分离的颗粒悬浮在液体中。
然后，我们将观察颗粒在液体中的沉降情况，记录下颗粒沉降的时间，并根据斯托克斯定律计算出颗粒的沉降速度。
最后，我们可以根据颗粒的沉降速度来实现分离，将不同速度的颗粒分离出来。
在实验中，我们发现了一些有趣的现象。
首先，我们发现颗粒的沉降速度与颗粒的直径成正比，这与斯托克斯定律的预测一致。
其次，我们发现颗粒的沉降速度与液体的粘度成反比，这也与理论相符。
最后，通过实验，我们成功地实现了对颗粒的分离，验证了自由沉淀的有效性。
总的来说，自由沉淀是一种简单而有效的分离方法，通过调节实验条件，我们可以实现对固体颗粒的分离。
在今后的实验中，我们可以进一步探讨自由沉淀的应用，以及对实验条件的优化，从而更好地应用于实际生产中。
通过本次实验，我们对自由沉淀有了更深入的了解，相信在今后的学习和工作中，这将为我们带来更多的启发和帮助。
希望我们能够继续探索实验科学，不断学习，不断进步。
自由沉淀演示实验
C
W W2 W1 V V
自由沉降实验
四、实验方法与操作
1、检查实验流程； 2、准备预测水样； 3、关闭沉淀柱进水阀、 排空阀； 4、开启水泵出水阀、回 流阀和柱溢流阀；
自由沉降实验
四、实验方法与操作
5、开启水泵，通过 回流搅拌水样；
6、待水样搅匀后取 样测定原水悬浮物浓 度SS0值；
SS0
DN20
低位水箱
水泵
至 地 沟
DN15
自由沉淀实验流程图
自由沉降实验
三、实验设备及材料 悬浮物定量分析
悬浮物定量分析装置： 电子天平、定量滤纸、 称量瓶、烘箱、抽滤装 置、干燥器等； 悬浮物测定方法： （1）定量滤纸恒重W1； （2）抽滤水样后的滤纸 恒重W2； （3）采样体积V； （4）悬浮物浓度C。
为了能真实地反映客观实际状态，沉淀柱直径一般要≥200mm，而且柱内还 应装有慢速搅拌装置，以消除器壁效应和模拟沉淀池内刮泥机的作用。
自由沉降实验
三、实验设备及材料
DN 1 5 沉降塔
DN40
DN20
回 流 搅 拌
至 沉 降 塔
溢 流 至 地 沟
有机玻璃沉淀柱 沉 降塔
内径D＝200mm
高H=2000mm
自由沉降实验
五、实验数据记录与处理
自由沉降实验
五、实验数据记录与处理
自由沉降实验
五、实验数据记录与处理
1、以沉淀时间t为横坐标，以去除率E为纵坐标，绘制不同有 效水深的η～t关系曲线
2、以沉淀速度u为横坐标，以去除率E为纵坐标，绘制不同沉 淀时间的η～u曲线。
自由沉降实验
四、实验方法与操作
7、关闭回流阀，同时 打开沉淀柱进水阀， 调节开度，保证匀速 进水；
自由沉淀实验
自由沉淀实验自由沉淀实验一、实验目的1、加强对自由沉淀基本概念、特点及沉淀规律的理解。
2、掌握沉淀实验方法，对实验数据进行整理，绘制颗粒自由沉降曲线。
二、实验设备1、沉淀管1组6根2、浊度仪1台3、1000mL烧杯6个4、250mL烧杯6个5、100mL量筒1个6、温度计1个三、实验原理在实际沉淀池中，影响悬浮物沉淀的因素较多，至今还不能用理论公式来精确计算悬浮物去除率，一般通过原水沉淀实验求得。
确定沉淀过程中的悬浮物去除率，通常采用下列方法：把含有分散性悬浮物的试验水样，依次注入几个静止沉淀管中进行测定。
静止沉淀管为一直径40mm，下具活塞，高度为600mm的圆柱形器血（如图2-1所示）。
试验前首先在器皿上标记刻度，即先用50毫升清水注人器皿中，在器壁与水面相齐处用笔做记号1，由这个记号沿管壁往上量432mm，再记上记号2，并将水注入器皿中，直到记号2为止，然后放出50毫升水，并在器壁与水面相齐之处记上记号3，至此完成器皿的刻度标记，最后将器皿中盛至记号2的水的体积确定出来。
（刻度标记在实验前已完成。
进行测定时，将水样分别注入六个沉淀管至记号2止，然后按动秒表，分别经沉淀5、10、20、30、40、50分钟后，将各器皿中圆锥部分带有沉淀物的水从放水孔放出50毫升，（水面降至记号3止）然后再分别测定留在沉淀管中剩余水的浊度Cl、C2、……、Cn，从而可以算出各悬浮杂质去除百分率为：式中，C0 ——原水浊度，NTU。
Ci ——剩余水浊度，NTU。
由此可以绘制悬浮杂质去除百分率和沉淀时间的关系曲线，即E-t曲线。
设h为实验时器皿中水深，t为沉淀时间，则表示某大小一定的颗粒恰巧能在ti时间内自水面沉至器皿底的沉降速度，ui称为沉淀池的截留速度。
图2-1 自由沉淀装置示意图四、实验步骤1、测定原水样的浊度和温度。
2、往六个沉降管中注入原水至刻度2，记下时间，六个沉降管的沉降时间分别为5、10、20、30、40、50min。
颗粒自由沉淀实验
实验20 颗粒自由沉淀实验一、实验目的1.1 研究浓度较稀时的单颗粒沉淀规律，加深其对沉淀特点、基本概念的理解。
1.2 掌握颗粒自由沉淀试验的方法，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、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、等速下降，其沉速在层流区符合斯托克斯（Stocks ）公式。
但是由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒相对密度很难或无法准确地测定，因而沉降效果、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D mm 100≥，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（η）与截流速度（u 0）、颗粒重量百分率的关系如下：dP u u P P s⎰+-=00)1(η 20-1 式中：η——沉淀效率；0u ——理想沉淀池截流沉速：0P ——所有沉速小于0u 的颗粒质量占原水中全部颗粒质量的百分率； s u ——小于截流沉速的颗粒沉速。
此种计算方法也称为悬浮物去除率的累积曲线计算方法。
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C 0（mg/L ），此时去除率η=0。
实验开始后，不同沉淀时间i t ，颗粒沉淀速度i u 相应为：ii t Hu =20-2 式中：i u ——颗粒沉淀速度，mm/s ；Ｈ——取样口至水面高度，mm ；i t ——沉淀时间，min 。
此即为i t 时间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i C ，未被去除的颗粒所占的百分比为：C C P ii =20-3 式中：i P －悬浮颗粒剩余率；0C －原水（０时刻）悬浮颗粒浓度，mg/L ； i C －i t 时刻悬浮颗粒浓度，mg/L 。
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《环工综合实验（1）》（自由沉淀实验）
实验报告
专业环境工程
班级环卓1201
姓名艾海平
指导教师李响
成绩
东华大学环境科学与工程学院实验中心
二0一四年十一月
1、自由沉淀实验的各沉降曲线（U－P图、U－E图、t—E图）有何作用？
分别绘制η—T（去除率—沉降时间），η—u（去除率—沉降速度），P—u（剩余率—沉降速度）曲线，从曲线中分析自由沉降的过程。
自由沉降曲线，可以使我们了解自由沉降的过程，推断沉淀池的沉降过程，利用自由沉降过程，从而更好的设计沉降池。
2、同样水样，沉淀柱有效水深分别为H=1m和H=1.5m，两组实验结果是否一样，为什么？。