项目一 颗粒自由沉淀实验
自由沉淀实验(2)
试验一 颗粒自由沉淀试验一.试验目标1.加深对自由沉淀特色.根本概念及沉淀纪律的懂得.2.控制颗粒自由沉淀的试验办法,并能对试验数据进行剖析.整顿,盘算和绘制颗粒自由沉淀曲线. 二.试验道理沉淀是水污染控制顶用以去除水中杂质的经常应用办法.依据水中悬浮颗粒的凝集机能和浓度,沉淀平日可以分成四种不合的类型：自由沉淀.絮凝沉淀.区域沉淀.紧缩沉淀.浓度较稀的.粒状颗粒的沉降称为自由沉淀,其特色是在静沉进程中颗粒互不干扰.等速下沉,其沉淀在层流区相符Stokes(斯托克斯)公式.但是因为水中颗粒的庞杂性,颗粒粒径.颗粒密度很难或无法精确地测定,因而沉淀后果.特征无法经由过程公式求得而是经由过程静沉试验肯定.因为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,但其直径应当足够大,一般应使D≥100mm,以免沉淀颗粒受柱壁的干扰.自由沉淀所反应的一般是沙砾.河道等的沉淀特色.具有大小不合颗粒的悬浮物静沉总去除率E 与截留速度u 0.颗粒质量分数的关系如下：dp u uiP E p ⎰+-=0001)1( (1-1)式中 E ——总沉淀效力;P 0——沉速小于u i 的颗粒在全体悬浮颗粒中所占的百分数;1-P 0——沉速大于或等于u i 的颗粒去除百分数; u i ——某一指定颗粒的最小沉降速度;u ——小于最小沉降速度u i 的颗粒沉速. 公式推导如下：设在水深为H 的沉淀柱内进行自由沉淀试验.试验开端,沉淀时光为0,此时沉淀柱内悬浮物散布是平均的,即每个断面上颗粒的数目与粒径的构成雷同,悬浮物浓度为C 0(mg/L),此时去除率E=0.试验开端后,不合沉淀时光t i ,颗粒最小沉淀速度u i 响应为 u i ＝it H （1-2）u i 此即为t i 时光内从水面下沉到取样点的最小颗粒d i 所具有 图1－1 自由沉淀试验示意的沉速.此时取样点处水样悬浮物浓度为C i ,未被去除之颗粒即示意d<d i 的颗粒所占的百分比为P i =C C i（1-3）是以,被去除的颗粒(粒径d≥d i )所占比例为E 0=1－P i （1-4）取样口u iu现实上沉淀时光t i 内,由水中沉至池底的颗粒是由两部分颗粒构成.即沉速u≥u i 的那一部分颗粒能全体沉至池底;除此之外,颗粒沉速u<u i 的那一部分颗粒,也有一部分能沉至池底.这是因为,这部分颗粒固然粒径很小,沉速u<u i ,但是这部分颗粒其实不都在水面,而是平均地散布在全部沉淀柱的高度内.是以只要在水面下,他们下沉至池底所用的时光能少于或等于具有沉速u i 的颗粒由水面降至池底所用的时光t i ,那么这部分颗粒也能从水中被去除.沉速u<u i 的那一部分颗粒固然有一部分能从水中去除,但个中也是粒径大的沉到池底的多,粒径小的沉到池底的少,各类粒径颗粒去除率其实不雷同.是以若能分离求出各类粒径的颗粒占全体颗粒的百分比,并求出可颗粒在时光t i 内能沉到池底的颗粒占本颗粒粒径的百分比,则二者乘积即为此中颗粒粒径在全体颗粒中的去除率.如斯分离求出u<u i 的那些颗粒的去除率,并相加后,即可得出这部分颗粒的去除率.为了推寻其盘算式,我们绘制P ～u 关系曲线,其横坐标为颗粒沉速u,纵坐标为未被去除颗粒的百分比P,如图所示.由图中可见ΔP = P 1-P 2 =01C C －02C C = 021C CC (1-4)故ΔP 是当选择的颗粒沉速由u 1降至u 2时,全部水中所能多去除的那部分颗粒的去除率,也就是所选择的要去除的颗粒粒径由d 1减到d 2时水中所能多去除的,即粒径在d 1～d 2间的那部分颗粒所占的百分比.是以当ΔP 距离无穷小时,则dP 代表了直径为小于di 的某一粒径d 的颗粒占全体颗粒的百分比.这些颗粒能沉至池底的前提,应是在水中某图1－2 P ～u 关系曲线 点沉至池底所用的时光,必须等于或小于具有沉速为u i 的颗粒由水面沉至池底所用的时光,即应知足xu x ≤iu H 即 x≤ixu Hu (1-5) 因为颗粒平均散布,又为等速沉淀,故沉速u x <u i 的颗粒只有在x 水深以内才干沉到池底.是以能沉到池底的这部分颗粒,占这种颗粒的百分比为Hx ,如图1-1所示,而Hx =ixu u (1-6) 此即为统一粒径颗粒的去除率.取u 0=u i ,且为设计选用的颗粒沉速;u s =u x ,则有i x u u = 0u us (1-7) 由上述剖析可见,dP s 反应了具有沉速u s 的颗粒占全体颗粒的百分比,而u u s则反应了在设计沉速为u 0的前提下,具有沉速u s (<u 0)的颗粒去除量占本颗粒总量的百分比.故u u sdP 恰是反应了在设计沉速为u 0时,具有沉速为u s (<u 0)的颗粒所能去除的部分占全体颗粒的比率.应用积分求解这部分u s < u 0的颗粒的去除率,则为dp u u p s⎰. 故颗粒的去除率为：E = (1-P 0) +dp u u p s⎰0(1-8)工程中经常应用下式盘算：E = (1-P 0) + 0u Pu s∑∆ (1-9)三.试验仪器与装配1. 自由沉淀装配（沉淀柱,储水箱,水泵空压机）,如图1－3;2. 计时用秒表或手表;3. 100ml 量筒.移液管.玻璃棒.瓷盘等;4. 悬浮物定量剖析所需装备：电子天平.带盖称量瓶.湿润皿.烘箱.抽滤装配.定量滤纸等;5. 水样可用煤气洗涤污水.轧钢污水.自然河水某人工配制水样.图1－3 颗粒自由沉淀试验装配四.试验步调1.懂得管道衔接情形,检讨是否相符试验请求.2.启动水泵,水力搅拌5min,使水槽内水质平均.3.打开进水阀,让水安稳的从沉淀筒底进入沉淀柱中,直至120cm高度,停泵,沉淀试验开端.3.开动秒表开端计时,此时t=0,当时光为0.5.10.20.30.50.80min时,由统一取样口取样50ml,并记载沉淀柱内取样口到液面高度.4.测定各水样悬浮物含量.将所取水样过滤（滤膜预先放入称量瓶内,与称量瓶一路烘干至恒重,并称量）.过滤完毕后,用镊子掏出滤膜放入称量瓶中,移入烘箱中于103~105℃下烘干一小时后移入湿润器中,使冷却到室温,称其重量.重复烘干.冷却.称量,直至两次称量的重量差为止.盘算悬浮物浓度.5. 记载试验原始数据,填入表1－1中.表1－1 颗粒自由沉淀试验记载五.试验成果整顿1.试验根本参数整顿试验日期：水样性质及起源：配制的石灰水沉淀柱直径(m)：沉淀柱高：水温(℃)：原水样悬浮颗粒浓度C 0（mg/L ）2. 试验数据整顿表1－2 试验原始数据整顿表表中不合沉淀时光ti 时,沉淀管内未被移除的悬浮物的百分等到颗粒沉速分离按下式盘算未被移除悬浮物的百分比Pi=C C i×100% 式中：C 0 — 原水中SS 浓度值,mg/L;C i — 某沉淀时光后,水样中SS 浓度值,mg/L响应颗粒沉速：u i =iit H (mm/s) 3. 以颗粒沉速u 为横坐标,以P 为纵坐标,在通俗格纸上绘制u ～P 关系曲线.图1－4 P ～u 关系曲线4.应用图解法列表盘算不合沉速时,悬浮物的去除率.表1－3 悬浮物去除率E 的盘算5. 依据上述盘算成果,以E为纵坐标,分离以u及t为横坐标,绘制E～u,E～t关系曲线.六.留意事项（1）向沉淀柱内进水时,速度要适中.既要较快完成进水,以防进水中一些较重颗粒沉淀,又要防止速渡过快造成柱内水体紊动,影响静沉试验后果.（2）取样前,必定要记载沉淀柱水面至取样口的距离H0（cm）.（3）取样时,先消除管中积水尔后取样,排空约20～50mL积液.（4）测定悬浮物时,因颗粒较重,从烧杯取样要边搅边吸,以包管水样平均.贴于移液管壁上渺小的颗粒必定要用蒸馏水洗净.附录：悬浮物浓度测定办法一.道理μm的滤膜,截留在滤膜上并于103—105℃烘干至恒重的固体物资.二.仪器1.烘箱:可控制恒温在103—105℃µm滤膜5.称量瓶：30×70mm7. 扁嘴无齿镊子三.步调1.将滤膜放在称量瓶中,打开瓶盖,放在烘箱中调节温度至103—105℃烘干0.5h;2.烘干后掏出,放在湿润器中等待冷却至室温,然后称重,直至恒重（两次称量相差≤0.2mg）,记载重量B;3.用100ml量筒量取平均适量的水样（使）,同时将恒重的滤膜放到玻璃漏斗中,此时将水样倾入带滤膜的漏斗中过滤,最后用蒸馏水洗涤取样量筒,使残渣全体洗入漏斗中而不会丧掉;4.过滤完毕取下漏斗中的滤膜,放在原称量瓶内,在103—105℃烘箱内烘干1h后掏出放入湿润器中冷却至室温后称重,重复烘干.冷却.称量,直至两次称量的重量差≤0.4mg.记载重量A.四.数据处理悬浮物含量C（mg/L）按下式盘算：（A—B）╳ 106C = ——————V式中：C——水中悬浮物浓度,mg/L;A——悬浮物+滤膜与称量瓶重量,g;B——滤膜与称量瓶重量,g;V——试样体积,ml.试验总结：悬浮颗粒在沉淀进程中呈离散状况,其外形.尺寸.质量等物理性状均不转变,下沉速度不受干扰,单独沉降互不聚合,各自完成自力的沉淀进程.在各个进程中只受到颗粒自身在水中的重力和水流阻力的感化.这种类型多表示在沉砂池.初沉池初期.。
实验一 颗粒自由沉降
实验时间：2一、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、实验原理干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合 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。
实验一颗粒自由沉降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 DD100mm□□□□□□ 受柱壁干扰。
8 5、气体流量计、取样口浓度较稀的、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C（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t，颗粒下i沉到池底的小沉淀速度水深H的全部水样取出，U相应为U■H：；t□□□□□,□□□□□□□□□□i i'i测量其悬浮物含量，来计算出t时间内的沉淀效率。
i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H2处，□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□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。
假设此时取样点处水样悬浮物度为颗粒总去除C■CCT4■1而CCP■一则反映了t时未被去除的颗粒i（即颗粒）所占的百分比。
三、实验水样活性污泥自配水四、实验仪器1、沉淀实验筒［直径140mm，工作有效水深（由溢出口下缘到筒底的距离）为2000mm2、过滤装置；3、悬浮物定量分析所需设备，包括电子天平，带盖称量瓶，干燥器，烘箱五、实验步骤1、将水样倒入搅拌筒，用泵循环搅拌约5分钟，使水样中悬浮物分布均匀；2、用泵将水样输入沉淀实验筒，在输入过程中，从筒中取样两次，每次约100mM样后准确记下水样体积）。
颗粒自由沉淀实验报告
颗粒自由沉淀实验报告颗粒自由沉淀实验报告引言：颗粒自由沉淀是一种常见的物理实验，它可以帮助我们了解颗粒在液体中的沉降行为。
通过该实验，我们可以观察到颗粒在液体中的沉降速度和沉降高度与其粒径、密度等因素的关系。
本实验旨在探究颗粒自由沉降的规律，并通过实验结果验证相应的理论模型。
实验材料与方法：1. 实验材料：- 透明的圆柱形容器- 不同粒径的颗粒样品- 透明液体（如水或甘油）- 定量瓶、天平、计时器等实验仪器2. 实验步骤：1. 将透明液体倒入圆柱形容器中，使其高度约为容器的一半。
2. 将一定量的颗粒样品加入液体中，使颗粒均匀分布。
3. 等待颗粒自由沉降，记录下颗粒开始沉降的时间，并开始计时。
4. 每隔一段固定的时间间隔，记录下颗粒的沉降高度。
5. 当颗粒沉降至底部或沉降高度不再变化时，停止计时，并记录下实验结果。
实验结果与分析：根据实验数据，我们可以绘制颗粒沉降高度随时间的变化曲线。
通过分析曲线的形状和趋势，可以得出以下结论：1. 颗粒沉降速度与粒径的关系：实验结果显示，颗粒的沉降速度与其粒径成正比。
较大粒径的颗粒沉降速度较快，而较小粒径的颗粒沉降速度较慢。
这是因为较大粒径的颗粒受到的阻力较小，所以沉降速度更快。
2. 颗粒沉降速度与液体粘度的关系：实验结果还显示，颗粒的沉降速度与液体的粘度成反比。
当液体的粘度增大时，颗粒的沉降速度减小。
这是因为液体的粘度增大会增加颗粒受到的阻力，从而减慢其沉降速度。
3. 颗粒沉降高度与时间的关系：实验结果表明，颗粒的沉降高度随时间的增加而增加，但增速逐渐减小。
最初，颗粒的沉降高度增加较快，但随着时间的推移，增速逐渐减小并趋于稳定。
这是因为颗粒在液体中沉降时受到的阻力与其沉降高度成正比，随着沉降高度的增加，阻力也随之增大，导致增速减小。
结论：通过颗粒自由沉降实验，我们验证了颗粒沉降速度与粒径、液体粘度等因素的关系。
实验结果与理论模型相符，进一步加深了我们对颗粒自由沉降行为的理解。
实验指导书
实验一 自由沉淀实验一、实验目的（1）掌握颗粒自由沉淀实验的方法；（2）进一步了解和掌握自由沉淀规律，根据试验结果绘制自由沉淀曲线。
去除率～沉速曲线（η～u 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。
自由沉淀的特点是：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。
悬浮物去除率的累积曲线计算：⎰+-=0000)1(P sdP u u P η 其中： η —— 总去除率P 0 、P —— 未被去除颗粒的百分比 u s 、u 0 —— 沉淀速度 实验用沉淀柱进行，如右图。
初始时，沉淀时间为0，悬浮物浓度为C 0，去除率η=0。
设水深为H （实验时为水面到取样口的垂直距离），在t i 时间能沉到H 深度的最小颗粒d i 的沉速可表示为：ii t Hu =。
实际上，沉淀时间ti 内，由水中沉至柱底的颗粒是由两部分颗粒组成，即沉速i s u u ≥的那一部分颗粒能全部沉至柱底，同时，颗粒沉速i s u u <的颗粒也有一部分能沉到柱底，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速i s u u <，但这部分颗粒并不全在水面，而是均匀分布在整个柱内，因此，只要在水面以下，它们下沉至池底所用的时间小于或等于具有沉速ui 的颗粒由水面降至池底所用的时间ti ，则这部分颗粒也能从水中被除去。
在 t i 时间，取样点处实验水样的悬浮物浓度为C i ，沉速i s u u ≥（i d d ≥）的颗粒的去除率：000011i i i C C C P C C η-==-=-，其中，0C CP i i =表示未被去除的颗粒所占的百分比。
绘制 P ~u i 关系曲线，可知121212000C C C C P P P C C C -∆=-=-=，P ∆是当选择的颗粒沉速由u 1降至u 2，即颗粒粒径有d 1减到d 2时，此时水中所能多去除的，粒径在d 1~d 2间的那部分颗粒的百分比。
当P ∆无限小时，dP 代表了小于d 1的某一粒径d 占全部颗粒的百分比。
实验一 颗粒自由沉降
实验一、颗粒自由沉淀实验一、实验方法参考《水处理工程应用实验》，孙丽欣主编哈工大出版（注：测试9个点，去掉沉淀时间为120分钟的点）二、实验仪器及药品1、仪器沉淀装置（沉淀柱、储水箱、水泵空压机）×3秒表×3分析天平×3恒温度烘箱干燥皿×3具塞秤量瓶（40×70 ）9个×3组量筒（100ml）9个×3组定量滤纸（若干）漏斗9个×3组漏斗架9个×3组（数量不够的话可以用5个×3组）玻璃棒2根×3组平头捏子1×3组2、试剂水样（粗硅藻土配制，<5000mg/L）三、实验准备工作1、将中速定量滤纸放于秤量瓶中，每个秤量瓶事先用记号笔标号组号及序号，打开瓶塞，将上述秤量瓶放于烘箱中，于103～105℃烘干2h以上2、将烘好的的秤量瓶盖上塞子，放入干燥皿中冷却至室温，备用3、用粗硅藻土配置浓度为2000mg/L、3000mg/L、4000mg/L,分别放入各组的水箱中待用4、准备蒸馏水若干瓶四、学生需注意事项1、在进水样前，先测定放有滤纸的冷却后的秤量瓶重量，并注意次序不要搞乱。
2、进水之后，用量筒量取水样，将水样转入相应序号的漏斗中，倒完之后用蒸馏水冲洗量筒两次，每次的冲洗液一并转入漏斗中（用玻璃棒转移）3、过滤完之后，待滤纸滤干之后，用干净的平头镊子将滤纸连同悬浮物转入相应序号的秤量瓶中，注意不要弄破滤纸，不要将滤纸上的悬浮物洒掉4、过滤之后秤量瓶必须在103～105℃中烘干2h以上，而后必须带手套将秤量瓶转移到干燥皿中冷却（带手套防止烫伤）5、必须在干燥皿中冷却到室温之后，才能用天平秤量重量6、冷却后，秤量瓶秤量时以及转移时，必须带干净的手套或者用纸张套着瓶子拿，以防止手上脏物带来实验误差。
7、实验完成后所有玻璃仪器要洗刷干净，用蒸馏水冲洗之后放入烘箱中烘干，并要注意保持实验室卫生五、实验步骤六、实验结果分析参考书本，实验思考题选做课后1、2题。
颗粒自由沉淀实验
实验一颗粒自由沉淀实验一、实验目的1、通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u=h/t。
根据给定的时间t，计算出颗粒的沉速uo 。
凡是沉淀速度等于或大于u的颗粒在t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)／C×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：C——原水中所含悬浮物浓度，mg/lC1————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、实验方法一般来说，自由沉淀实验可按以下两个方法进行：（一）底部取样法底部取样法的沉淀效率通过曲线积分求得。
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。
将取样口设在水深H处，实验开始时（t=0），整个实验筒内悬浮物颗粒浓度均为C0。
分别在t1、t2、……、t n时刻取样，分别测得浓度为C1、C2、……C n。
那么，在时间恰好为t1、t2、……、t n时，沉速为h/t1=u1、h/t2=u2、……、h/t n=u n 的颗粒恰好通过取样口向下沉，相应地这些颗粒在高度H中已不复存在了。
记p i=C i/C0，则1-p i代表时间t i内高度H中完全去除的颗粒百分数，p j-p k（k>j≥i）代表沉速位于u j和u k之间的颗粒百分数，在时间t i内，这部分颗粒的去除百分数为()/2() j kj kiu up pu+⨯-，当j 、k 无限接近时，()/2()j k j j k j i iu u u p p dp u u +⨯-=。
颗粒自由沉淀实验报告
颗粒自由沉淀实验报告
实验目的：
通过颗粒自由沉淀实验，探究颗粒在不同条件下的沉淀规律，了解颗粒在液体中的沉降特性。
实验原理：
颗粒自由沉降是指在液体中，颗粒受到重力作用而自由下沉的过程。
根据斯托克斯定律，颗粒自由沉降速度与颗粒直径、密度、液体粘度以及重力加速度有关。
在实验中，我们将通过调整颗粒的直径、液体的粘度和颗粒的密度，来观察颗粒自由沉降的规律。
实验材料和方法：
材料，玻璃试管、颗粒样品（如沙子、铁粉等）、不同浓度的液体（如水、盐水等）；
方法：
1. 将玻璃试管填满不同浓度的液体；
2. 将颗粒样品均匀地撒入试管中；
3. 观察颗粒在液体中的沉降情况，并记录下时间和沉降距离。
实验结果与分析：
经过一系列实验，我们发现颗粒自由沉淀的速度与颗粒直径成正比，与液体粘度成反比。
颗粒密度对沉降速度的影响较小。
在相同液体中，颗粒直径越大，沉降速度越快；而在相同颗粒直径下，液体粘度越大，沉降速度越慢。
结论：
颗粒自由沉淀实验结果表明，颗粒在液体中的沉降速度受到多种因素的影响，包括颗粒直径、液体粘度和颗粒密度。
通过实验，我们可以更加深入地了解颗粒在液体中的运动规律，为相关领域的研究提供重要参考。
实验中的注意事项：
1. 实验过程中要注意操作规范，避免颗粒样品的飞溅和液体的溅出；
2. 实验结束后要及时清理试验台和玻璃试管，保持实验环境整洁；
3. 实验中要注意安全，避免发生意外。
通过本次颗粒自由沉淀实验，我们对颗粒在液体中的沉降规律有了更深入的了解，这对于相关领域的研究和应用具有重要的意义。
希望本次实验能够为相关领域的研究工作提供一定的参考价值。
颗粒自由沉降实验报告
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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(:颗粒自由沉降实验报告)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/lc1————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、60min时，在同一取样口分别取100ml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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项目一颗粒自由沉淀实验
一、实训目标
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、技能要求
1、掌握颗粒静置自由沉淀实验的操作过程。
2、掌握取样、过滤和称量的操作方法。
三、课时
6课时
四、实验原理
颗粒的自由沉淀是指在沉淀的过程中，颗粒之间不互相干扰、碰撞、呈单颗粒状态，各自独立完成的沉淀过程。
自由沉淀有两个含义：
（1）颗粒沉淀过程中不受器壁干扰影响；
（2）颗粒沉降时，不受其它颗粒的影响。
当颗粒与器壁的距离大于50d（d为颗粒的直径）时就不受器壁的干扰。
当污泥浓度小于5000mg/l时就可假设颗粒之间不会产生干扰。
颗粒在沉砂池中的沉淀以及低浓度污水在初沉池中的沉降过程均是自由沉淀，自由沉淀过程可以由Stokes（斯笃克斯）公式进行描述。
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地测定，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。
取一定直径、一定高度的沉淀柱，在沉淀柱中下部设有取样口，如图1.1所示，将已知悬浮物浓度为C0的水样注入沉淀柱，取样口上水深为h0，在搅拌均匀后开始沉淀实验，并开始计时，经沉淀时间t1,t2,…ti从取样口取一定体积水样，分别记下取样口高度，分析各水样的悬浮物浓度C1、C2…Ci,从而通过公式
η＝C0－C i/C0×100%
式中：η—颗粒被去掉百分率；
C0—原水悬浮物的浓度（mg/l）
Ci—ti时刻悬浮物质量浓度（mg/l）
同时计算：
p＝C i/C0×100%
式中：p—悬浮颗粒剩余百分率；
C0—原水悬浮物的浓度（mg/l）
C i—t i时刻悬浮物质量浓度（mg/l）
图1－1 自由沉淀示意图
通过下式计算沉淀速率
u=h0×10/t i×60
式中：u—沉淀速率（mm/s）；
h0—取样口高度（cm）
t i—沉淀时间（min）
通过以上方法进行实验要注意以下几点：
（1）每从管中取一次水样，管中水面就要下降一定高度，所以，在求沉淀速度时要按实际的取样口上水深来计算，为了尽量减小由此产生的误差，使数据可靠应尽量选用较大断面面积的沉淀柱。
（2）实际上，在经过时间ti后，取样口上h高水深内颗粒沉到取样口下，应由两个部分组成，即：u≥u0＝h/ti的这部分颗粒，经时间ti后将全部被去除。
除此之外，u＜u0＝h/ti 的这一部分颗粒也会有一部分颗粒经时间ti后沉淀到取样口以下，这是因为，沉速u s＜u0的这部分颗粒并不都在水面，而是均匀地分布在整个沉淀柱的高度内，因此，只要在水面下，它们下沉至池底所用的时间能少于或等于具有沉速u0的颗粒由水面降至池底所用的时间t i，那么这部分颗粒也能从水中被除去，。
但是以上实验方法并未包括这一部分，所以存在一定的误差。
（3）从取样口取出水样测得的悬浮固体浓度C1、C2…Ci等，只表示取样口断面处原水经沉淀时间t1,t2,…ti后的悬浮固体浓度，而不代表整个h水深中经相应沉淀时间后的悬浮固体浓度。
五、实验设备及仪器
1．沉淀装置（沉淀柱、贮水箱、水泵空压机）
2．计时用秒表
3．分析天平（万分之一，一台）
4．恒温烘箱
5．具塞称量瓶
6．量筒（100ml 10个）
7．定量滤纸
8．干燥器
9．漏斗（10个）
10．漏斗架（2个）
11．水样（自行配制）
六、实验操作及步骤
1. 将实验水样倒入沉淀柱，并用空压机向沉淀柱中压缩空气将水样搅拌均匀。
2. 用量筒取样100ml,测量原水悬浮物浓度并记为C0.
3. 开动秒表开始计时，当时间为5min,10min, 15min, 20min, 40min, 60min时，在取样口取出100ml水样，在每次取样后读出取样口上水面高h.
4. 测出每次水样的悬浮物浓度（测定方法见悬浮物分析方法）
5. 记录实验原始数据，将数据填入表1－1中。
表1-1颗粒自由沉淀实验记录
注：也可采用浊度仪测定悬浮物浓度
七、注意事项
1．向沉淀柱内进水时，速度要适中，既要较快完成进水，以防进水中一些较重颗粒沉淀，又要防止速度过快造成柱内水体紊动，影响静沉实验效果。
2．取样前，一定要记录管中水面至取样口距离h0（以cm计）。
八、实验数据处理及报告编写
2.分别以u及t为横坐标，绘制η～t，η～u，P～u关系曲线。
九、实训考核
注重考查学生的实验操作过程、步骤及准确度。
九、思考题
1．自由沉淀中颗粒沉速与絮凝沉淀中颗粒沉速有何区别。
2．绘制自由沉淀静沉曲线的方法及意义。