重力沉降法解析
悬浮物的测定方法和准备工作
悬浮物的测定方法和准备工作一、悬浮物的定义和重要性悬浮物是指水体或空气中悬浮的固体颗粒物，其浓度和组成对环境质量和生态系统健康具有重要影响。
因此，准确测定悬浮物的浓度和组成对于环境保护和生态研究具有重要意义。
二、悬浮物的测定方法2.1 重力沉降法重力沉降法是最常用的悬浮物测定方法之一，其原理是利用悬浮物颗粒在静止状态下由于重力作用而沉降的速度与粒径大小成正比关系。
具体步骤如下： 1. 准备好需要测定的水样或空气样品。
2. 将样品放置在静止状态下，待悬浮物沉降。
3. 测定悬浮物沉降的时间，并根据沉降速度计算出悬浮物的浓度。
2.2 滤膜法滤膜法是一种常用的悬浮物测定方法，其原理是通过将样品通过滤膜，将悬浮物颗粒截留在滤膜上，并通过称量滤膜的增重来计算悬浮物的浓度。
具体步骤如下： 1. 准备好需要测定的水样或空气样品。
2. 将样品通过滤膜，使用真空抽滤的方式将悬浮物颗粒截留在滤膜上。
3. 将滤膜取出，进行干燥并称重。
4. 根据滤膜的增重计算出悬浮物的浓度。
2.3 光学显微镜法光学显微镜法是一种直接观察和计数悬浮物颗粒的方法，适用于粒径较大的悬浮物测定。
具体步骤如下： 1. 准备好需要测定的水样或空气样品。
2. 将样品放置在显微镜下，调整合适的放大倍数。
3. 使用显微镜观察和计数悬浮物颗粒，并根据计数结果计算出悬浮物的浓度。
三、悬浮物测定的准备工作3.1 样品采集样品采集是悬浮物测定的前提，采集过程需要注意以下几点： - 根据需要选择合适的采样点位，代表性是采样的关键。
- 使用无污染的容器进行样品采集，避免二次污染。
- 根据测定方法的要求选择合适的采样容器和采样体积。
3.2 样品处理样品处理是为了在测定过程中去除杂质和改善测定条件，常见的样品处理方法有：- 沉淀法：通过添加适当的沉淀剂使悬浮物颗粒沉淀，从而减少悬浮物的干扰。
-过滤法：通过滤膜将悬浮物颗粒截留在滤膜上，去除悬浮物的干扰。
重力沉降的原理及应用
重力沉降的原理及应用1. 什么是重力沉降？重力沉降是一种固体颗粒物料在液体中沉降的现象，也被称为沉降法或离心法。
这个过程是利用重力作用使颗粒物料在液体中自由沉降，并通过沉降速度的差异来实现颗粒物料的分离。
重力沉降常被应用于颗粒物料的固液分离、液固分离以及固固分离等方面。
2. 重力沉降的原理重力沉降的原理基于斯托克斯定律，即颗粒物料在液体中的沉降速度与颗粒大小、密度、液体粘度和重力加速度等因素有关。
根据斯托克斯定律可知，颗粒物料的沉降速度与颗粒直径的平方成正比，与颗粒与液体密度差和液体粘度成反比。
因此，较大直径和密度较大的颗粒沉降速度较快，而较小直径和密度较小的颗粒沉降速度较慢。
3. 重力沉降的应用重力沉降在各个领域有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：3.1 固液分离重力沉降常用于固液分离过程中，例如在水处理、废水处理、生物制药、食品加工和矿业等行业。
通过调整悬浮液中颗粒物料的沉降速度，可以实现固体颗粒与液体的分离。
在水处理中，可以通过重力沉降的方法将悬浮在水中的固体颗粒从水中分离出来，提高水的净化效果。
3.2 液固分离除了固液分离，重力沉降也广泛应用于液固分离过程中。
在石油工业中，通过重力沉降可以实现原油与水、沉淀物的分离。
在制药工业中，重力沉降常用于将可溶性化合物从其溶液中分离出来，从而获得纯净的药物成分。
3.3 固固分离重力沉降还可以应用于固固分离过程中。
例如，利用重力沉降可以将不同颗粒大小的颗粒物料进行分级，从而实现颗粒的分类和分离。
在矿石选矿过程中，重力沉降可以将矿物颗粒按照密度的大小进行分类，从而达到分离和提纯的效果。
3.4 离心分离离心分离是重力沉降的一个衍生应用。
它利用离心力的作用，通过离心机来加速颗粒物料的沉降过程，从而实现更快速、更高效的分离过程。
离心分离广泛应用于生物工程、制药和化学工业中，可以用于细胞分离、蛋白质纯化和大规模物料的分离等。
4. 结语重力沉降作为一种重要的物料分离技术，具有简单、高效、经济的优点，被广泛应用于各行各业。
重力沉降原理
重力沉降原理
重力沉降原理是指地球或其他物体上的物体受到重力作用而向下沉降的现象。
根据牛顿的万有引力定律，任何两个物体之间的引力都是与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
因此，一个物体在重力作用下向下沉降的速度取决于其质量和受力面积。
在地球上，当一个物体静止在地面上时，它受到的重力与支持力相等，这种状态称为平衡状态。
然而，当一个物体的支持力小于其重力时，它将开始下沉。
这种沉降的速度取决于物体的质量，较重的物体下降得更快。
另一方面，对于细粒土壤和淤泥等松软材料，重力沉降效应更为显著。
当一块土壤或淤泥受到外加应力时，其中的水分被挤压出来，导致土壤颗粒之间的接触面积增加，从而使土壤体积逐渐减小。
在这个过程中，土壤会产生沉降，使地面下沉。
重力沉降不仅在自然界中普遍存在，也会对工程建设产生影响。
例如，在厚度较大的沉积物层中建筑物的基础会随时间而发生沉降，这可能导致建筑物的不稳定。
因此，在工程设计中需要对重力沉降进行充分考虑，并采取相应的措施来保证建筑物的稳定性。
总之，重力沉降原理是由物体受到重力作用而向下沉降的现象。
它在地球和工程中都起着重要的作用，需要被深入研究和理解。
3第三章-重力沉降法解析
其他辐流式沉淀池
辐流式沉淀池设计要点
• 沉淀池面积按过流率计算 A=Q/u • 池深按停留时间计算 H=ut • 污泥斗坡度0.05~0.10
旋流沉砂池 利用机械力掌握水流流态与流速、加速砂粒沉淀并
使有机物随水流走
1.電機 2.主軸 3.車葉 4.固定支架 5.排水孔 6.注氣管 7.注水管
高斯美 DP系列旋流沉砂池
沉淀池
• 沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式。 • 依据运行方式：分为间歇式、连续式 • 间歇式：进水、静置、排水 • 连续式：连续不断流入和排出 • 通常通常辐流式适合于大规模，竖流式适合于小规模，
取最大流量时水在池内的水平流速为0.1m/s， 则水流断面积A= Q/u＝1/ 0.1＝10〔m2〕
设计有效水深取2.5m，则池宽B＝10/2.5＝4〔m) 池长L ＝V/A＝180/10＝18〔m〕 取每立方污水所需曝气量为0.1m3空气，所需每小时总曝气量： q＝0.1(m3 air/m3 ww) × 1(m3 ww/s)× 3600 (s/hr)＝360m3
u0
Q A
q
q: 沉淀池的外表负荷或过 流率—单位时间内通过沉 淀池单位外表积的流量。
对于絮凝沉降: 颗粒间并聚变大或 ρ s增大, u也随之增大。其运动轨迹发生变化：
us L gd2 18
进
出
口
流
区
区
絮凝沉降颗粒运动轨迹
污泥区
但是，为保守起见，沉降效率依然按照：
(1x0)
x0 0
u u0
dx
沉砂池
• 去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒 • 一般位于泵站之前或初沉池之前 • 使水泵、管道免受磨损和堵塞 • 减轻沉淀池的无机负荷 • 改善污泥的流淌性，以便于排放、输运。 • 工作原理：重力分别/离心力分别 • 设计原则与主要参数：传统设计针比照重为2.65、粒径为
重力沉降法
例3-2：用有效水深为1.5m的沉降柱
对某离散型工业废水作静止试验， 取得表3-3所列的数据，试求u0＝ 2.8m/min时的ET值时多少？
表3-3 自由沉降试验数据表
时间（min）
0.5
1
2.5
5
6.8
10
沉速(m/min)
3.00
1.50
0.60
0.30
0.22
0.15
P0＝Ci/C0
0.55
0.12
2.0
0.15
2.5
0.18
3.0
0.21
3.5
0.24 (m/min)
4.0 (mm/min)
沉速u
表3-2
ut(mm/s) dP utdP
p0
0
ut dp
图解计算法
dP utdP ΣudP
ΣudP ut(mm/s)
0.11
0.25 0.37
0.04
0.06 0.1
0.0044 0.0044
Fd Cd As (L u / 2)
2 s
式中： Fd-水对颗粒的阻力； Cd-牛顿无因次阻力系数； As-自由颗粒的投影面积； uS-颗粒在水中的运动速度， 即颗粒沉速。
2 l us Fd C d As 2
Ff l V g
Fg mg s V g
式中：As——运动方向的面积 Cd——牛顿无因次阻力系数； us——颗粒沉降速度 当受力平衡时，沉速变为us（最终沉降速度）
球状颗粒自由沉降的沉速公式
1 1 2 3 2 Vs Vs d s , As d s , ds 6 4 As 3
铝合金熔体含渣量检测技术综述
铝合金熔体含渣量检测技术综述铝合金在工业生产中广泛应用，但熔体中常常存在着一定量的渣滓，这些渣滓会对铝合金产品的质量产生负面影响。
因此，检测铝合金熔体中的渣滓含量成为了重要的工作。
本文将综述目前常用的铝合金熔体含渣量检测技术，并对其优缺点进行分析。
一、重力沉降法重力沉降法是一种常见的铝合金熔体含渣量检测方法。
该方法利用渣滓与铝合金的密度差异，通过重力作用使渣滓沉降，进而测量渣滓含量。
该方法操作简单，不需要复杂的设备，但是需要较长的时间才能获得准确的结果，且对渣滓形态有一定要求。
二、离心法离心法是一种通过离心力使渣滓沉降的方法。
该方法通过高速旋转离心机，使渣滓向离心力方向沉降，进而测量渣滓含量。
离心法速度快，能够在较短时间内获得结果，但是需要较复杂的设备和操作技术，并且对渣滓形态和离心机的参数有一定要求。
三、滤膜法滤膜法是一种利用滤膜将渣滓分离出来的方法。
该方法通过选择合适的滤膜，将渣滓截留在滤膜上，然后通过称量滤膜上的渣滓质量来测量渣滓含量。
滤膜法操作简单，结果准确可靠，但是需要耗费较多的时间和滤膜。
四、电导法电导法是一种利用渣滓对电流的阻碍作用来测量渣滓含量的方法。
该方法通过在熔体中加入电极，在电流作用下测量电导率的变化来间接测量渣滓含量。
电导法操作简单，结果准确可靠，但是需要较为复杂的电路和仪器设备。
五、光学法光学法是一种利用光学原理来测量渣滓含量的方法。
该方法通过光学仪器测量熔体中渣滓对光的吸收或散射程度来间接测量渣滓含量。
光学法操作简单，结果准确可靠，但是对光学仪器的要求较高。
目前常用的铝合金熔体含渣量检测技术包括重力沉降法、离心法、滤膜法、电导法和光学法。
每种方法都有其优缺点，具体选择应根据实际情况和需求进行。
随着科技的发展，铝合金熔体含渣量检测技术也在不断进步，未来有望出现更加高效和准确的检测方法，为铝合金生产提供更好的质量保障。
重力沉降知识点总结
重力沉降知识点总结一、概念重力沉降是指地下土层受力作用下的垂直变形，是地基土层由于建筑物荷载或填土荷载作用下发生的垂直位移。
在实际工程中，土层的重力沉降是一个常见的现象，它对建筑物的安全性、使用性和经济性都有着直接的影响。
二、影响因素1. 地下土层的性质：地下土层的类型、排水条件、孔隙度以及颗粒物之间的摩擦阻力等都会对重力沉降产生影响。
2. 荷载的性质：荷载的大小、分布、作用时间长短等都是影响重力沉降的重要因素。
3. 地基处理的情况：地基处理的方式和效果也是影响重力沉降的重要因素。
例如，地基处理的加固效果、有效宽度等都会对重力沉降产生影响。
4. 地下水的情况：地下水位的变化、渗流速度等也会对地基土层的重力沉降造成影响。
三、计算方法重力沉降的计算是建筑工程设计中非常重要的一部分，通常采用经验公式和有限元分析方法来进行计算。
1. 经验公式法经验公式法是一种比较简单且常用的计算方法，通常基于大量的实测数据和工程经验得出。
根据经验公式所建立的关系式，可以通过建筑物的荷载以及地基土层的性质来计算地基土层的重力沉降量。
2. 有限元分析法有限元分析法是一种较为精确的计算方法，它通常采用计算机模拟的方式，通过对地基土层的有限元模型进行数值求解，得到地基土层的重力沉降情况。
有限元分析法的计算结果更加精确，但需要考虑到更多复杂的因素，同时计算过程也更加繁琐。
四、控制措施重力沉降对建筑物的安全性和使用性都有着直接的影响，因此在工程设计和施工过程中，需要采取一定的控制措施来降低重力沉降对建筑物造成的影响。
1. 合理设计荷载：在建筑物的设计过程中，需要合理计算建筑物的荷载，并采取合理的结构设计和安排，以降低建筑物对地基土层的荷载作用。
2. 地基处理与加固：通过对地基土层进行处理和加固，可以有效地提高地基土层的承载能力和抗沉降能力，从而减少重力沉降对建筑物的影响。
3. 合理排水：地下水位的变化是影响重力沉降的重要因素，通过合理的排水设计可以减少地基土层的重力沉降。
《重力沉降》课件
利用生物技术提高重力沉降的分离效果和环保性能。
感谢您的观看
THANKS
提高沉降效率的方法
增加沉降面积
通过增加沉降设备的沉降 面积，提高单位时间内处 理的物料量，从而提高沉 降效率。
优化进料方式
通过改进进料方式，减少 物料的流动阻力，降低颗 粒间的摩擦和碰撞，提高 沉降效果。
强化搅拌效果
通过加强搅拌，增加颗粒 间的碰撞和摩擦，促进颗 粒的凝聚和沉降。
新型沉降技术的研发
在土壤修复与改良中，重力沉降技术常与其他技术结合使用，如化学淋洗、植物修 复等。
04
重力沉降的影响因素
颗粒大小与密度
总结词
颗粒大小和密度是影响重力沉降的重要因素。
详细描述
颗粒的大小和密度决定了颗粒在流体中的沉降速度。一般来说，颗粒越大、密度越高，沉降速度越快 。颗粒间的相互作用也会影响沉降行为，例如颗粒间的碰撞和粘附作用。
02
重力沉降的物理模型
理想状态下的重力沉降模型
理想状态假设
假设颗粒在沉降过程中不受其他外力（如阻 力、浮力等）影响，只受重力作用。
自由沉降
颗粒在理想状态下仅受重力作用，不受其他 外力影响的沉降过程。
斯托克斯定律
在理想状态下，颗粒沉降速度与颗粒直径、 密度以及流体粘度有关，遵循斯托克斯定律 。
实际状态下的重力沉降模型
03
重力沉降的实际应用
工业废水处理
工业废水处理中的重力沉降技术主要用于去 除废水中的悬浮固体颗粒物，如颗粒物、纤 维、胶体等。
通过重力作用，这些颗粒物在废水中逐渐沉 降，与水分离，从而达到净化的目的。
工业废水处理中常用的重力沉降设备有沉淀 池、斜板沉淀池、悬浮澄清器等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
斯托克斯定律
1 S L uS g d2 18
颗粒沉降速度uS影响因素：
S l S l 0 颗粒us下沉
S l S l 0 us 0 悬浮状态
不能用沉降法去除；
S l S l 0 颗粒us上浮 浮上法
试验方法1(数据记录与处理)
t t0 t1 t2 t3 … ti … tn
H
H0
H0
H0
…
H0
…
C u
C0
C1
C2
C3
…
Ci
…
Cn
u
H0 t
E
C0 Ci E 100% C0
试验方法1(数据记录与处理)
E E
沉降时间，t (min)
最小沉速，u
图3-1 E-t曲线
图3-2 E- u曲线
试验方法1存在的缺陷
试验装置示意图
H=H0-△H
试验方法1
①
②
③
④
试验步骤： 取直径为80～100mm,高度为1.5～2.0m的沉降 筒n个（6～8个）； 将已知悬浮物浓度C0与水温T的水样，注入各沉 淀筒，搅拌均匀后，同时开始沉淀；取样点设 于水深H=1.2m处 经t1历时后，在第1个沉淀筒取100mL水样，经t2 历时后，在第2个沉淀筒取等量水样，依次取样 分析各水样的悬浮物浓度C1，C2……，Cn 在直角坐标纸上，作沉降效率E与沉淀历时t之 间的关系曲线，沉降效率E与沉速u关系曲线
第三章
重力沉降法
3.1 概述
沉降法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，
在重力作用下产生下沉，以达到固液分离
的一种过程。
分离对象: 粒径>10 µm 可沉物
沉降处理工艺的应用
沉砂池：用以去除污水中的无机性易沉物 初次沉淀池：较经济的去除悬浮有机物，减轻后续 生物处理构筑物的有机负荷 二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物 膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。 污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步 浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理 费用等。
根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和 浓度，沉降可分成四种类型
自由沉降
絮凝沉降
成层沉降
压缩沉降
悬浮颗粒浓度不高（ 50-500mg/L ）； 悬浮颗粒浓度不高；非絮凝性或弱絮凝性， 悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤 悬浮颗粒浓度较高（ 500mg/L以上）； 沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝 沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒 压成团状结构，互相接触，互相支承， 颗粒的沉降受到周围其它颗粒的影响， 作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉 各自单独进行沉降，颗粒沉降轨迹呈直线。 下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用 颗粒间相对位置保持不变，形成一个整 降，沉降轨迹呈曲线。沉降过程中， 沉降过程中，颗粒的物理性质不变。发生 下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污 体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥 颗粒的质量、形状、沉速是变化的。 泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在 水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发 在沉砂池中。 化学絮凝沉降属于这种类型。 生。 压缩沉降。
给定的沉降时间t内： 对于u≥u0的颗粒全部除去 对于u<u0的颗粒可被部分去除 给定的沉降时间t内： 对于d≥d0的颗粒全部除去 对于d<d0的颗粒可被部分去除
1-p0 p0 1-p0 p0
？？：对于u<u0的颗粒，可去除部分所占比例是 多少？去除率是多少？
H
h
试验方法2步骤
试验步骤：
① 取直径为80～100mm,高度为1.5～2.0m的沉
图3.1 活性污泥在二沉池中的沉降过程
3.2 沉降的基本原理
颗粒为球形 分 析 的 假 定
沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等 不变 颗粒只在重力作用下沉降，不受器壁和 其他颗粒影响。
静水中悬浮颗粒开始沉降时，因受重力作用 产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的 重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成 等速下沉。
Fd Cd As (L u / 2)
2 s
式中： Fd-水对颗粒的阻力； Cd-牛顿无因次阻力系数； As-自由颗粒的投影面积； uS-颗粒在水中的运动速度， 即颗粒沉速。
2 l us Fd C d As 2
Ff l V g
Fg mg s V g
式中：As——运动方向的面积 Cd——牛顿无因次阻力系数； us——颗粒沉降速度 当受力平衡时，沉速变为us（最终沉降速度）
球状颗粒自由沉降的沉速公式
1 1 2 3 2 Vs Vs d s , As d s , ds 6 4 As 3
得球状颗粒自由沉降的沉速公式：
4g (s L ) ds us 3Cd
L
1/ 2
图3.2 阻力系数与绕流雷诺数的关系
层流区（亦称斯托克斯定律）：
Cd 24 Re
R g ds 18
μ是水的动力粘度。
降筒n个（6～8个）； ② 将已知悬浮物浓度C0与水温T的水样，注入各 沉淀筒，搅拌均匀后，同时开始沉淀；取样点 设于水深H=1.2m处； ③ 经沉降时间t1，t2， ， ……，tn时，分别取1＃， 2＃，……，n＃的沉降筒内取样口以上的全 部水样，分析各水样的悬浮物浓度C1， C2 ， ……，Cn
悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力
重力大于浮力时，下沉；
Ff l V g
s L
重力等于浮力时，相对静止；
s L
重力小于浮力时，上浮。
s
L
s L
Fg mg s V g
悬浮颗粒在水中的受力分析
2.根据牛顿定律，水对自由颗粒的阻力为FD
沉降效率ET
us d s 正比，d s u s
2
us 反比， T us
图3.3 沉降速度与颗粒直径与比重的关系
3.3 沉降试验和沉降曲线
自由沉降试验及其沉降曲线 絮凝沉降试验及其沉降曲线
一、自由沉降试验及沉降曲线
试验装置
沉降试验
H0=1.5~2.0m φ100mm