实验二 静置沉淀.docx

实验二 静置沉淀实验二 静置沉淀 一、实验目的 观察沉淀过程，求出沉淀曲线。沉淀曲线包括沉淀时间t与沉淀效率E的关系曲线和颗粒沉降速度u与沉淀效率E的关系曲线。 二、实验原理 自由沉淀示意图如图2-1所示，在含有分散性颗粒的废水静置沉淀过程中，设实验筒内有效水深为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。对于指定的沉淀时间t0可求得颗粒沉淀速度u0。对于沉降速度等于或大于u0的颗粒在t0时可全部去除。而对于沉速u<u0的颗粒只有一部分去除，而且按u/u0的比例去除。 H 图 1 小于u0颗粒所占百分数XOdxXuu0沉速 图2-1 自由沉淀示意图 图2-2 颗粒沉降速度累计频率图 图2-2为颗粒沉降速度累计频率图，图中X0代表沉降速度u0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-X0表示。而具有沉降速度uu0的每种粒径的颗粒去除的部分等于u/u0。因此考虑到各种颗粒粒径时，此颗粒的去除百分数为 x0ò0uu0dx (2-1) 总去除率=(1-x0)+1u0x0xdx 沉 ò0(2-2) 式(2-2)中第二项可将沉淀分配曲线用图解积分法确定，如图2-2中的阴影部分。 淀 柱 贮水箱 放空管 图2-3 静置沉淀实验装置示意图 对于絮凝性悬浮物静置沉淀时的去除率，不仅与沉降速度有关，而且与深度有关。因此实验筒的水深应与池深相同。实验筒的不同深度设有取样口，在不同的选定时段，自不同深度取出水样，测定这部分水样中的颗粒浓度，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的总去除率，可以采用与分散性颗粒相近似法求得(详见相关专业书籍介绍)。 上述是一般书中所提的废水静置沉淀实验方法。这种方法的实验工作量相当大，因而我们在教学实验中未予采用，改为下述方法。 沉淀开始时可以认为悬浮物在水中均匀分布，但随着沉淀历时的增加，悬浮物在筒内的分布变为不均匀。严格地说经过沉淀时间t后，应将实验筒内有效水深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沿水深的变化，所以我们提出的实验法是将取样口装在H/2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。认为这样做在工程上的误差是允许的，而且试验及测定工作量可大为简化，在一个实验筒内就可多次取样，完成沉淀曲线的绘制工作。 三、实验设备及仪器 1. 沉淀实验筒：直径100mm，工作有效水深(由溢出口下缘到筒底的距离)有1200mm和1800mm两种。实验所用静置沉淀实验装置示意图见图2-3； 2. 真空抽滤装置或过滤装置； 3. 悬浮物定量分析所需设备，包括万分之一天平、带盖称量瓶、干燥器、烘箱等； 4秒表。 四、实验耗材 生活污水，造纸、高炉煤气洗涤等工业废水或粘土配水；滤纸。 五、实验步骤 1. 将水样倒入搅拌筒中，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100mL(取样后要准确记下水样体积)；此水样的悬浮物浓度即为实验水样的原始浓度C0； 3. 废水升到溢流口，溢流管流出水后，关紧沉淀实验筒底部的阀门，停泵，记下沉淀开始时间； 4. 静置观察沉淀现象； 5. 隔5、10、20、30、45、60、90分钟，从实验筒中部H/2取样口取样二次，每次约100mL左右(准确记下水样体积)。取水样前要先排出取样管中的积水约10mL左右，取水样后测量工作水深变化； 6. 测定所取水样浊度或悬浮物浓度SS； 7计算不同沉淀时间t时水样中的悬浮物浓度C、沉淀效率E以及相应的颗粒沉降速度u，画出Et和Eu的关系曲线。 六、实验数据记录与分析 1填写实验记录表及绘制沉淀曲线。 表2-1 自由沉淀数据记录表 沉淀时间t /min 水样浊度Ci /ntu 水样SS /(mg/L) 沉淀去除率/% 高度H /cm 颗粒沉速u /(mm/s) 2分析实验所得结果。 七、思考题 1分析不同工作水深的沉淀曲线，如应用到设计沉淀池中，需注意什么问题？