实验一_自由沉淀实验报告说明.doc

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

⎰+-=00001

)1(P udP u P E

式中 E----总沉淀效率；

P 0----沉速小于u 0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-P 0----沉速大于或等于u0的颗粒去除百分数；

u 0----某一指定颗粒的最小沉降速度；

u----小于最小沉降速度u 0的颗粒沉速。

工程上常用下式计算

0)1(u u P P E ∑⋅∆+

-= 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。

1. 检查沉淀装置连接情况、保证各个阀门完全闭合；各种用具是否齐全。

3. 准备实验用原水。先将一定量的高岭土和自来水投入到配水箱中，然后启动搅拌装置使分散均匀。

4. 配水箱中水质均匀后，启动水泵，同时打开进水管及沉淀柱底部的放空阀门，适当冲洗管路中的沉淀物。稍后，关闭放空阀门，进水至 刻度线处。同时启动秒表记录时间，沉淀实验开始。

5. 当时间为 时，用量筒在取样口处取水样100 mL （注意：取水样时，需先放掉一些水，以便冲洗取样口处的沉淀物），在每次取样前后读出水面高度H 。

6. 测定浊度。

五、实验结果整理

实验数据整理按照上课时说的方法列表并计算。

以颗粒沉速u 为横坐标，残留率P 为纵坐标，用计算机绘制u-P 关系曲线。将此曲线图打印后贴在实验报告中,用于下面的图解。

习题：

利用图解法列表计算某个指定沉速u0（自己指定，可选用实验结果曲线范围的某个沉速）时悬浮物的总去除率。

（总去除率即是实验原理部分的公式所定。）

图解法如图所示：

对于某个沉速u0,曲线上可以对应P0,这样就求出了去除率的第一部分。

图中需要积分的面积即为公式⎰+-=00001

)1(P udP u P E 中的⎰0

0P udP ，这样就求出了去除率的第2部分。

具体计算时，可以列表求出每个矩形的面积，然后加起来：

序号 △P u u ﹒△P