4(专)絮凝沉淀实验

实验四 絮凝沉淀实验

一 实验目的

1．了解絮凝沉淀特点和规律；

2．掌握絮凝沉淀实验方法和实验数据整理方法；

3．借助实验室的沉淀分析来确定沉淀池必要的设计参数和运行参数的实验方法。 二 实验装置和仪器

量筒100ml ， 烧杯 500ml ， 称量瓶， 分析天平， 抽滤瓶 烘箱， 定时钟， 循环水真空泵， 布氏漏斗，

三 实验相关知识点

悬浮物浓度不太高，一般在600~700mg/L 以下的絮凝颗粒，在沉降过程中颗粒之间相互碰撞而产生絮凝作用的沉淀称为絮凝沉淀。在给水过程中的混凝沉淀、污水处理中，初沉池内的悬浮物沉淀均属此类。

絮凝沉淀过程中由于颗粒相互碰撞，使颗粒粒径和质量凝聚变大，从而沉降速度不断加大，因此，颗粒沉降实际是一个变速沉降过程。在实验中所说的絮凝沉淀颗粒的沉速是该颗粒的平均沉淀速度。絮凝颗粒在平流沉淀池中的沉淀轨迹是一条曲线，不同于自由沉淀的直线运动。在沉淀池内颗粒去除率不仅与颗粒沉速有关，而且与沉淀有效水深有关。因此在沉淀柱内，不仅要考虑器壁对悬浮颗粒沉淀的影响，还要考虑沉淀柱高对沉淀效率的影响。

实验装置如图4-1。每根沉淀柱在高度方向每隔500~600mm 开设一取样口，柱上部设溢流孔。将悬浮物浓度及水温已知的水样注入沉淀柱，搅拌均匀后开始计时，每隔20min 、40min 、60min 、……分别在每个取样口同时取样50~100mL ，测定其悬浮物浓度并利用下式计算各水样的去除率。

%100c 0

0⨯-=

c c E i

以取样口高度为纵坐标，以取样时间为横坐标，将同一沉淀时间与不同高度的去除率标注在坐标内，将去除率相对的各点连成去除曲线，绘制絮凝沉淀等去除率曲线。

静沉中絮凝沉淀颗粒去除率的计算基本思路和自由沉淀一致，但方法有所不同。自由沉淀采用累积曲线计算法，而絮凝沉淀采用的是纵深分析法，根据絮凝沉淀等去除率曲线，应用图解法近似求出不同时间、不同高度的颗粒去除率，图解法就是在絮凝沉淀曲线上作中间曲线，计算见图4-2。去除率分为两部分。

①全部被去除的悬浮颗粒（E r ）。即指在指定的停留时间T 及给定的沉淀池有效水深H 0两直线相交点的等去除率线所对应的E 值，它只表示u ≥u 0=H 0/T 的那部分完全可以去除颗粒的去除率。

②部分被去除的悬浮颗粒。悬浮物沉淀时，虽然有些颗粒小，沉速小，不可能从池顶沉到池底，但处在池体的某一高度时，在满足h i /u i =H 0/u 0时就可以被去除（请举例说明！）。这部分颗粒是指沉速u ≥H 0/T 的那些颗粒。这部分的沉淀效率也不相同，其中颗粒大的沉速快。其计算方法、原理和分散颗粒沉淀一样，用图解法，因中间曲线对应的不同去除效率的水深度分别为h 1、h 2、h 3、h i ……，则h i /H 0近似地代表了这部分颗粒中所能沉到池底的比例。这样可将分散颗粒沉淀中的

dp u u s P 00

0⎰

用+-+-+-)()()(341232121E E H h

E E H h E E H h O

O O … 代替。综上所述，总去除率用下式计算（4－1式）：

)()()()(10

23112211-+++++++-+-+-+-+

=n t n t i t t O t t O t t O r E E H h E E H h

E E H h E E H h E E 图4-3举例说明：

在指定高度 1.8m 处，沉淀时间为23分钟的全部去除效率E r =40%。对应的u=1.8m ×60/23=4.7m/h 。部分去除计算：1.28是指在23min 时，去除效率在50％～40％之间对应高度的平均值；7.1指50%～40%之间部分颗粒的去除效率，后几项依次类推。 ()()1.280.70.40.15

%4050406050(7060)(8090)407.1 3.9 2.20.854%1.8 1.8 1.8 1.8

E =+

-+-+-+

-=++++=

图4-3等效率去除曲线 图4-4 各取样点去除效率

四 实验步骤

1．按500-700mg/l 的浓度配制实验水样，或取用城市污水加入6中。开启搅拌器7，搅拌均

匀后取原水样测定其悬浮物浓度SS （每次取300ml ，平行做三次）

2．启动4，打开旋塞3，依次向1~4号柱进水，水样注入到溢流口阀门处时（4个柱子水样液面高度必须保证相同），关闭旋塞5同时记录沉淀时间。每根沉淀柱选定一个沉淀时间，建议取20min ，40min ，70min ，110min （但需要视实际沉淀情况而定）。

3．当到达各柱的沉淀时间时，在每根柱子上，自上而下依次同时取样（4个取样口），分别测定水样悬浮物浓度SS （每个口取样量400ml ，测定其SS ，平行测定三次）

4．从溢流口位置至下准确测量沉淀柱4个取样口距离h 1，h 2，h 3，h 4。实验原始数据记入表4-1，SS 的去除效率计算结果记入表4-2。

表4-1 絮凝沉淀实验数据记录表

实验日期：水样性质来源：沉淀柱直径D=

表4-2 各取样点悬浮物去除率E值计算表

取样点沉淀水深是指：设溢流口处为0.0m位置，向下方量取的其它4个取样口的距离。

五实验结果整理

1．将表4-1的实验数据整理，计算各取样点的去除效率E，填入表4-2中。

2．以沉淀时间t为横坐标，以深度为纵坐标，将各取样点的去除率E标注在坐标图纸上，见图4-3。3．在上述基础上，用内插法绘出等效率曲线（坐标纸绘制）。E最好是以5%或10%为间距，例如：25%、35%、45%、55%、65%或20%、30%、40%、50% 、60%、70%。

4．自定某一有效水深H，过H做x轴的平行线，与各去除率线相交，再根据4-1式计算不同沉淀时间（自行选定4个）的总去除效率。（实验报告要求计算过程详细！绘图完整清晰！结果明确！）5．通过实验，说明结果如何用到实际当中？

六注意事项

1．向沉淀柱注水速度不能太快，要避免矾花搅动影响测定结果的正确性。也不能太慢，以免实验开始前发生沉淀。

2．由于同时从每个柱的4个口取样，人员分工，烧杯、滤纸编号（如何编？）等准备工作要做好。