1 自由沉淀实验报告 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. 掌握颗粒白由沉淀实验的方法，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、实验原理 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，其沉速公层流区符合 Stokes(斯托克斯)公式。但是由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒密度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。 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 D＞100mm，以免颗粒沉淀受柱壁干扰。 具有大小不同颗粒的悬浮物静沉总去除率 E 与截留速度 u o、颗粒质量分数的关系如下： ᵃ = (1 − P0) + ∫ᵆᵆᵆ0ᵅᵅᵄ00 此种计算方法也称为悬浮物去除率的累积曲线计算法。 设在一水深为 H 的沉淀柱内进行自由沉淀实验，如图 2-1 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 C0(mg/L)，此时去除率 E＝0。 2 图2-1 自由沉淀示意 实验开始后，不同沉淀时间ti 颗粒最小沉淀速度ui 相应为 ᵆᵅ = ᵃᵆᵅ 此即为ti 时间内从水面下沉到池底（此处为取样点）的最小颗粒di 所具有的沉速。此时取样点处水样悬浮物浓度为Ci 而 ᵃ0 − ᵃᵅC0= 1 − ᵃᵅᵃ0= 1 − ᵄᵅ ᵄᵅ = ᵃ0 此时去除率 E0，表示具有沉速u≥ui（粒径 d≥di）的颗粒去除率，而 ᵄᵅ = Cᵅᵃ0 则反映了 ti 时，未被去除之颗粒即d＜di 的颗粒所占的百分比。 实际上沉淀时间ti 内，由水中沉至池底的颗粒是由两部分颗粒组成。即沉速u≥ui 的那一部分颗粒能全部沉至池底；除此之外．颗粒沉速u0＜ui 的那一部分颗粒，也有一部分能沉至池底。这是因为，这部分颗粒虽然粒径很小，沉速u0＜ui，但是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ui 的颗粒由水面降至池底所用的时间ti，那么这部分颗粒也能从水中被除去。 沉速u0＜ui 的那部分颗粒虽然有一部分能从水中去除，但其中也是粒径大的沉到池底的多，粒径小的沉到池底的少．各种粒径颗粒去除率并不相同。因此若能分别求出各种粒径的颗粒占全部颗粒的百分比，并求出该粒径...
