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1、实验一 颗粒粒自由沉沉淀实验验一、实验验目的 1加加深对自自由沉淀淀特点、基本概概念及沉沉淀规律律的理解解。2掌握握颗粒自自由沉淀淀实验的的方法，并并能对实实验数据据进行分分析、整整理、计计算和绘绘制颗粒粒自由沉沉淀曲线线。二、实验验原理颗粒的自自由沉淀淀是指在在沉淀的的过程中中，颗粒粒之间不不互相干干扰、碰碰撞、呈呈单颗粒粒状态，各各自独立立完成的的沉淀过过程。自自由沉淀淀有两个个含义：（1）颗颗粒沉淀淀过程中中不受器器壁干扰扰影响；（2）颗颗粒沉降降时，不不受其它它颗粒的的影响。当颗粒与与器壁的的距离大大于500d（dd为颗粒粒的直径径）时就就不受器器壁的干干扰。当当污泥浓浓度小于于500
2、00mgg/l时时就可假假设颗粒粒之间不不会产生生干扰。颗粒在沉沉砂池中中的沉淀淀以及低低浓度污污水在初初沉池中中的沉降降过程均均是自由由沉淀，自自由沉淀淀过程可可以由SStokkes（斯斯笃克斯斯）公式式进行描描述。 但是由由于水中中颗粒的的复杂性性，颗粒粒粒径、颗粒比比重很难难或无法法准确地地测定，因因而沉淀淀效果、特性无无法通过过公式求求得而是是通过静静沉实验验确定。取一定直直径、一一定高度度的沉淀淀柱，在在沉淀柱柱中下部部设有取取样口，如如图1.1所示，将将已知悬悬浮物浓浓度为CC0的水样样注入沉沉淀柱，取取样口上上水深为为h0，在搅搅拌均匀匀后开始始沉淀实实验，并并开始计计时，经经沉
3、淀时时间t11,t2,ti从从取样口口取一定定体积水水样，分分别记下下取样口口高度，分分析各水水样的悬悬浮物浓浓度C1、C2Ci,从从而通过过公式C00Ci/CC01000%式中：颗粒粒被去掉掉百分率率；C0原原水悬浮浮物的浓浓度（mmg/ll）Citti时刻刻悬浮物物质量浓浓度（mmg/ll）同时计算算：pCii/C001000%式中：pp悬浮颗颗粒剩余余百分率率；C0原原水悬浮浮物的浓浓度（mmg/ll）Citti时刻刻悬浮物物质量浓浓度（mmg/ll）图111 自自由沉淀淀示意图图通过下式式计算沉沉淀速率率u=h0010/ti60式中：uu沉淀速速率（mmm/ss）；h0取取样口高高度（
4、ccm）ti沉沉淀时间间（miin）通过以上上方法进进行实验验要注意意以下几几点：（1）每每从管中中取一次次水样，管管中水面面就要下下降一定定高度，所所以，在在求沉淀淀速度时时要按实实际的取取样口上上水深来来计算，为为了尽量量减小由由此产生生的误差差，使数数据可靠靠应尽量量选用较较大断面面面积的的沉淀柱柱。（2）实实际上，在在经过时时间tii后，取取样口上上h高水水深内颗颗粒沉到到取样口口下，应应由两个个部分组组成，即即：uu0h/ti的的这部分分颗粒，经经时间tti后将将全部被被去除。除此之之外，uuu0h/ti的的这一部部分颗粒粒也会有有一部分分颗粒经经时间tti后沉沉淀到取取样口以以下，
5、这这是因为为，沉速速usu0的这部分分颗粒并并不都在在水面，而而是均匀匀地分布布在整个个沉淀柱柱的高度度内，因因此，只只要在水水面下，它它们下沉沉至池底底所用的的时间能能少于或或等于具具有沉速速u0的颗粒粒由水面面降至池池底所用用的时间间ti，那么么这部分分颗粒也也能从水水中被除除去，。但是以以上实验验方法并并未包括括这一部部分，所所以存在在一定的的误差。（3）从从取样口口取出水水样测得得的悬浮浮固体浓浓度C11、C2Ci等等，只表表示取样样口断面面处原水水经沉淀淀时间tt1,t2,ti后后的悬浮浮固体浓浓度，而而不代表表整个hh水深中中经相应应沉淀时时间后的的悬浮固固体浓度度。三、实验验设备
6、及及仪器1沉淀淀装置（沉沉淀柱、贮水箱箱、水泵泵空压机机）2计时时用秒表表3 分分析天平平（万分分之一，一一台）4 恒恒温烘箱箱5 具具塞称量量瓶6 量量筒（1100mml 10个个）7 定定量滤纸纸8 干干燥器9 漏漏斗（110个）10漏漏斗架（22个）11水水样（自自行配制制）四、实验验操作及及步骤1将实实验水样样倒入沉淀淀柱，并并用空压压机向沉沉淀柱中中压缩空空气将水水样搅拌拌均匀。2用量量筒取样样1000ml,测量原原水悬浮浮物浓度度并记为为C0.3开动动秒表开开始计时时，当时时间为11minn,5mmin,10mmin,15mmin,20mmin,40mmin,60mmin,1200
7、minn时，在在取样口口取出1100mml水样样，在每每次取样样后读出出取样口口上水面面高h.4. 测测出每次次水样的的悬浮物物浓度（测测定方法法见悬浮浮物分析析方法）5 记记录实验验原始数数据，将将数据填填入表111中中。表1-11颗粒自自由沉淀淀实验记记录 日期： 水样：静沉时间间(miin)滤纸编号号称量瓶号号称量瓶+滤纸重重(g)取样体积积(mLL)瓶纸+SSS重(g)水样SSS重(gg)C0(mg/L)沉淀高度度H(ccm)0151015204060120注：也可可采用浊浊度仪测测定悬浮浮物浓度度五、注意意事项 1向沉淀淀柱内进进水时，速速度要适适中，既既要较快快完成进进水，以以防进
8、水水中一些些较重颗颗粒沉淀淀，又要要防止速速度过快快造成柱柱内水体体紊动，影影响静沉沉实验效效果。 2取样前前，一定定要记录录管中水水面至取取样口距距离h0（以ccm计）。六、实验验数据及及结果整整理1 计算悬浮浮物去除除率、剩剩余率、沉淀速速率，将将数据填填入表112中中。静沉时间间/miin悬浮物去去除率悬浮物剩剩余率沉淀速率率1510152040601202. 分分别以uu及t为为横坐标标，绘制制t，u，Pu关系系曲线。七、思考考题 1自自由沉淀淀中颗粒粒沉速与与絮凝沉沉淀中颗颗粒沉速速有何区区别。 2绘绘制自由由沉淀静静沉曲线线的方法法及意义义。实验二混混凝沉淀淀实验一、实验验目的 1
9、通通过实验验，观察察混凝现现象，加加深对混混凝理论论的理解解。2选择择和确定定最佳混混凝工艺艺条件。3了解解影响混混凝条件件的相关关因素。二、实验验原理天然水中中存在大大量胶体体颗粒，是是使水产产生浑浊浊的一个个重要原原因，胶胶体颗粒粒靠自然然沉淀是是不能除除去的。水中的的胶体颗颗粒，主主要是带带负电的的粘土颗颗粒。胶胶粒间的的静电斥斥力，胶胶粒的布布朗运动动及胶粒粒表面的的水化作作用，使使得胶粘粘具有分分散稳定定性，三三者中以以静电斥斥力影响响最大。向水中中投加混混凝剂能能提供大大量的正正离子，压压缩胶团团的扩散散层，使使电位降降低，静静电斥力力减小。此时，布布朗运动动由稳定定因素转转变为不
10、不稳定因因素，也也有利于于胶粒的的吸附凝凝聚。水水化膜中中的水分分子与胶胶粒有固固定联系系，具有有弹性和和较高的的粘度，把把这些水水分子排排挤出去去需要克克服特殊殊的阻力力，阻碍碍胶粒直直接接触触。有些些水化膜膜的存在在决定于于双电层层状态，投投加混凝凝剂降低低电位。有可能能使水化化作用减减弱。混混凝剂水水解后形形成的高高分子物物质或直直接加入入水中的的高分子子物质一一般具有有链状结结构在胶胶粒与胶胶粒间起起吸附架架桥作用用，即使使电位没没有降低低或降低低不多，胶胶粒不能能相互接接触，通通过高分分子链状状物吸附附胶粒，也也能形成成絮凝体体。消除或降降低胶体体颗粒稳稳定因素素的过程程叫做脱脱稳。
11、脱脱稳后的的胶粒，在在一定的的水力条条件下，才才能形成成较大的的絮凝体体，俗称称矾花。直径较较大且较较密实的的矾花容容易下沉沉。自投投加混凝凝剂直至至形成较较大矾花花的过程程叫混凝凝。混凝凝离不开开投混凝凝剂。混凝过程程最关键键的是确确定最佳佳混凝工工艺条件件，例如如，有机机混凝剂剂、无机机混凝剂剂、人工工合成混混凝剂，天天然高分分子混凝凝剂等，所所以，混混凝条件件很难确确定：要要选定某某种混凝凝剂的投投加量，还还需考虑虑pH的的影响，如如果pHH值过低低(小于于4)，则则混凝剂剂水解受受到限制制，其化化合物中中很少有有高分子子物质存存在，絮絮凝作用用较差。如果ppH值过过高(大大于910)，
12、它们们就会出出现溶解解现象，生生成带负负电荷的的络合离离子，也也不能极极好发挥挥絮凝作作用。另外，加加了混凝凝剂的胶胶体颗粒粒，在逐逐步形成成大的絮絮凝体过过程中，会会受到一一些外界界因素影影响，如如水流速速度、ppH值及及沉淀时时间等等等，所以以，相关关因素也也需要加加以考虑虑。三、实验验设备及及仪器1 六联搅拌拌机1台，如如图2 GDS3型光电电式浑浊浊度仪 1台 3PHSS2型酸度度计 11台4烧杯杯（10000mmL、5500mmL、2000mL 各6个个）5烧杯杯（5000mLL 3个个）6移液液管（llmL、2mLL、5mLL、10mmL各44支） 7注射器器（500mL22支）8
13、温度度计1个四、实验验用试剂剂1硫酸酸铝 100g/ll 2三氯氯化铁 10gg/l3盐酸酸 110%4氢氧氧化钠 10%5聚丙丙稀酰胺胺 1mml/ll五、实验验操作步步骤1、混凝凝剂的确确定在硫酸铝铝、三氯氯化铁、聚丙烯烯酰胺三三种混凝凝剂中，确确定一种种最佳混混凝效果果的混凝凝剂（1）测测定原水水特征，即即策测定定原水的的浊度、温度、pH值值。记录录在表221中中。（2）用用三个5500mml的烧烧杯，分分别取2200mml原水水，并装装有水样样的烧杯杯置于混混凝仪上上。（3）分分别向三三个烧杯杯中加入入氯化铁铁、硫酸酸铝、聚聚丙烯酰酰胺，并并每次加加1.00ml，同同时进行行搅拌（中中速1550r/minn，5mmin）,直到其其中一个个试样出出现矾花花，这时时记录下下每个试试样中混混凝剂的的投加量量，并记记录在表表211中。（4）停停止搅拌拌，静止止10mmin。（5）用用50mml注射射针筒抽抽取上清清液，用用浊度仪仪测出三三个水样样的浊度度，记录录在表221中中。（6）根根据测得得的浊度度确定最最佳混凝凝剂。2、确定定混凝剂剂的最佳佳投量（1）用用6支110000ml烧烧杯，分分别取8800mml原水水
