一、實驗目的
1、觀察自由沉降過程；
2、通過沉降實驗學會繪製e~t關係曲線和e~u關係曲線；
3、能正確運用資料求解總去除率et。
二、實驗原理
在含有離散顆粒的廢水靜置沉澱過程中，若試驗柱內有效水深為h，通過不同的沉澱時間t，可求得不同的顆粒沉澱速度u，u=h/t。如以p0表示沉速u若以有限之和代替積分項中的，則上式可改寫為：
式中可由沉速分布曲線進行**積分來確定。如圖1-1所示。
圖1-1 顆粒沉速分布曲線
三、實驗材料與裝置
1、沉降試驗柱：直徑φ=100mm，工作有效水深h=180cm。
2、過濾裝置：漏斗，燒杯100ml，量筒50ml，玻璃棒，經稀酸洗滌、烘乾的濾紙。
3、懸浮物固體測定裝置：分析天平、坩堝、乾燥器、烘箱等。
4、實驗材料：自製的粘土水樣。
四、實驗步驟
1、將攪拌均勻的水樣裝入沉降柱中，同時從取樣口取兩份50ml的水樣（要準確記錄書樣的體積），用重量法測定初始ss濃度c0，並求出平均值；
2、將柱內水位迅速調整到溢流口出，開始記時；
3、當累計時間為5、10、20、30、45、60、90、120min時，從試驗柱中部取樣口取水2份，每份約50ml（準確記錄體積）。取樣前先排空取樣管中的積水越10ml左右，取樣後測定工作水深hi；
4、將每一沉降時間的水樣作平行試驗，用濾紙（已烘乾稱量過）過濾，並將過濾後的濾紙放入已稱量的坩堝或稱量瓶中，在100℃~110℃烘箱內烘乾4小時，然後取出濾紙放入乾燥器中，冷卻後迅速稱量（以防止濾紙吸水過多引起過大的誤差）。其增量即為水樣中懸浮物的重量；
5、計算不同沉降時間水樣中懸浮物濃度ci，沉澱效率e以及相應的顆粒沉速ui，繪製e~ t、e~u關係曲線。
五、資料記錄與處理
1、 實驗資料記錄見表1-1。
2、根據資料繪製e~t、e~u關係曲線（負荷為20m3/m2.d）。
3、實驗結果分析。
表1-1 沉降實驗記錄表
六、自由沉降例項分析
例：某廢水中懸浮物濃度不高，且均為離散顆粒，在一有效水深h=2.0m的沉降柱內作沉降試驗，其結果見表1-2。
試求此廢水在一負荷為25m3/m2.d的沉降裝置內懸浮物的理論總去除率。
表1-2 靜置沉降試驗結果
解：（1）計算各沉降時間下，水中殘餘顆粒所佔百分數與相應的沉降速度u，結果見表1-3所示。
表1-3 各沉降時間下水中殘餘顆粒所佔百分數及沉降速度
（2）由表1-3資料作出圖1-2所示的沉速分布曲線
（3）計算指定的顆粒沉速：
u0=25m3/m2.d=0.0174（m/min）
（4）由圖1-2查出，當u0=0.0174m/min時，p0=0.54，即有54%的固體顆粒沉速小於u0，其中能被除去的部分佔ss總量的分率σudp/u0用**法求，計算結果見表1-4所示。
表1-4
由公式%計算總沉降效率et：
%=[（1-0.54）+0.0046/0.0174]×100%
=72.4%
（5）根據試驗及計算結果，可將沉澱時間t，沉降效率e，沉降速度u之間的關係繪成圖，如圖1-3、圖1-4所示。
圖1-3 沉澱時間與沉降效率關係曲線
圖1-4 顆粒沉速與沉澱效率關係曲線
七、思考題
1、簡述廢水中懸浮顆粒自由沉降的原理。
2、由原始水深為1.5m的沉降柱中點，得到沉降試驗的結果如下表所示。試確定表面負荷為200m3/m2.d的平流沉澱池對懸浮液中固體顆粒的沉降效率。
3、自由沉澱、絮凝沉澱、擁擠沉澱和壓縮沉澱各有什麼特點？說明它們的內在聯絡與區別。
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