关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 自由沉淀实验

自由沉淀实验.doc

自由沉淀实验

陈飞管
2019-02-11 0人钱柜777手机版登陆 0 0 0 暂无简介 举报

简介:本文档为《自由沉淀实验doc》,可适用于工程科技领域

实验一 颗粒自由沉淀实验一、实验目的加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解。掌握颗粒自由沉淀的实验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、实验原理沉淀是水污染控制中用以去除水中杂质的常用方法。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度沉淀通常可以分成四种不同的类型:自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩沉淀。浓度较稀的、粒状颗粒的沉降称为自由沉淀其特点是在静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉其沉淀在层流区符合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该足够大一般应使D≥mm以免沉淀颗粒受柱壁的干扰。自由沉淀所反映的一般是沙砾、河流等的沉淀特点。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、颗粒质量分数的关系如下:()式中 E总沉淀效率P沉速小于ui的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数P沉速大于或等于ui的颗粒去除百分数ui某一指定颗粒的最小沉降速度u小于最小沉降速度ui的颗粒沉速。公式推导如下:设在水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验。实验开始沉淀时间为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C(mgL)此时去除率E=。实验开始后不同沉淀时间ti颗粒最小沉淀速度ui相应为ui=           ()ui此即为ti时间内从水面下沉到取样点的最小颗粒di所具有图-自由沉淀实验示意的沉速。此时取样点处水样悬浮物浓度为Ci未被去除之颗粒即示意d<di的颗粒所占的百分比为Pi=            ()因此被去除的颗粒(粒径d≥di)所占比例为E=-Pi           ()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u<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u<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。因此只要在水面下他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去除。沉速u<ui的那一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,并求出可颗粒在时间ti内能沉到池底的颗粒占本颗粒粒径的百分比,则二者乘积即为此中颗粒粒径在全部颗粒中的去除率。如此分别求出u<ui的那些颗粒的去除率并相加后即可得出这部分颗粒的去除率。为了推求其计算式我们绘制P~u关系曲线其横坐标为颗粒沉速u纵坐标为未被去除颗粒的百分比P如图所示。由图中可见ΔP=PP=-=  ()故ΔP是当选择的颗粒沉速由u降至u时整个水中所能多去除的那部分颗粒的去除率也就是所选择的要去除的颗粒粒径由d减到d时水中所能多去除的即粒径在d~d间的那部分颗粒所占的百分比。因此当ΔP间隔无限小时则dP代表了直径为小于di的某一粒径d的颗粒占全部颗粒的百分比。这些颗粒能沉至池底的条件应是在水中某图- P~u关系曲线     点沉至池底所用的时间必须等于或小于具有沉速为ui的颗粒由水面沉至池底所用的时间即应满足≤  即  x≤       ()由于颗粒均匀分布又为等速沉淀故沉速ux<ui的颗粒只有在x水深以内才能沉到池底因此能沉到池底的这部分颗粒占这种颗粒的百分比为如图所示而=           ()此即为同一粒径颗粒的去除率。取u=ui且为设计选用的颗粒沉速us=ux则有=          ()由上述分析可见dPs反映了具有沉速us的颗粒占全部颗粒的百分比而则反映了在设计沉速为u的前提下具有沉速us(<u)的颗粒去除量占本颗粒总量的百分比。故  dP正是反映了在设计沉速为u时具有沉速为us(<u)的颗粒所能去除的部分占全部颗粒的比率。利用积分求解这部分us<u的颗粒的去除率则为。   故颗粒的去除率为:E=(P)         ()工程中常用下式计算:E=(P)         ()三、实验仪器与装置自由沉淀装置(沉淀柱储水箱水泵空压机)如图-计时用秒表或手表ml量筒、移液管、玻璃棒、瓷盘等悬浮物定量分析所需设备:电子天平、带盖称量瓶、干燥皿、烘箱、抽滤装置、定量滤纸等水样可用煤气洗涤污水、轧钢污水、天然河水或人工配制水样。图-颗粒自由沉淀实验装置四、实验步骤了解管道连接情况检查是否符合实验要求。启动水泵水力搅拌min使水槽内水质均匀。打开进水阀让水平稳的从沉淀筒底进入沉淀柱中直至cm高度停泵沉淀实验开始。开动秒表开始计时此时t=当时间为、、、、、、min时由同一取样口取样ml并记录沉淀柱内取样口到液面高度。测定各水样悬浮物含量。将所取水样过滤(滤膜预先放入称量瓶内与称量瓶一起烘干至恒重并称量)。过滤完毕后用镊子取出滤膜放入称量瓶中移入烘箱中于~℃下烘干一小时后移入干燥器中使冷却到室温称其重量。反复烘干、冷却、称量直至两次称量的重量差≤mg为止。计算悬浮物浓度。记录实验原始数据填入表-中。表-颗粒自由沉淀实验记录静沉时间min滤纸编号滤膜+称量瓶质量g取样体积ml纸+SS+称量瓶质量g水样SS质量gSS浓度(mgL)沉淀高度Hcm                                                        五、实验结果整理实验基本参数整理实验日期:              水样性质及来源:配制的石灰水沉淀柱直径(m):            沉淀柱高:水温(℃):               原水样悬浮颗粒浓度C(mgL)实验数据整理表-实验原始数据整理表沉淀高度cm       沉淀时间min水样SS(mgL)       原水SS(mgL) 未被移除颗粒百分比Pi       颗粒沉速ui(mms)               表中不同沉淀时间ti时沉淀管内未被移除的悬浮物的百分比及颗粒沉速分别按下式计算未被移除悬浮物的百分比Pi=×式中:C原水中SS浓度值mgLCi某沉淀时间后水样中SS浓度值mgL相应颗粒沉速:ui=(mms)以颗粒沉速u为横坐标以P为纵坐标在普通格纸上绘制u~P关系曲线。图- P~u关系曲线利用图解法列表计算不同沉速时悬浮物的去除率。表- 悬浮物去除率E的计算序号沉淀时间tminuo(mms)P(%)P()ΔP()Σus·ΔP()E=(P)                                                          根据上述计算结果以E为纵坐标分别以u及t为横坐标绘制E~uE~t关系曲线。六、注意事项()向沉淀柱内进水时速度要适中。既要较快完成进水以防进水中一些较重颗粒沉淀又要防止速度过快造成柱内水体紊动影响静沉实验效果。()取样前一定要记录沉淀柱水面至取样口的距离H(cm)。()取样时先排除管中积水而后取样排空约~mL积液。()测定悬浮物时因颗粒较重从烧杯取样要边搅边吸以保证水样均匀。贴于移液管壁上细小的颗粒一定要用蒸馏水洗净。

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续钱柜777手机版登陆或者下载,敬请购买!

评分:

/11

意见
反馈

立即扫码关注

爱问共享资料微信公众号

返回
顶部

举报
资料

博聚网