自由沉降試驗(yàn)及其沉降曲線問題解析.doc

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1、1：自由沉降試驗(yàn)及其沉降曲線自由沉降適用于懸浮固體濃度較低，且為非絮凝性或弱絮凝性的水質(zhì)狀況。試驗(yàn)是在設(shè)有一個(gè)取樣口的透明沉降柱中進(jìn)行的。柱的內(nèi)徑為100mm，有效高度為1.5～2.0m。取樣口可設(shè)在工作水深為H的低部，也可設(shè)在H/2的中部，二者分別稱為底部取樣和中部取樣。目前趨向于采用中點(diǎn)取樣法，這是因?yàn)椋弘S著沉降時(shí)間的延長，沉降柱內(nèi)的懸浮固體濃度勢必形成上稀下濃的線形不均勻分布態(tài)勢，而我們要測定的是沉降柱內(nèi)整個(gè)水層的殘留SS濃度，用H/2處的SS濃度代表柱內(nèi)的SS平均濃度，能減小采用底部取樣帶來的沉降效率的負(fù)偏差

2、?！　〕两翟囼?yàn)及沉降曲線繪制的方法　　（1）將水樣在試驗(yàn)裝置內(nèi)循環(huán)攪拌均勻后，從取樣口取兩份100mL水樣，用重量法測定初始SS濃度C0；　?。?）將柱內(nèi)水位迅速調(diào)整至溢流口處，開始記時(shí)；　?。?）當(dāng)累計(jì)沉降歷時(shí)為t1、t2、t3…tn(常取5、10、30、60、90和120min)時(shí)，各取100mL水樣兩份，用來測定對應(yīng)沉降時(shí)間的殘留SS濃度C1、C2、C3…Cn，同時(shí)記錄各次取樣后的水面累計(jì)下降高度Δh1、Δh2、Δh3…Δhn-1；　?。?）列表計(jì)算與各沉降時(shí)間對應(yīng)的沉降效率E；　?。?）在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算紙上繪制E-

3、t和E-u沉降曲線。　　目前常用的沉降試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法有兩種：一種是常規(guī)計(jì)算法，另一種是Camp圖解積分法。前者計(jì)算簡單，但誤差較大，得到的E-t和E-u曲線；后者比較復(fù)雜，但結(jié)果精確，得到的是ET-t和ET-u曲線。　?。ㄒ唬┏Ｒ?guī)計(jì)算法　?。?）由沉降時(shí)間t(h)和對應(yīng)的工作水深H（m）,按公式u=H/t計(jì)算　　沉降速度u(m/h)式中的工作水深H是指由水面到柱底零斷面的實(shí)際高度，而與取樣口位置無關(guān)。　　工作水深隨沉降歷時(shí)的變化情況如圖3-5。由圖可見，在[t0,tn]區(qū)間內(nèi)，H隨t呈跳躍式的不連續(xù)變化。如忽略[t

4、0,ti]范圍內(nèi)所經(jīng)歷的各次水深變化，則工作水深可按下式近似計(jì)算。2:自由沉淀中顆粒沉速受顆粒大小的影響,特別是小顆粒在布朗運(yùn)動作用下不沉淀。絮凝沉淀完全克服了布朗運(yùn)動的影響；因?yàn)樾跄齽┬纬傻牡\花越大，顆粒密度與溶液密度的差越大，沉降越快。自由沉淀的顆粒，彼此互不干擾，也不受容器壁的干擾，只受顆粒在水中的重力作用。絮凝沉淀的顆粒，其尺寸、沉速都會逐漸增大自由沉降是物理過程,是針對水中較大顆粒物;而混凝沉降是借助混凝劑.助凝劑,通過脫穩(wěn).電中和,橋聯(lián),網(wǎng)捕卷掃作用,是不易沉淀的細(xì)小懸浮物和膠體相互凝結(jié)長大,然后自由沉降

5、,是一個(gè)化學(xué)物理過程.水處理中沒有純粹的自由沉淀，也沒有純粹的絮凝沉淀。象初沉池和終沉池中，兩種沉淀作用都有。只不過為了達(dá)到好的沉淀效果和節(jié)省占地面積，一般會采取一些措施增強(qiáng)絮凝沉淀作用：如設(shè)計(jì)合理的沉淀池中心桶中可發(fā)生絮凝作用。至于化學(xué)混凝和絮凝則另當(dāng)別論。在自由沉降中,由于懸浮物固體濃度低,而且顆粒之間不發(fā)生凝聚,因此在沉降過程中顆粒的形狀.粒徑和密度都保持不變,互不干擾的各自獨(dú)立完成勻速沉降過程.固體顆粒在沉砂池及初次沉淀池內(nèi)的初期沉降就屬于自由沉降.絮凝沉淀,顆粒在沉淀過程中接觸碰撞勢能相互凝聚為較大的絮體,

6、顆粒粒徑和沉降速度隨沉降時(shí)間的延續(xù)而增大.投入的藥量應(yīng)根據(jù)膠體濃度及無機(jī)金屬鹽水解產(chǎn)物的分子形態(tài)、荷電性質(zhì)和荷電量等確定。當(dāng)高分子混凝劑投藥量最大時(shí)，會產(chǎn)生“膠體保護(hù)”作用。膠體保護(hù)可理解為：當(dāng)全部膠粒的吸附面均被高分子覆蓋以后，兩膠粒接近時(shí)，就受到高分子的阻礙而不能聚集，這種阻礙來源于高分子之間的相互排斥。排斥力可能來源于“膠粒－膠?！敝g高分子受到壓縮變形而具有排斥勢能，也可能由于高分子之間的電斥力（對帶電高分子而言）或水化膜。而且投藥量大也容易出現(xiàn)產(chǎn)生大量含水率很高的污泥的問題。這種污泥難于脫水，會給污泥處置帶

7、來很大困難。所以投藥量最大時(shí)，混凝效果不一定是好的，應(yīng)該根據(jù)具體廢水的性質(zhì)以及共存雜質(zhì)的種類和濃度，通過實(shí)驗(yàn)，選定出適當(dāng)?shù)幕炷齽┓N類與投加的劑量?；炷恋頃r(shí)，投入過多的藥劑時(shí)藥劑本身也對水體造成污染（增大COD含量等等），而且浪費(fèi)藥劑，增加成本。所以混凝沉淀時(shí)一定要先做好實(shí)驗(yàn)室小試才能投入運(yùn)營。