利用自由沉降性试验指导地表水预处理工程的调试
袁从明
宁夏电力科技教育工程院
[摘 要] 本文介绍了针对地表水或经过混凝处理的水，采用自由沉降性试验，并根据自由沉降降性试验得出的沉降速率分布曲线，对澄清池或混凝杯罐试验的混凝效果进行评估的一种方法，来指导地表水预处理工艺高效、经济的运行。
[关键词] 沉降性、预处理、絮凝体、速率分布曲线、混凝
Abstract: In this paper ,Wemainly introduce a kind of water testmethod ―free-precipitation test for level water
or coagulated water . According to the precipitation rate distribution curve gained from the test, we can tvaluate the
coagulation effect of clarifier or beaker coagulation test .On the basis of the test, we could direct the economic and
efficient operation for the pretreatment process of level water.
Key word: precipitation, pretreatbent, floccule, rate distribution curve, coagulation.
1 方法概述
无论是地表水中的泥沙，或者是经过混凝处理的水中所形成的絮凝体，其颗粒大小悬殊，各级颗粒的沉降速度亦不同。利用自由沉降性试验测定9、10 月黄河宁夏中宁段水样中泥砂颗粒所具有的沉降速率分布情况，可以获得如图1 所示的沉降速率分布曲线（图中的曲线2）。

这样就可根据地表水预处理工艺中沉淀池或澄清池出水的上升流速评估颗粒体在自然沉淀池或澄清池中的去除率或用以评估混凝杯罐试验的混凝效果。求得沉降速率分布曲线的方法是在为方便试验操作而设计的自由沉降性测定管中将同一水样沉降不同的时间，求出各个不同时间内沉降了的悬浮颗粒占水样中总悬浮颗粒的百分率（P）。在具有同一沉降高度H 的沉降性测定管中测定不同时间t 下，某一集合的颗粒沉降速率为：V=h/t。因为，据参考文献介绍，天然水中的泥沙一般自由沉降速率在0.2~1.2mm/s 之间。而进行自由沉降性试验时只需测定图1 中AB 一段（图中的曲线1）可满足工程上的要求（即：两点法）。如果要增加曲线的精度，可多做几个沉降速率点的试验。

2 试验设计
笔者设计的沉降性测定试验管采用的沉降高度为360mm，沉降时间为300s 和1800s。则沉速分别对应1.2mm/s 和0.2mm/s。沉降性试验所要求的沉降管管径设计为40mm，下端为锥形，锥形下出口内径不小于5mm，并设一阀门，阀门出口用胶管连接一个体积不小于150mL 的分液漏斗。整个装置如图2 所示。

沉降管上有3 个刻度，从出口向上锥形部分50mL 处为刻度3，由刻度1 向下取50mL体积处为刻度2。若改变沉降高度，则只需增加或减少1、3 之间的距离，而1，2 之间的距离不变。由于360mm 的沉降高度比澄清池的实际沉降高度小的多。如果增加沉降高度，在同一沉速下，絮凝体颗粒沉降的百分率（P）将会增加。例如：令沉降高度增加为720mm，沉降时间增加为600s 和3600s。对应的沉降速率仍是1.2mm/s 和0.2mm/s，但颗粒沉降的百分率增加了。即是当沉降高度H 不同时，获得同一沉降颗粒百分率的时间t 亦不同。据参考文献介绍，H 和t 的经验关系遵循下式：

一般情况下n 在0.2 至0.5 之间。发生此种情况的原因是地表水或经过混凝处理的水中悬浮物，在沉降过程中发生颗粒继续凝聚造成的，地表水的n 值小于经过混凝处理的水的n值。如果进行沉降性试验时采用两组不同高度的沉降管平行测定，应用公式1 可求得n 值。
从而可以得到沉降高度与沉降效率的关系式。
3 试验步骤
（1）取样