不添加聚丙烯酰胺的自由沉降是什么样？

在许多工业应用有水处理工艺中经常需要添加聚丙烯酰胺来加速帮助或加速沉降，那如果在工业上不添加PAM产品，让其自由沉降会是什么样呢？

51PAM对此作了一个沉降过程分析，假设一个表面光滑的球形颗粒置于静止的流体介质中，若颗粒的密度大于流体的密度，颗粒将在流体中加速下沉。此时，颗粒受到重力Ｆg、Ｆb与阻力Ｆd３个力的作用，如下图中所示：

沉降过程分析

如不添加聚丙烯酰胺类产品，对于一定的颗粒和流体，重力和浮力都是恒定的，由于重力大于浮力，因此固体颗粒加速下沉，流体对颗粒的磨擦阻力随着颗粒沉降速度的不断增加而增加。当这３个力达到平衡即３个力的代数和为零时，颗粒开始匀速沉降运动。所以颗粒的沉降过程分为加速和等速两个阶段。由于阻力随速度增长很快，可在短斩时间内就和重力、浮力达到平衡，所以加速觉降阶段很短，往往可以忽略不计。等速阶段中，颗粒相对于流体的运动速度Ｕt，称为“沉降速度”。沉降速度关系式可由重力、浮力和阻力的平稳式推出。

沉降速度关系式

那么自由沉降，是指任一颗粒的沉降不受流体中其它颗粒的干扰，它发生在流体中颗粒稀疏的情况下。否则颗粒之间便会发生相互影响，使沉隆速度低于自由沉降速度，这时的沉降称为干扰沉降，目前工业生产中为了达到更快更好的沉降效果，一般都需要添加无机絮凝剂或有机絮凝剂，比较代表性的产品是聚合氯化铝与聚丙烯酰胺，在应用中无机类能达到目的，一般不用后者，主出于成本出发。

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