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第三章C D和雷诺数的关系(球形颗粒)第三章22第三章三、理想沉淀池(1) 颗粒为自由沉淀。
(2) 水流水平流动，过水断面上各点流速相等v 。
(3) 颗粒到底就被去除。
u 0截留速度1. 理想沉淀池工作模型假设L出水区(/)(/4002230012+-+=p u th p p u t h p •计算颗粒去除率（在t 0时刻）：第3节絮凝沉淀第三章38第三章二、拥挤沉降过程曲线交界面等速下降临界沉降点（B,C 区消失）c-d 段污泥压实过程压实高度a-c 段：悬浮物浓度为C 第4节拥挤（分层）沉淀2.不同初始浓度界面下沉速率的计算41第三章涵义：高度为H t 、均匀浓度为C t 的沉淀管中所含悬浮物量和原高度为H 0、均匀浓度为C 0的沉淀管中所含悬浮物量相等。
两沉淀曲线在C t 点前不一致，之后重合。
沉降过程的相似关系3.水深对界面下沉速率的影响(sedimentation tank)一、沉淀池分类二、平流式沉淀池三、竖流式沉淀池四、幅流式沉淀池第5节沉淀池48第三章理想沉淀池工作状况出水区第三章进水区示意图穿孔墙示意图第三章Fr ＝v 2/Rg ，宜大于10-5。
R采用导流墙对平流式沉淀池进行纵向分格第5节沉淀池沉淀区尺寸●高度与前后构筑物的布置有关，一般●长度L 决定于水平流速v –给水：v = 10~25 mm/s –污水：v 一般不大于5 mm/s●L/B>4, L/h>10, 每格宽度大于15m 。
第5节53第三章三角堰（对出水影响不大）出水口示意图54第三章堰出水示意图第三章57第三章58第三章链带刮泥机示意图59第三章刮板式刮泥机示意图第三章刮板式刮泥机第5节沉淀池61第三章第5节沉淀池62第三章第5节沉淀池69第三章竖流式沉淀池反射板示意图A=Q/v设（注意A的算法）→有效水深h＝v设T 设第5节沉淀池74第三章适用于大水量，但占地大，机械维修，配水条件差。
中央进水幅流式沉淀池示意图中央进水幅流式沉淀池第三章幅流式沉淀池刮泥板第5节沉淀池第三章幅流式沉淀池刮泥板第三章幅流式初次沉淀池79第三章出水堰示意图第5节沉淀池计算：由q 设→A ＝Q /q 设h ＝u 设T 设(u 设:1.5~3m/h; T 设:1.5~2.5h)h82第三章(1)周边进水中心出水向心幅流式沉淀池第三章(2)周边进水周边出水向心幅流式沉淀池表面负荷可提高约1倍。
一、本章的教学目的与要求了解沉淀分离法的原理及应用二、授课主要内容§3—1 无机沉淀剂分离法一、氢氧化物沉淀分离法二、硫化物沉淀分离法§3—2 有机沉淀剂分离法一、分析功能团analytical radical二、有机沉淀反应与沉淀剂三、重点、难点及对学生的要求掌握沉淀分离法的原理及使用条件四、主要外语词汇deposition五、辅助教学情况（多媒体课件）六、复习思考题1阐述沉淀剂分类2什么是分析功能团？七、参考教材references参考书：《工业分析》机械工业出版社、重庆大学出版社，1997年，第一版《分析化学》武汉大学、华师大五校合编，2001年，第五版《分离及复杂物质分析》邵令娴编，化学工业出版社，1984年，第一版利用沉淀反应进行分离：举例：①Fe3+，Al3+、Ca2+、Mg2+络合滴定；②Fe3+，Al3+低含量时掩蔽EDTA测Ca2+，Mg2+，如水硬度；③Fe3+，Al3+高含量时先分离自掩蔽后测。
§3—1 无机沉淀剂分离法一、氢氧化物沉淀分离法可生成氢氧化物的离子较多，根据沉淀物的溶度积，可大致算出各种金属离子开始析出沉淀时pH值。
例如：测定Fe3+已知Ksp Fe(OH)3=3.5×10-38当溶液中[Fe3+]=0.01 M开始沉淀的pH值[OH¯]3[Fe3+]≥Ksp = 3.5×10-38[OH¯]≥1.5×10-12；pOH≤11.8；pH ≥2.2；沉淀完全进行时，溶液中[Fe3+]残留10-6 M，已知99.99%的铁Fe3+被测定，此时[OH¯] = 10-10.5，pOH = 10.5，pH = 3.5即测定Fe3+的pH为2.2～3.5根据Ksp可算出金属离子的沉淀pH范围，各种离子沉淀时的pH值不同，有的在较低的pH值时能测定，有的在较高pH值时开始沉淀，因而可控制pH进行分离。
（5）牛顿第二定律： atdu mF = ()4261223d u C g d at du m l D l p πρρρπ--= p d m ρπ36=—颗粒的质量。
颗粒的下沉过程：u 由0→增大, dt du由大→0， F3由0→增大。
当F3增大到F3=F1+F2时。
0=dtduu 不再变化，此时， u 就是我们一般所称的沉速。
（6）速度公式：()42610223d u C g d l D l p πρρρπ--=得 d C g u llp D ⋅-⋅=ρρρ34 式中 CD —阻力系数，与雷诺数Re 有关。
νudR e =v —水的运动粘度，由实验可得CD 与Re 的关系。
当最小粒度最大粒度>6,并且各级粒度所占的百分数又特别悬殊时,不出现 清水区这种现象。
仅分三个区: 变浓度区压实区当最小粒度最大粒度<6时,才分四个区。
A 清水区：在沉淀筒上部出现明显浑液面。
浑液面上部为清水区，浑液面的下沉速度代表了颗粒的平均沉降速度。
B 等浓度区：由于相互干扰下沉，大颗粒沉速变慢，形成共同下沉，区内浓度均匀。
C 变浓度区（过渡区）：是由于底部出现了压实区。
其浓度由等浓度区的浓度C0→压实区顶部的浓度。
1、形成节段：由0→Hc是由三个节段构成 2、不变节段；Hc 不变3、消失节段：由Hc →0临界沉降点：当等浓度区刚消失时，称为临界沉降点。
D 压实区：是由于筒底的支撑作用，颗粒沉到筒底便被截留，颗粒相互支撑，并在重力作用下，逐渐被压实。
其高度HD 由0→H ∞（当t →∞时H D =H ∞） 4、浑液面的沉降过程：（1）ab 段：是上凸的曲线：是颗粒间絮凝的结果。
沉速由0→v0，时间较短。
（2）bc 段：是等速下沉段，浑液面等速下沉，并且下沉速度达到最大。
B 区：浓度为C0，C 区高度HC 不变，并上移。
（3）cd 段，为下凹的曲线，C 点即为临界沉降点，B 区刚刚开始消失，浑液面以下浓度都大于C0。
第三章沉淀
主要内容
第一节蛋白质表面特性
第二节蛋白质沉淀方法
第一节蛋白质表面特性
蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成的荷电区、亲水区和疏水区构成。
蛋白质的水溶液呈胶体性质，在蛋造白质分子周围存在与蛋白质分子紧密或疏松结合的水化层。
是蛋白质形成稳定的胶体溶液、防止蛋白质凝聚沉淀的屏障之一。
蛋白质沉淀的另一屏障是蛋白质分子间的静电排斥作用。
当双电层的电位足够大时，静电排斥作用抵御分子间的相互吸引作用，使蛋白质溶液处于稳定状态。
第二节蛋白质沉淀的方法
盐析沉淀法
等电点沉淀法
有机溶剂沉淀法
非离子型聚合物
聚电解质
多价金属离子
1.盐析法
盐析沉淀法：蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低，发生沉淀的现象。
中性盐：硫酸铵、硫酸钠、柠檬酸钠等
盐析沉淀原理:
由于加入大量的中性盐破坏了蛋白质的水化膜、中和其所带的电荷从而使蛋白质分子聚集而沉淀析出。
蛋白质的盐析行为常用Cohnx经验式表示：
lgS=β-K sμ
式中S为蛋白质的溶解度；μ为离子强度；β为常数，与盐的种类无关，但与温度和pH有关；K s 为盐析常数，与盐的种类有关，但与温度和pH无关。
K s分级盐析法：在一定的pH和温度条件下，改变盐的浓度(即离子强度)达到沉淀的目的。
β分级盐析法：在一定的离子强度条件下，改变溶液的pH和温度达到沉淀的目的。
影响盐析的因素
(1)无机盐种类：离子半径小，带电多，电荷密度高的阴离子，盐析效果好。
(2)pH值：pH影响Cohnx方程中的b值，pH值接近蛋白质pI值时，蛋白
质溶解度最小。
(3)温度：T影响Cohn方程中的b值。
温度升高，b降低；温度降低，b升高。
分段盐析
不同的蛋白质分子，由于其分子表面的极性基团的种类、数目以及排布的不同，其水化层厚度不同，故盐析所需要的盐浓度也不一样，因此调节蛋白质的中盐浓度，可以使不同的蛋白质分别沉淀。
✷常用的盐析剂是硫酸铵，因为它的盐析能力强，在水中的溶解度大，价格便宜，浓度高时也不会引起蛋白质活性丧失。
▪盐析沉淀的蛋白质仍保持天然构象，即仍有活性。
✷蛋白质用盐析方法沉淀分离后，还需要脱盐才能进一步精提纯。
脱盐常用透析法。
透析是将含有小分子杂质的蛋白质溶液装在半透膜（玻璃纸、火绵纸等）制的透析袋里放在缓冲液中进行，可不断更换缓冲液，直至杂质被除去。
2 等电点沉淀
利用蛋白质在pH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法称为等电点沉淀法。
不同的蛋白质有不同的等电点，因此通过调节溶液pH到目的蛋白的等电点，可使之沉淀而与其它蛋白质分开，从而除去大量杂蛋白。
沉淀原理：蛋白质在其等电点时溶解度最低。
3 有机溶剂沉淀法
✷有机溶剂沉淀：向含有目标物质的溶液中加入水溶性的有机溶剂(如丙酮，乙醇等)，而使目标物质发生沉淀的方法。
沉淀原理：
A 有机溶剂能破坏溶质分子的水化层，降低溶质的溶解度；
B 有机溶剂降低水溶液的介电常数，使溶质分子间的静电引力（库仑力）增大，导致溶质的凝集和沉淀。
4 非离子型聚合物
非离子型聚合物：利用一些非离子型的高聚物来沉淀蛋白质的方法。
沉淀原理：可能有降低蛋白质分子表面的水化程度或空间排阻作用
5 聚电解质沉淀法
✷聚电解质沉淀法：利用一些含有重复离子化基团的水溶性聚合物来沉淀蛋白质的方法
沉淀原理：与絮凝类似，在蛋白质间起架桥作用，同时还兼有盐析、降低水化程度和电荷中和等作用。
6 多价金属离子
✷多价金属离子：向蛋白质溶液中加入一些高价金属离子而使蛋白质沉淀下来。
沉淀原理：金属离子可与蛋白质分子上的某些残基发生作用而使蛋白质沉淀。
7 亲和沉淀法
亲和沉淀是利用蛋白质与特定的生物的或合成的分子（免疫配位体、基质、辅酶等）之间高度专一的相互作用而设计出来的一种特殊选择性的分离技术。
沉淀原理不是依据蛋白质溶解度的差异，而是依据“吸附”有特殊蛋白质的聚合物的溶解度的大小。
亲和过程提供了一个从复杂混合物中分离提取单一产品的有效方法。
①初始阶段，将一个目标蛋白质与键合在可溶性载体上的亲合配位体络和形成沉淀；
②所得沉淀物用一种适当的缓冲溶液进行洗涤，洗去可能存在的杂质；
③用一种适当的试剂将目标蛋白质从配位体现中离解出来。
作业
1 简述蛋白质的沉淀方法。
2 什么是盐析，影响盐析的因素有哪些？。
