成层沉降实验是一种在污水处理、环境工程及土木工程等领域中常用的实验方法，主要用于研究固体颗粒在液体中的成层沉淀过程及其规律。以下是对成层沉降实验的详细介绍：
一、实验目的
理解成层沉淀原理：通过实验加深对成层沉淀的基本概念、特点及沉淀规律的理解。
获取设计参数：通过实验确定某种污水曝气池混合液的静沉曲线，为设计澄清浓缩池等处理设施提供必要的设计参数。
提升分析能力：掌握固体通量曲线的绘制方法和了解固体通量的分析方法，提高实验数据分析与处理能力。
二、实验原理
在污水生物处理的二沉池、污泥处理的重力浓缩池等场合，悬浮固体浓度较高时，固体颗粒彼此互相干扰，沉速大的颗粒会相对不变地位置，共同下沉，并出现一个清晰的泥-水界面。此界面逐渐向下移动，其下沉速度即为颗粒的下沉速度，这种类型的沉淀称为成层沉淀（又称拥挤沉淀或区域沉淀）。
三、实验装置与设备
成层沉降实验装置通常包括沉淀柱、调速电机搅拌器、调速器、取样口、PVC配水箱、水泵、电控箱、连接管道和球阀、不锈钢台架等部件。具体设备参数可能因实验需求而异，但一般需满足以下基本要求：
沉淀柱：有机玻璃材质，尺寸如Φ100×1400mm，内设不锈钢搅拌器，带刻度标尺，用于观察泥-水界面的变化。
调速电机搅拌器：用于模拟实际沉淀过程中的水流状态，减少壁效应对实验结果的影响。
配水箱和水泵：用于向沉淀柱中注入待测混合液。
取样口：设置于沉淀柱的不同高度，用于分层取样，分析不同层次的沉淀效果。
四、实验步骤
准备混合液：从曝气池出口取出混合液，经过重力浓缩后用二次沉淀池出水配成一定浓度的混合液。
注入混合液：将配制好的混合液缓慢注入沉淀柱中，避免产生气泡影响实验结果。
启动搅拌器：待混合液上升至一定高度后，启动搅拌器使混合液保持均匀状态。
观察记录：观察泥-水界面的形成和下沉过程，定期记录界面高度与时间的关系。
分层取样：在沉淀过程的不同阶段进行分层取样，分析不同层次的固体颗粒浓度和性质。
数据处理：根据实验数据绘制固体通量曲线和泥-水界面下沉速度曲线，分析成层沉淀的规律和特点。
五、注意事项
混合液取回后应尽快进行实验：以防污泥沉淀性能改变或上浮。
污泥注入速度不宜过快：以免实验开始时产生严重紊动影响实验结果。
避免空气泡进入沉淀柱：空气泡会影响泥-水界面的清晰度和下沉速度。
实验过程中保持设备清洁：避免杂质对实验结果的影响。
六、实验意义
成层沉降实验对于环境工程和土木工程领域具有重要意义。通过实验可以深入了解固体颗粒在液体中的成层沉淀过程及其规律，为污水处理设施的设计和运行提供科学依据。同时，实验过程中还可以培养学生的动手能力和分析问题的能力，提高他们的专业素养和实践能力。