3.2.1 试验现象及密实过程
泥沙在重力作用下逐渐压缩密实，会呈现出一个明显的清浑水交界面。当沉降管灌注完成后，观察浮泥状态的变化，主要包括泥水交界面高度、上层水体的浑浊度、下层淤泥的状态等。图6-2所示为第二批泥沙密实3天后的状况，可见对照泥样即不含微生物的泥沙界面最低，而且上层水体中基本不含泥沙，而菌泥混合液虽然有泥水交界面，但上层水体仍然非常浑浊，而且界面要比对照组的高很多。图6-3为第二批菌泥混合液密实10天后的状况，显示10天后上层水体仍然很浑浊，下层淤泥厚度也大于对照组，因此该批微生物延缓浮泥密实的效果很好。
由于侧重于研究盐度和EPS含量对浮泥密实的影响，因此不同试验只是盐度不同。如图6-4所示，对照组和第一组浮泥的密实过程与盐度变化（盐度介于0 ‰～19‰）关系不大。但是，第二批浮泥随着盐度的增加，浮泥密实更加缓慢，特别是在试验开始的前5天内。在此之后，这种影响效果减弱，而密实对盐度变化的响应基本同于对照组和第一组的情况。
图6-2 第二批菌泥混合液密实3天后的状况
图6-3 第二批菌泥混合液密实10天后的状况
图6-4 试验记录的水-泥界面高度随时间变化过程对照组（a）、第一批（b）和第二批（c）
3.2.2 EPS含量对浮泥密实过程的影响
图6-5为盐度为7‰条件下，不同EPS含量对应的浮泥相对高度h/h0随时间变化过程。其中，h0为浮泥的初始高度。在所有的三批试验中，水-泥界面高度都随时间逐渐降低，但是EPS含量越高，降低的速度越慢。因此，泥沙沉降速度与EPS含量呈负相关关系。
悬浮的黏性泥沙颗粒的沉降可以分为四个阶段，包括在絮凝阶段和抑制阶段悬浮泥沙颗粒的沉降，在渗透阶段和有效应力阶段，泥沙在自重作用下内部框架的压缩。其中后三个阶段如图6-5所示。
（1）沉降阶段，对照组泥沙持续时间t=0—0.6 天。浮泥的相对高度迅速减小为0.2，而且在0.6 天时即制约沉降阶段末期出现了一个明显的拐点。第一批浮泥（EPS含量为2.34g/L）沉降相对缓慢，在第1.7天时的相对高度减小为0.23，此时也出现了标志着制约沉降结束的明显拐点。第二批浮泥（EPS含量为 5.64g/L）沉降更加缓慢，密实5.3天后相对高度降低为0.26。
（2）渗透阶段，对照组的持续时间为t=0.6—4.7天，浮泥密实相对较为缓慢。(www.xing528.com)
（3）有效应力阶段，对照组持续时间为4.7天至试验结束。界面高度基本保持不变，对照组的相对高度h/h0稳定在0.13，而第一批和第二批则分别稳定在0.19 和 0.23。
另外，不管浮泥中是否含有EPS，自重作用下的浮泥密实过程在沉降阶段和渗透阶段分别可以采用指数和对数方程进行描述。对照组浮泥的方程为：
第一批浮泥的方程为：
第二批浮泥的方程为：
图6-5 盐度为7‰条件下浮泥相对高度h/h0随时间变化过程
3.2.3 EPS含量对淤泥密度的影响
依据界面高度的时间变化过程，计算得到界面下淤泥垂线平均密度。在计算时采用质量守恒理论，并假定所有泥沙都保留在淤泥中。但实际上，第一批和第二批的上层水体都有些浑浊，特别是在最初的几天内，即含有少量泥沙，因此计算得到的垂线平均密度略微大于真实值。图6-6给出了盐度为7‰条件下，不同EPS含量的各批泥沙对应的界面以下淤泥垂线平均密度随时间变化过程，可知，淤泥密度随时间逐渐增加，但是增加的速率随EPS含量而变。
在图6-6中，将淤泥密度变化过程划分为三个阶段来反映相对高度的变化。在沉降阶段，对照组泥沙（EPS含量为0.0g/L）沉降很快，平均密度从初始的1 050kg/m3达到1 250kg/m3仅仅用了0.6天。而第一批浮泥（EPS 含量为2.34g/L）密实2天后达到1250kg/m3，而第二批浮泥（EPS 含量为5.64g/L）密实5.3天后密度也仅为1 208kg/m3。在渗透阶段，对照组浮泥密度达到约1 400kg/m3；而在有效应力阶段，密度基本保持不变，第一批浮泥密度慢慢增加到1 300kg/m3，第二批浮泥密实10多天后密度仍小于1 250kg/m3，这说明微生物及其分泌的EPS已经较大程度地影响了浮泥密实过程。淤泥密度随EPS含量的增加而降低。
图6-6 水-泥交界面以下淤泥垂线平均密度随时间变化过程（盐度为7‰）
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