污泥比阻的測(cè)定裝置

實(shí)

驗(yàn)

說(shuō)

明

手

冊(cè)

北京亞歐德鵬科有限公司

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目    錄

*章  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>                                                     …………1

二章  實(shí)驗(yàn)原理                                                     …………1

三章  實(shí)驗(yàn)裝置及設(shè)備：                                     …………3

四章  實(shí)驗(yàn)步驟                                                     …………3

五章  實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理                                             …………4

六章  實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論                                             ……….. 4

七章  實(shí)驗(yàn)裝置的組成和規(guī)格            …………4

八章  定期檢查項(xiàng)目                    …………5

九章  設(shè)備發(fā)生故障                    …………5

污泥比阻的測(cè)定說(shuō)明

 注意：(本說(shuō)明書(shū)及提供的計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供參考：根據(jù)學(xué)校實(shí)際實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。)

、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

污泥比阻（或稱(chēng)比阻抗）是表示污泥脫水性能的綜合性標(biāo)，污泥比阻愈大,，脫水性能愈差，反之脫水性能愈好。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定活性污泥的比阻,，是以FeCl₃和Al₂(SO₄)₃為混凝劑行試驗(yàn)。

希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)達(dá)到下述目的：

1. 掌握測(cè)定污泥比阻的實(shí)驗(yàn)方法,；
2. 掌握用布氏漏斗試驗(yàn)選擇混凝劑,；
3. 掌握確定投加混凝劑的方法。

二,、實(shí)驗(yàn)原理：

污泥比阻是單位過(guò)濾面積上,，單位干重濾餅所具有的阻力，在數(shù)值上等于粘滯度為1時(shí),，濾液通過(guò)單位重量的泥餅產(chǎn)生單位濾液流率所需要的壓差,，

影響污泥脫水性能的因素有：污泥的性質(zhì)、污泥的濃度,、污泥和濾液的粘滯度,、混凝劑的種類(lèi)和投加量等。通常是用布氏漏斗試驗(yàn),，通過(guò)測(cè)定污泥濾液濾過(guò)介質(zhì)的速度快慢來(lái)確定污泥比阻的大小,，并不同污泥的過(guò)濾性能，確定*混凝劑及其投加量,。

污泥脫水是依靠過(guò)濾介質(zhì)（多孔性物質(zhì)）兩面的壓力差作為推動(dòng)力,，使水分強(qiáng)制通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體顆粒被截留在介質(zhì)上,，達(dá)到脫水的目的,。成壓力差的方法有四種：

1. 依靠污泥本身厚度的靜壓力（如污泥自然干化場(chǎng)的滲透脫水）；
2. 過(guò)濾介質(zhì)的面成負(fù)壓（如真空過(guò)濾脫水）,；
3. 加壓污泥把水分過(guò)濾介質(zhì)（如壓濾脫水）,；
4. 成離心力作為推動(dòng)力（如離心脫水）。

根據(jù)推動(dòng)力在脫水過(guò)程中的演變,，可分為定壓過(guò)濾與恒豎過(guò)濾兩種,。前者在過(guò)濾程中壓力保持不變；后者在過(guò)濾過(guò)程中過(guò)濾速度保持不變,。

本實(shí)驗(yàn)是用抽真空的方法成壓力差,，并用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程壓力差恒定,。

過(guò)濾開(kāi)始時(shí),，濾液只需克服過(guò)濾介質(zhì)的阻力,，當(dāng)濾餅逐步形成后，濾液還需克服濾餅本身的阻力,。濾餅是由污泥的顆粒堆積而成的,，也可視為種多孔性的過(guò)濾介質(zhì)，孔道屬于毛細(xì)管,。因此,，真正的過(guò)濾層包括濾餅與過(guò)濾介質(zhì)。由于過(guò)濾介質(zhì)的孔徑遠(yuǎn)比污泥顆粒的粒徑大,，所以只過(guò)濾開(kāi)始階段,，濾液往往是渾濁的。隨著濾餅的形成,，阻力變大,，濾液變清。

由于污泥懸浮顆粒的性質(zhì)不同,，濾餅的性質(zhì)可分為兩類(lèi)：類(lèi)為不可壓縮性濾餅,，如沉砂、初次沉淀污泥或其他無(wú)機(jī)沉渣,，在壓力作用下,，顆粒不會(huì)變形，因而濾餅中濾液的通道（如毛細(xì)管孔徑與長(zhǎng)度）不因壓力作用的變化而改變,；另類(lèi)為可壓縮性濾餅，如活性污泥,，在壓力的作用下,，顆粒會(huì)變形，隨著壓力增加,，顆粒被壓縮并擠入孔道中,，使濾液的通道變小，阻力增加,。

過(guò)濾時(shí),，濾液體積V與壓強(qiáng)降P、過(guò)濾面積A,、過(guò)濾時(shí)間t成正比,，而與過(guò)濾阻力R、濾液粘滯度u成正比,，即過(guò)濾時(shí)：V= Par  uR（ml）  （14-1）

式中：V——濾液體積（ml）,；

      P——過(guò)濾時(shí)壓強(qiáng)（Pa）

      A——過(guò)濾面積（cm²）

      t——過(guò)濾時(shí)間（s）

          u——濾液粘度（Pa·s）

          R——單位過(guò)濾面積上，通過(guò)單位體積的濾液所產(chǎn)生的過(guò)濾阻力,，決定于濾餅性質(zhì)（cm^-1）

過(guò)濾阻力R包括濾餅阻力R_z和過(guò)濾介質(zhì)阻力R_g兩分,。阻力R隨濾餅厚度增加而增加,，過(guò)濾速度則隨濾餅厚度

的增加而減小，因此將式（14-1）改寫(xiě)成微分形式： dV  dt ＝ PA  uR＝    RA    u(δR_z+R_g)   （14-2）

式中：δ——泥餅的厚度

1

設(shè)每濾過(guò)單位體積的濾液,，在過(guò)濾介質(zhì)上截留的濾餅體積為υ,，則當(dāng)濾液體積為V時(shí)，濾餅體積為υ·V,，因此δA=υV

δ＝ υV  A  （14-3）

將式（14-3）代入式（14-2）得 dV  dr＝      PA²        u（υVR_z+R_gA）  （14-4）

若以濾過(guò)單位體積得濾液在過(guò)濾介質(zhì)上截留得濾餅干固體重量C代替υ,，并以單位重量得阻抗r代替R_z,則式（14-4）可改寫(xiě)成 dV  dr＝      PA²        u（CVr+R_gA）  （14-5）

式中：r——污泥比阻

定壓過(guò)濾時(shí)，式（14-5）對(duì)時(shí)間積分：∫^˙₀  dt=∫^v₀   (  uCVr   PA² + Ur₀  PA )dV  （14-6）

                                   t= uCrV²r   2PA₂ + uR₀V   PA

                                    t  V= uCrV  2PA² +  uR_g  PA   （14-7）

式（14-7）說(shuō)明：在定壓下過(guò)濾,，t/V與V成直線(xiàn)關(guān)系,，即：y-bx+a

                斜率b= uCr  2PA²   截距 a= uR_g  PA    因此比阻公式為 r＝ 2PA²   u· b  C  （14-8）

r單位為cm/g，b為s/cm⁶,，C為g/cm³

從式（14-8）可以看出,，要求得污泥比阻r，需在實(shí)驗(yàn)條件下求出斜率b和C₀b的求法是：可在定壓下（真空度保持不變）通過(guò)測(cè)定系列的r—V數(shù)據(jù),，用圖解法求取,，見(jiàn)圖14-1，C的求法為：

             1  ぃ （s/ml）

                               0    n       b=tg0= n  m

                                 m

           ↑

         0                                                           V（ml）

                           圖14-1圖解法求b示意圖

C＝（V₀-V_y）     C_b （g泥餅干重/ml濾液）  （14-9）

式中：V₀——原污泥體積（ml）

      V_y——濾液體積（ml）

      C_b——濾餅固體濃度（g/ml）

      V₀C₀=V_yC_y+V_bC_b        V_b=V₀V_y

      V_y= V₀（C₀-C_b）    C_y-C_b   （14-10）

式中：C₀——原污泥固體濃度（g/ml）

      C_y——濾液中固體濃度（g/ml）

      Vb——濾餅體積（ml）

將式（14-10）代入（14-9）得 C=  C_b（C₀-C_y）    C_b-C₀（g/ml）  （14-11）

因?yàn)V液固體濃度C_y相對(duì)污泥固體濃度C₀來(lái)講要小得多,，故忽略不計(jì),，因此C=  C_bC₀  C_b-C₀（g/ml）     （14-12）

投加混凝劑可以改善污泥的脫水性質(zhì)，使污泥的比阻減小,，對(duì)于無(wú)機(jī)混凝劑,，如F_eCl₃、Al₂(SO₄)₃等的投加量,，般為污泥干重的5-10％,；分子混凝劑，如聚丙烯酰胺,、堿式氯化鋁等,，投加量般為污泥干重的1％。

般認(rèn)為：比阻抗在10¹²-10¹³cm/g為難過(guò)濾污泥,；在（0.5-0.9）×10¹²cm/g為中等,，小于0.4××10¹²cm/g為易過(guò)濾污泥。

活性污泥的比阻般為（2.74-2.94）×10¹³cm/g,；消化污泥的比阻為（1.17-1.37）×10¹³cm/g,；初沉污泥的比阻為（3.9-5.8）×10¹²cm/g。

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三,、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備：

（）實(shí)驗(yàn)裝置：

實(shí)驗(yàn)裝置由真空泵,、吸濾筒、計(jì)量筒,、抽氣接管,、布氏漏斗等組成,，

                 4                     8

                       10                   7

               3

     1

                                              5

                    2                                    11

                                                                          6

                                  9

圖14-2比阻抗實(shí)驗(yàn)裝置圖

1. 不銹鋼固定架    2、計(jì)量筒    3,、抽氣接管    4,、布氏漏斗    5、吸濾筒    6,、真空泵

7,、真空表    8、調(diào)節(jié)閥    9,、放空閥    10,、硬塑料管    11、硬橡皮管

計(jì)量筒為具塞玻璃量筒,，用不銹鋼架子固定夾住,，上接抽氣接管和布氏漏斗。吸濾筒作為真空室及盛水之用,，是用有機(jī)玻璃制成,。它上有真空表和調(diào)節(jié)閥，下有放空閥,；端用硬塑料管聯(lián)結(jié)抽氣接管,，另端用硬橡皮管接真空泵。真空泵抽吸吸濾筒內(nèi)的空氣,，使筒內(nèi)形成定的真空度,。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器儀表：(由用戶(hù)自行購(gòu)買(mǎi))：

1、秒表                                                                                        1塊

2,、烘箱                                                                                     1臺(tái)

3,、分析天平                                                                              1臺(tái)

四、實(shí)驗(yàn)步驟：

1. 測(cè)定污泥的固體濃度C₀,。
2. 配制FeCl₃（10g/l）和Al₂（SO₄）₃（10g/l）混凝劑溶液,。
3. 用FeCl₃（10g/l）混凝劑調(diào)節(jié)污泥（每組加種混凝劑量,，加量分別為污泥干重的5％,、6％、7％,、8％,、9％、10％）,。
4. 在布氏漏斗上放置快速濾紙（直徑大于漏斗,，大于倍），用水潤(rùn)濕,，貼緊周底,。
5. 啟動(dòng)真空泵,，用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)真空壓力到比實(shí)驗(yàn)壓力小約1/3，實(shí)驗(yàn)壓力為35.5kPa（真空度266mmHg）或70.9 kPa（真空度532mmHg）,，使濾紙緊貼漏斗底,，關(guān)閉真空泵。
6. 放50-100ml調(diào)節(jié)好的污泥在漏斗內(nèi),，（污泥度不過(guò)濾紙度）,，使其依靠重力過(guò)濾1分鐘，啟動(dòng)真空泵,，調(diào)節(jié)真空壓力至實(shí)驗(yàn)壓力,，記下此時(shí)計(jì)量筒內(nèi)的濾液體積V₀。啟動(dòng)秒表,。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,，仔細(xì)調(diào)節(jié)真空度調(diào)節(jié)閥，以保持實(shí)驗(yàn)壓力恒定,。
7. 每隔定時(shí)間（開(kāi)始過(guò)濾時(shí)可每隔10s或15s,，濾速減慢后每隔30s或1min），記下記量筒內(nèi)相應(yīng)的濾液體積V¹,。
8. 定壓過(guò)濾至濾餅破裂,，真空破壞，如真空長(zhǎng)時(shí)間不破壞,，則過(guò)濾20分鐘即可停止（也可30-40min,，待泥餅形成為止）。
9. 測(cè)出定壓過(guò)濾后濾餅的厚度及固體濃度,。

10,、另取加Al₂（SO₄）₃混凝劑的污泥（每組加混凝劑與加FeCl₃量相同）及不加混凝劑的污泥，按實(shí)驗(yàn)步驟4-9分別行實(shí)驗(yàn),。

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注意事項(xiàng)：

1. 污泥中加混凝劑后,，應(yīng)充分混合。
2. 在整個(gè)過(guò)濾過(guò)程中,，真空度應(yīng)始終保持致,。
3. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，抽真空裝置的各個(gè)接頭均不應(yīng)漏氣,。

五,、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理：

1. 測(cè)定并記錄實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)：

實(shí)驗(yàn)日期      年    月    日        實(shí)驗(yàn)真空度              kPa

加混凝劑量及泥餅厚度

1加Al₂（SO₄）₃                 mg/l，泥餅厚度δ₂＝              mm,。

2加FeCl₃                 mg/l,，泥餅厚度δ₂＝              mm。

3不加混凝劑的泥餅厚度δ₂＝              mm,。

  污泥固體濃度C₀＝              g/ml,。

  泥餅固體濃度C_b＝              g/ml,。

1. 將實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)按表14-1記錄并計(jì)算。
2. 以t/V為縱坐標(biāo),，V為橫坐標(biāo)作圖,，求b。
3. 根據(jù)泥餅和污泥固體濃度求出C,。
4. 計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下的比阻r,。
5. 以比阻r為縱坐標(biāo)，混凝劑投加量為橫坐標(biāo)作圖,，求*投藥量,。

六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論：

1. 比阻抗的大小與污泥的固體濃度有否關(guān)系,？是怎樣的關(guān)系,？
2. 活性污泥在真空過(guò)濾時(shí)，能否講真空度越大泥餅的固體濃度越大,？為什么,？
3. 對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題加以議論。

四,、設(shè)備的組成和規(guī)格：

      1,、用有機(jī)玻璃圓管制成吸濾筒1套(Φ150mm×250mm、2,、并配有300ml計(jì)量筒2套,、3、陶瓷布氏漏斗2只,、4,、抽氣接管1根、5,、連接管道1根,、6、真空表1只,、7,、真空泵1臺(tái)、8,、放氣閥1只,、9,、滲漏閥1只,、10、帶移動(dòng)輪子不銹鋼臺(tái)架1套等,。

17,、實(shí)驗(yàn)裝置總尺寸：500mm×300mm×1300mm   

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八,、定期檢查項(xiàng)目

、定期檢查項(xiàng)目

1．抽氣接管,、布氏漏斗,、硬塑料管、硬橡皮管,；

2．真空表,、等設(shè)備是否正常；

3,、吸濾筒,、真空泵是否正常運(yùn)行；

二,、定期維護(hù)作：

1． 不用時(shí)吸濾筒定要排放出水

九,、設(shè)備發(fā)生故障，請(qǐng)：

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