2組污泥比阻的測定說明說明書
污泥比阻的測定說明
北京恒奧德儀器 注意：(本說明書及提供的計算方法和實驗數(shù)據(jù)僅供參考：根據(jù)學校實際實驗得出的數(shù)據(jù)為準,。)
,、實驗目的：
污泥比阻（或稱比阻抗）是表示污泥脫水性能的綜合性標，污泥比阻愈大,，脫水性能愈差,，反之脫水性能愈好,。本實驗測定活性污泥的比阻,，是以FeCl3和Al2(SO4)3為混凝劑行試驗。
希望通過實驗達到下述目的：
掌握測定污泥比阻的實驗方法,；
掌握用布氏漏斗試驗選擇混凝劑,；
掌握確定投加混凝劑的方法。
二,、實驗原理：
污泥比阻是單位過濾面積上,，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,，濾液通過單位重量的泥餅產(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,、混凝劑的種類和投加量等。通常是用布氏漏斗試驗,，通過測定污泥濾液濾過介質(zhì)的速度快慢來確定污泥比阻的大小,，并不同污泥的過濾性能，確定佳混凝劑及其投加量,。
污泥脫水是依靠過濾介質(zhì)（多孔性物質(zhì)）兩面的壓力差作為推動力,，使水分強制通過過濾介質(zhì)，固體顆粒被截留在介質(zhì)上,，達到脫水的目的,。成壓力差的方法有四種：
依靠污泥本身厚度的靜壓力（如污泥自然干化場的滲透脫水）,；
過濾介質(zhì)的面成負壓（如真空過濾脫水）；
加壓污泥把水分過濾介質(zhì)（如壓濾脫水）,；
成離心力作為推動力（如離心脫水）,。
根據(jù)推動力在脫水過程中的演變，可分為定壓過濾與恒豎過濾兩種,。前者在過濾程中壓力保持不變,；后者在過濾過程中過濾速度保持不變。
本實驗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,，使整個實驗過程壓力差恒定。
過濾開始時,，濾液只需克服過濾介質(zhì)的阻力,，當濾餅逐步形成后，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濾介質(zhì)，孔道屬于毛細管,。因此,，真正的過濾層包括濾餅與過濾介質(zhì)。由于過濾介質(zhì)的孔徑遠比污泥顆粒的粒徑大,，所以只過濾開始階段,，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：類為不可壓縮性濾餅,，如沉砂、初次沉淀污泥或其他無機沉渣,，在壓力作用下,，顆粒不會變形，因而濾餅中濾液的通道（如毛細管孔徑與長度）不因壓力作用的變化而改變,；另類為可壓縮性濾餅,，如活性污泥，在壓力的作用下,，顆粒會變形,，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,。
過濾時，濾液體積V與壓強降P,、過濾面積A,、過濾時間t成正比，而與過濾阻力R,、濾液粘滯度u成正比,，即過濾時：V= Par uR（ml） （14-1）
式中：V——濾液體積（ml）；
P——過濾時壓強（Pa）
A——過濾面積（cm2）
t——過濾時間（s）
u——濾液粘度（Pa·s）
R——單位過濾面積上,，通過單位體積的濾液所產(chǎn)生的過濾阻力,，決定于濾餅性質(zhì)（cm-1）
過濾阻力R包括濾餅阻力Rz和過濾介質(zhì)阻力Rg兩分。阻力R隨濾餅厚度增加而增加,，過濾速度則隨濾餅厚度
的增加而減小,，因此將式（14-1）改寫成微分形式： dV dt ＝ PA uR＝ RA u(δRz+Rg) （14-2）
式中：δ——泥餅的厚度
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設每濾過單位體積的濾液，在過濾介質(zhì)上截留的濾餅體積為υ,，則當濾液體積為V時,，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（υVRz+RgA） （14-4）
若以濾過單位體積得濾液在過濾介質(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Rz,則式（14-4）可改寫成 dV dr＝ PA2 u（CVr+RgA） （14-5）
式中：r——污泥比阻
定壓過濾時,，式（14-5）對時間積分：∫˙0 dt=∫v0 ( uCVr PA2 + Ur0 PA )dV （14-6）
t= uCrV2r 2PA2 + uR0V PA
t V= uCrV 2PA2 + uRg PA （14-7）
式（14-7）說明：在定壓下過濾，t/V與V成直線關(guān)系,，即：y-bx+a
斜率b= uCr 2PA2 截距 a= uRg 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,，需在實驗條件下求出斜率b和C0b的求法是：可在定壓下（真空度保持不變）通過測定系列的r—V數(shù)據(jù)
三,、實驗裝置與設備：
（）實驗裝置：
實驗裝置由真空泵,、吸濾筒、計量筒,、抽氣接管,、布氏漏斗等組成，
不銹鋼固定架 2,、計量筒 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）實驗設備和儀器儀表：(由用戶自行購買)：
1、秒表 1塊
2,、烘箱 1臺
3,、分析天平 1臺
四、實驗步驟：
測定污泥的固體濃度C0,。
配制FeCl3（10g/l）和Al2（SO4）3（10g/l）混凝劑溶液,。
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％）。
在布氏漏斗上放置快速濾紙（直徑大于漏斗,，好大于倍）,，用水潤濕，貼緊周底,。
啟動真空泵,，用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)真空壓力到比實驗壓力小約1/3，實驗壓力為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。
放50-100ml調(diào)節(jié)好的污泥在漏斗內(nèi),，（污泥度不過濾紙度）,，使其依靠重力過濾1分鐘，啟動真空泵,，調(diào)節(jié)真空壓力至實驗壓力,，記下此時計量筒內(nèi)的濾液體積V0,。啟動秒表。在整個實驗過程中,，仔細調(diào)節(jié)真空度調(diào)節(jié)閥,，以保持實驗壓力恒定。
每隔定時間（開始過濾時可每隔10s或15s,，濾速減慢后每隔30s或1min）,，記下記量筒內(nèi)相應的濾液體積V1。
定壓過濾至濾餅破裂,，真空破壞,，如真空長時間不破壞，則過濾20分鐘即可停止（也可30-40min,，待泥餅形成為止）,。
測出定壓過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,，按實驗步驟4-9分別行實驗。
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注意事項：
污泥中加混凝劑后,，應充分混合,。
在整個過濾過程中，真空度應始終保持致,。
實驗時,，抽真空裝置的各個接頭均不應漏氣。
