2組污泥比阻的測(cè)定說明說明書
污泥比阻的測(cè)定說明
北京恒奧德儀器 注意：(本說明書及提供的計(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),。
希望通過實(shí)驗(yàn)達(dá)到下述目的：
掌握測(cè)定污泥比阻的實(shí)驗(yàn)方法；
掌握用布氏漏斗試驗(yàn)選擇混凝劑,；
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(yàn),，通過測(cè)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(dòng)力，使水分強(qiáng)制通過過濾介質(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：
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）,；
過濾介質(zhì)的面成負(fù)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(dòng)力（如離心脫水）,。
根據(jù)推動(dòng)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(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)過程壓力差恒定。
過濾開始時(shí),，濾液只需克服過濾介質(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濾介質(zhì)，孔道屬于毛細(xì)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(yuǎn)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(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,。
過濾時(shí)，濾液體積V與壓強(qiáng)降P,、過濾面積A,、過濾時(shí)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(shí)：V= Par uR（ml） （14-1）
式中：V——濾液體積（ml）；
P——過濾時(shí)壓強(qiáng)（Pa）
A——過濾面積（cm2）
t——過濾時(shí)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
1
設(shè)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(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（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(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 + 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(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）通過測(cè)定系列的r—V數(shù)據(jù)
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,，
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：(由用戶自行購(gòu)買)：
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：
測(cè)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(rùn)濕,，貼緊周底。
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,。
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(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。
每隔定時(shí)間（開始過濾時(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。
定壓過濾至濾餅破裂,，真空破壞,，如真空長(zhǎng)時(shí)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(cè)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(shí)驗(yàn)步驟4-9分別行實(shí)驗(yàn)。
3
注意事項(xiàng)：
污泥中加混凝劑后,，應(yīng)充分混合,。
在整個(gè)過濾過程中，真空度應(yīng)始終保持致,。
實(shí)驗(yàn)時(shí),，抽真空裝置的各個(gè)接頭均不應(yīng)漏氣。
