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),。)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

污泥比阻（或稱比阻抗）是表示污泥脫水性能的綜合性指標(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)測定活性污泥的比阻,，是以FeCl3和Al2(SO4)3為混凝劑進(jìn)行試驗(yàn)。

希望通過實(shí)驗(yàn)達(dá)到下述目的：

1,、 掌握測定污泥比阻的實(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,，并比較不同污泥的過濾性能,，確定最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(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,。造成壓力差的方法有四種：

1,、 依靠污泥本身厚度的靜壓力（如污泥自然干化場的滲透脫水）；

2,、 過濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓（如真空過濾脫水）,；

3、 加壓污泥把水分過濾介質(zhì)（如壓濾脫水）,；

4、 造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。前者在過濾工程中壓力保持不變,；后者在過濾過程中過濾速度保持不變,。

本實(shí)驗(yàn)是用抽真空的方法造成壓力差，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,，也可視為一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：一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，顆粒不會變形,，因而濾餅中濾液的通道（如毛細(xì)管孔徑與長度）不因壓力作用的變化而改變,；另一類為可壓縮性濾餅，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(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兩部分,。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）通過測定一系列的r—V數(shù)據(jù),，用圖解法求取,，見圖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-Vy） Cb （g泥餅干重/ml濾液） （14-9）

式中：V0——原污泥體積（ml）

Vy——濾液體積（ml）

Cb——濾餅固體濃度（g/ml）

V0C0=VyCy+VbCb Vb=V0Vy

Vy=? V0（C0-Cb） Cy-Cb? （14-10）

式中：C0——原污泥固體濃度（g/ml）

Cy——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= ? Cb（C0-Cy） Cb-C0?（g/ml） （14-11）

因?yàn)V液固體濃度Cy相對污泥固體濃度C0來講要小得多,，故忽略不計(jì),，因此C= ? CbC0 Cb-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,，對于無機(jī)混凝劑,，如FeCl3、Al2(SO4)3等的投加量,，一般為污泥干重的5-10％,；高分子混凝劑，如聚丙烯酰胺,、堿式氯化鋁等,，投加量一般為污泥干重的1％。

一般認(rèn)為：比阻抗在1012-1013cm/g為難過濾污泥,；在（0.5-0.9）×1012cm/g為中等,，小于0.4××1012cm/g為易過濾污泥。

活性污泥的比阻一般為（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。

2實(shí)驗(yàn)步驟：

1,、 測定污泥的固體濃度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（每組加一種混凝劑量,，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，最好大于一倍），用水潤濕,，貼緊周底,。

5、 啟動真空泵,，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),，（污泥高度不超過濾紙高度）,，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(shí)驗(yàn)壓力,，記下此時(shí)計(jì)量筒內(nèi)的濾液體積V0。啟動秒表,。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,。

7,、 每隔一定時(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,。

8、 定壓過濾至濾餅破裂,，真空破壞,，如真空長時(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）,。

9、 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(shí)驗(yàn)步驟4-9分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。

3

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)過濾過程中,，真空度應(yīng)始終保持一致。

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Cb＝ g/ml。

2,、 將實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)按表14-1記錄并計(jì)算,。

3、 以t/V為縱坐標(biāo),，V為橫坐標(biāo)作圖,，求b。

4,、 根據(jù)泥餅和污泥固體濃度求出C,。

5、 計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下的比阻