污泥比阻的测定说明

污泥比阻的测定装置

实

验

说

明

手

册

章  实验目的 …………1

二章  实验原理 …………1

三章  实验装置及设备： …………3

四章  实验步骤 …………3

五章  实验结果整理 …………4

六章  实验结果讨论 ……….. 4

七章  实验装置的组成和规格            …………4

八章  定期检查项目                    …………5

九章  设备发生故障                    …………5

污泥比阻的测定说明

 注意：(本说明书及提供的计算方法和实验数据仅供参考：根据学校实际实验得出的数据为准。)

、实验目的：

污泥比阻（或称比阻抗）是表示污泥脱水性能的综合性标，污泥比阻愈大，脱水性能愈差，反之脱水性能愈好。本实验测定活性污泥的比阻，是以fecl₃和al₂(so₄)₃为混凝剂行试验。

希望通过实验达到下述目的：

掌握测定污泥比阻的实验方法；

掌握用布氏漏斗试验选择混凝剂；

掌握确定投加混凝剂的方法。

二、实验原理：

污泥比阻是单位过滤面积上，单位干重滤饼所具有的阻力，在数值上等于粘滞度为1时，滤液通过单位重量的泥饼产生单位滤液流率所需要的压差，

影响污泥脱水性能的因素有：污泥的性质、污泥的浓度、污泥和滤液的粘滞度、混凝剂的种类和投加量等。通常是用布氏漏斗试验，通过测定污泥滤液滤过介质的速度快慢来确定污泥比阻的大小，并不同污泥的过滤性能，确定混凝剂及其投加量。

污泥脱水是依靠过滤介质（多孔性物质）两面的压力差作为推动力，使水分强制通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质上，达到脱水的目的。成压力差的方法有四种：

依靠污泥本身厚度的静压力（如污泥自然干化场的渗透脱水）；

过滤介质的面成负压（如真空过滤脱水）；

加压污泥把水分过滤介质（如压滤脱水）；

成离心力作为推动力（如离心脱水）。

根据推动力在脱水过程中的演变，可分为定压过滤与恒竖过滤两种。前者在过滤程中压力保持不变；后者在过滤过程中过滤速度保持不变。

本实验是用抽真空的方法成压力差，并用调节阀调节压力，使整个实验过程压力差恒定。

过滤开始时，滤液只需克服过滤介质的阻力，当滤饼逐步形成后，滤液还需克服滤饼本身的阻力。滤饼是由污泥的颗粒堆积而成的，也可视为种多孔性的过滤介质，孔道属于毛细管。因此，真正的过滤层包括滤饼与过滤介质。由于过滤介质的孔径远比污泥颗粒的粒径大，所以只过滤开始阶段，滤液往往是浑浊的。随着滤饼的形成，阻力变大，滤液变清。

由于污泥悬浮颗粒的性质不同，滤饼的性质可分为两类：类为不可压缩性滤饼，如沉砂、初次沉淀污泥或其他无机沉渣，在压力作用下，颗粒不会变形，因而滤饼中滤液的通道（如毛细管孔径与长度）不因压力作用的变化而改变；另类为可压缩性滤饼，如活性污泥，在压力的作用下，颗粒会变形，随着压力增加，颗粒被压缩并挤入孔道中，使滤液的通道变小，阻力增加。

过滤时，滤液体积v与压强降p、过滤面积a、过滤时间t成正比，而与过滤阻力r、滤液粘滞度u成正比，即过滤时：v= par  ur（ml）  （14-1）

式中：v——滤液体积（ml）；

      p——过滤时压强（pa）

      a——过滤面积（cm²）

      t——过滤时间（s）

          u——滤液粘度（pa·s）

          r——单位过滤面积上，通过单位体积的滤液所产生的过滤阻力，决定于滤饼性质（cm^-1）

过滤阻力r包括滤饼阻力r_z和过滤介质阻力r_g两分。阻力r随滤饼厚度增加而增加，过滤速度则随滤饼厚度

的增加而减小，因此将式（14-1）改写成微分形式： dv  dt ＝ pa  ur＝    ra    u(δr_z+r_g)   （14-2）

式中：δ——泥饼的厚度

1

设每滤过单位体积的滤液，在过滤介质上截留的滤饼体积为υ，则当滤液体积为v时，滤饼体积为υ·v，因此δa=υv

δ＝ υv  a  （14-3）

将式（14-3）代入式（14-2）得 dv  dr＝      pa²        u（υvr_z+r_ga）  （14-4）

若以滤过单位体积得滤液在过滤介质上截留得滤饼干固体重量c代替υ，并以单位重量得阻抗r代替r_z,则式（14-4）可改写成 dv  dr＝      pa²        u（cvr+r_ga）  （14-5）

式中：r——污泥比阻

定压过滤时，式（14-5）对时间积分：∫^˙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）说明：在定压下过滤，t/v与v成直线关系，即：y-bx+a

                斜率b= ucr  2pa²   截距 a= ur_g  pa    因此比阻公式为 r＝ 2pa²   u· b  c  （14-8）

r单位为cm/g，b为s/cm⁶，c为g/cm³

从式（14-8）可以看出，要求得污泥比阻r，需在实验条件下求出斜率b和c₀b的求法是：可在定压下（真空度保持不变）通过测定系列的r—v数据，用图解法求取，见图14-1，c的求法为：

             1  ぃ （s/ml） 

                               0    n       b=tg0= n  m

                                 m

           ↑

         0                                                           v（ml）  

                           图14-1图解法求b示意图

c＝（v₀-v_y）     c_b （g泥饼干重/ml滤液）  （14-9）

式中：v₀——原污泥体积（ml）

      v_y——滤液体积（ml）

      c_b——滤饼固体浓度（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——原污泥固体浓度（g/ml）

      c_y——滤液中固体浓度（g/ml）

      vb——滤饼体积（ml）

将式（14-10）代入（14-9）得 c=  c_b（c₀-c_y）    c_b-c₀（g/ml）  （14-11）

因滤液固体浓度c_y相对污泥固体浓度c₀来讲要小得多，故忽略不计，因此c=  c_bc₀  c_b-c₀（g/ml）     （14-12）

投加混凝剂可以改善污泥的脱水性质，使污泥的比阻减小，对于无机混凝剂，如f_ecl₃、al₂(so₄)₃等的投加量，般为污泥干重的5-10％；分子混凝剂，如聚丙烯酰胺、碱式氯化铝等，投加量般为污泥干重的1％。

般认为：比阻抗在10¹²-10¹³cm/g为难过滤污泥；在（0.5-0.9）×10¹²cm/g为中等，小于0.4××10¹²cm/g为易过滤污泥。

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

2

三、实验装置与设备：

（）实验装置：

实验装置由真空泵、吸滤筒、计量筒、抽气接管、布氏漏斗等组成，

                 4                     8

                       10                   7

               3

     1

                                              5

                    2                                    11

                                                                          6

                                  9

图14-2比阻抗实验装置图

不锈钢固定架    2、计量筒    3、抽气接管    4、布氏漏斗    5、吸滤筒    6、真空泵

7、真空表    8、调节阀    9、放空阀    10、硬塑料管    11、硬橡皮管

计量筒为具塞玻璃量筒，用不锈钢架子固定夹住，上接抽气接管和布氏漏斗。吸滤筒作为真空室及盛水之用，是用有机玻璃制成。它上有真空表和调节阀，下有放空阀；端用硬塑料管联结抽气接管，另端用硬橡皮管接真空泵。真空泵抽吸吸滤筒内的空气，使筒内形成定的真空度。

（二）实验设备和仪器仪表：(由用户自行购买)：

1、秒表 1块

2、烘箱    1台

3、分析天平     1台

四、实验步骤：

测定污泥的固体浓度c₀。

配制fecl₃（10g/l）和al₂（so₄）₃（10g/l）混凝剂溶液。

用fecl₃（10g/l）混凝剂调节污泥（每组加种混凝剂量，加量分别为污泥干重的5％、6％、7％、8％、9％、10％）。

在布氏漏斗上放置快速滤纸（直径大于漏斗，大于倍），用水润湿，贴紧周底。

启动真空泵，用调节阀调节真空压力到比实验压力小约1/3，实验压力为35.5kpa（真空度266mmhg）或70.9 kpa（真空度532mmhg），使滤纸紧贴漏斗底，关闭真空泵。

放50-100ml调节好的污泥在漏斗内，（污泥度不过滤纸度），使其依靠重力过滤1分钟，启动真空泵，调节真空压力至实验压力，记下此时计量筒内的滤液体积v₀。启动秒表。在整个实验过程中，仔细调节真空度调节阀，以保持实验压力恒定。

每隔定时间（开始过滤时可每隔10s或15s，滤速减慢后每隔30s或1min），记下记量筒内相应的滤液体积v¹。

定压过滤至滤饼破裂，真空破坏，如真空长时间不破坏，则过滤20分钟即可停止（也可30-40min，待泥饼形成为止）。

测出定压过滤后滤饼的厚度及固体浓度。

10、另取加al₂（so₄）₃混凝剂的污泥（每组加混凝剂与加fecl₃量相同）及不加混凝剂的污泥，按实验步骤4-9分别行实验。

3

注意事项：

污泥中加混凝剂后，应充分混合。

在整个过滤过程中，真空度应始终保持致。

实验时，抽真空装置的各个接头均不应漏气。

五、实验结果整理：

测定并记录实验基本参数：

实验日期      年    月    日        实验真空度              kpa

加混凝剂量及泥饼厚度

1加al₂（so₄）₃                 mg/l，泥饼厚度δ₂＝              mm。

2加fecl₃                 mg/l，泥饼厚度δ₂＝              mm。

3不加混凝剂的泥饼厚度δ₂＝              mm。

  污泥固体浓度c₀＝              g/ml。

  泥饼固体浓度c_b＝              g/ml。

将实验测得数据按表14-1记录并计算。

以t/v为纵坐标，v为横坐标作图，求b。

根据泥饼和污泥固体浓度求出c。

计算实验条件下的比阻r。

以比阻r为纵坐标，混凝剂投加量为横坐标作图，

六、实验结果讨论：

比阻抗的大小与污泥的固体浓度有否关系？是怎样的关系？

活性污泥在真空过滤时，能否讲真空度越大泥饼的固体浓度越大？为什么？

对实验中发现的问题加以议论。

四、设备的组成和规格：

      1、用有机玻璃圆管制成吸滤筒1套(φ150mm×250mm、2、并配有300ml计量筒2套、3、陶瓷布氏漏斗2只、4、抽气接管1根、5、连接管道1根、6、真空表1只、7、真空泵1台、8、放气阀1只、9、渗漏阀1只、10、带移动轮子不锈钢台架1套等。

17、实验装置总尺寸：500mm×300mm×1300mm      

本公司主营 不锈钢采水器，弯曲测量装置，鼓风干燥箱，色度计，化学试剂沸点测试仪，提取仪，线缆探测仪，溶解氧测定仪，活性炭测定仪，磁导率仪，比浊仪，暗适应仪，旋转仪，酸度计，硅酸根测定仪，过氧化值测定仪，腐蚀率仪，电阻率测定仪，耐压测定仪，污泥比组测试仪，粉体密度测试仪，机械杂质测定仪，运动粘度测试仪，过氧化值酸价测定仪，噪声源，土壤腐蚀率仪，直流电阻测试仪，厌氧消化装置，耐压测试仪，甲醛检测仪，硅酸根测试仪，PH酸度计，测振仪，消解仪，读数仪，空气微生物采样器，，双波长扫描仪，涂层测厚仪，土壤粉碎机，钢化玻璃表面平整度测试仪，腐蚀率仪，凝固点测试仪，水质检测仪，涂层测厚仪，土壤粉碎机，气体采样泵，自动结晶点测试仪，凝固点测试仪，干簧管测试仪，恒温水浴箱，汽油根转，气体采样泵，钢化玻璃测试仪，水质检测仪，PM2.5测试仪，牛奶体细胞检测仪，氦气浓度检测仪，土壤水分电导率测试仪，场强仪，采集箱，透色比测定仪，毛细吸水时间测定仪，氧化还原电位计 测振仪，氧化碳二氧化碳检测仪，CO2分析仪，示波谱仪，黏泥含量测试仪，汽车启动电源，自动电位滴定仪，，干簧管测试仪，电导率仪，TOC水质分析仪，微电脑可塑性测定仪，风向站，自动点样仪，便携式总磷测试仪，腐蚀率仪，恒温水浴箱，余氯检测仪，自由膨胀率仪，离心杯，混凝土饱和蒸汽压装置，颗粒强度测试仪，斯计，自动涂膜机，，气象站，动觉方位仪，，气味采集器，雨量计，四合气体分析仪，乳化液浓度计，溶解氧仪，温度测量仪，薄层铺板器，温度记录仪，老化仪，噪音检测仪，恒温恒湿箱，分体电阻率测试仪，初粘性和持粘性测试仪，红外二氧化碳分析仪，氢灯，动觉方位仪，冷却风机，油脂酸价检测仪，粘数测定仪，菌落计数器，气象站，雨量计，凯氏定氮仪，荧光增白剂，啤酒泡沫检测仪，发气性测试仪，低频信号发生器，油液质量检测仪，计数器，漏电流测试仪，标准测力仪，毛细吸水时间测定仪，大气采样器，流速仪，继电器保护测试仪，体积电阻率测试仪，侧面光检测仪，照度计，体化蒸馏仪，涂布机，恒温加热器，老化仪，烟气分析仪 

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