两组污泥比阻测定实验装置的实验步骤
发布时间2022-04-25 浏览次数：685
污泥比阻测定实验装置 污泥比阻测定仪器 型号：DP-250
主要参数及配置：
吸滤筒尺寸：Ø 150×250 mm、装置总尺寸： 500mm×350mm×1300mm、电源 220V 功率200W、
配置：用有机玻璃圆管制成吸滤筒1套、并配有300ml计量筒2套、有机玻璃布氏漏斗2只（Ø100）、抽气接管1根、连接管道1根、真空表1只、真空泵1台、放气阀1只、渗漏阀1只、连接管道和球阀、不锈钢台架等组成
注：(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。)
一、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指标，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为混凝剂进行试验。
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，并比较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。造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）；
过滤介质的一面造成负压（如真空过滤脱水）；
加压污泥把水分过滤介质（如压滤脱水）；
造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。前者在过滤工程中压力保持不变；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造成压力差，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，也可视为一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：一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；另一类为可压缩性滤饼，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Rz和过滤介质阻力Rg两部分。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(δRz+Rg) （14-2）
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式中：δ——泥饼的厚度
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（υVRz+RgA） （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Rz,则式（14-4）可改写成 dV dr＝ PA2 u（CVr+RgA） （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 + uRg 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= uRg 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）通过测定一系列的r—V数据，用图解法求取，见图14-1，C的求法为：
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（每组加一种混凝剂量，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，大于一倍），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，（污泥高度不超过滤纸高度），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。
每隔一定时间（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分别进行实验。