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1、污泥比阻的测定装置实验说明手册北京恒奥德仪器仪表有限公司目 录第一章实验目的 1第二章实验原理 1第三章实验装置及设备： 3第四章实验步骤 3第五章实验结果整理 4第六章实验结果讨论 4第七章实验装置的组成和规格 4第八章定期检查项目 5第九章设备发生故障 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。）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：1、掌握测定污泥
2、比阻的实验方法；2、掌握用布氏漏斗试验选择混凝剂；3、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，确定最佳混凝剂及其投加量。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
3、种：1、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）；2、过滤介质的一面造成负压（如真空过滤脱水）；3、加压污泥把水分过滤介质（如压滤脱水）；4、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
4、。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=tot（ml）（14-1）uR式
5、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S的增加而减小，因此将式（14-1）改写成微分形式：*=-pa =一k（14-2）dt uR u（8R +R）式中：5泥饼的厚度z g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u,则当滤液体积为V时，滤饼体积为U-V,因此5A=uV8=切（14-3）A将式（14-3）代入式（14-2）得切=一pa;一（1
6、4-4）dru （uVR +RA）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uRz,则式（14-4）可改写成下式中：r污泥比阻”定并以单位重量得阻抗r代替PA2u(CVr+RA) g（14-5）压 过 滤 时，式(1式（14-7 ）说明：在定压下过滤，斜率b=M截距a=苛2PA2PAgr 单位为 cm/g， b 为 s/cm6，C 为 g/cm3t= uCrVzr + uRflV2PA PA2t=tcw + 正 (14-7)t/V与V成直线关系，即：y-bx+a因此比阻公式为r=Eu-(14-8)C5） 对 时 间 积分从式（14-8）可以看出，要求得污泥比阻r，需在实验条件
7、下求出斜率b和C0b的求法是：可在定压0肩0(顽坪VV（ g（泥饼干重/ml滤液）（14-9）式中:C-原污泥体积（ml）-滤液体积（ml）-滤饼固体浓度（g/ml）Vb=V0VyV0VyCbV0C0=VyCy+VbCb、=Fb（14-10）y C-Cc0-原污泥固体浓度Cy滤液中固体浓度Vb滤饼体积（ml）将式（14-10 ）代入（14-9 ）得因滤液固体浓度C相对污泥固体浓度C来讲要小得多，故忽略不计，因此C=耳（g/ml）（14-12）y 一0 一qq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FeCl3、Al2（SO4）3等 的投加量，一般为污泥干重的5-10
8、% ；高分子混凝剂，如聚丙烯酰胺、碱式氯化铝等，投加量一般为污 泥干重的1%。一般认为：比阻抗在1012-1013cm/g为难过滤污泥;在（0.5-0.9） X 1012cm/g为中等，小于0.4XX 1012cm/g 为易过滤污泥。活性污泥的比阻一般为（2.74-2.94）X1013cm/g；消化污泥的比阻为（1.17-1.37）X1013cm/g；初沉 污泥的比阻为（3.9-5.8）X1012cm/g。式中:C= cbcr (g/ml)(14-11)一 .、Cb-c。 三、实验装置与设备:（一）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，图14-2比阻抗实验装置图
9、1、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；一端用硬塑料管联结抽气接管， 另一端用硬橡皮管接真空泵。真空泵抽吸吸滤筒内的空气，使筒内形成一定的真空度。（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：1、测定污泥的固体浓度C0。2、配制 FeCl3（10g/l）和 Al2（SO4）3（10g/l）混凝剂溶液。3、
10、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%）。4、在布氏漏斗上放置快速滤纸（直径大于漏斗，最好大于一倍），用水润湿，贴紧周底。5、 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。6、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
11、空度调节阀，以保持实验压力恒定。7、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。8、 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）。9、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。注意事项：1、污泥中加混凝剂后，应充分混合。2、在整个过滤过程中，真空度应始终保持一致。3、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：1、测
12、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Q 加 Al2 (SO4)3 mg/l，泥饼厚度 82=mm。Q 加 FeCl3 mg/l，泥饼厚度 82=mm。Q不加混凝剂的泥饼厚度82=mm。污泥固体浓度C0=g/ml。泥饼固体浓度Cb=g/ml。2、将实验测得数据按表14-1记录并计算。3、以t/V为纵坐标，V为横坐标作图，求b。4、根据泥饼和污泥固体浓度求出C。5、计算实验条件下的比阻r。6、以比阻r为纵坐标，混凝剂投加量为横坐标作图，求最佳投药量。不加混凝剂的污泥加FeCl3的污泥加Al2 (SO4) 3的污泥计量筒滤液量计量筒滤液量计量筒滤液量t内滤液t
13、t内滤液tt内滤液t(s)V=V1V(s/ml)(s)V=V1V(s/ml)(s)V=V1V(s/ml)V1(ml)-V0(ml)V1(ml)-V0(ml)V1(ml)-V0(ml)000151515303030454545606060757575909090105105105120120120135.135.135.六、实验结果讨论:1、比阻抗的大小与污泥的固体浓度有否关系？是怎样的关系？2、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？3、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(150mmX250mm、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：500mmX 300mm X 1300mm八、定期检查项目一、定期检查项目1. 抽气接管、布氏漏斗、硬塑料管、硬橡皮管;2. 真空表、等设备是否正常；3. 吸滤筒、真空泵是否正常运行；二、定期维护工作：1.不用时吸滤筒一定要排放出水
