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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)測(cè)定污泥濾液濾過(guò)介質(zhì)的速度快慢來(lái)確定污泥比阻的大小，并不同污泥的過(guò)濾性能，確定佳混凝劑及其投加量。

　　污泥脫水是依靠過(guò)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(guò)過(guò)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(guò)濾介質(zhì)的面成負(fù)壓(如真空過(guò)濾脫水);

　　加壓污泥把水分過(guò)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(guò)程中的演變，可分為定壓過(guò)濾與恒豎過(guò)濾兩種。前者在過(guò)濾程中壓力保持不變;后者在過(guò)濾過(guò)程中過(guò)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(guò)程壓力差恒定。

　　過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾液只需克服過(guò)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(guò)濾介質(zhì)，孔道屬于毛細(xì)管。因此，真正的過(guò)濾層包括濾餅與過(guò)濾介質(zhì)。由于過(guò)濾介質(zhì)的孔徑遠(yuǎn)比污泥顆粒的粒徑大，所以只過(guò)濾開(kāi)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(wú)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(guò)濾時(shí)，濾液體積V與壓強(qiáng)降P、過(guò)濾面積A、過(guò)濾時(shí)間t成正比，而與過(guò)濾阻力R、濾液粘滯度u成正比，即過(guò)濾時(shí)：V=Par uR(ml)(14-1)

　　式中：V——濾液體積(ml);

　　P——過(guò)濾時(shí)壓強(qiáng)(Pa)

　　A——過(guò)濾面積(cm2)

　　t——過(guò)濾時(shí)間(s)

　　u——濾液粘度(Pa·s)

　　R——單位過(guò)濾面積上，通過(guò)單位體積的濾液所產(chǎn)生的過(guò)濾阻力，決定于濾餅性質(zhì)(cm-1)

　　過(guò)濾阻力R包括濾餅阻力Rz和過(guò)濾介質(zhì)阻力Rg兩分。阻力R隨濾餅厚度增加而增加，過(guò)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(guò)單位體積的濾液，在過(guò)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=PA2u(υVRz+RgA)(14-4)

　　若以濾過(guò)單位體積得濾液在過(guò)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=PA2u(CVr+RgA)(14-5)

　　式中：r——污泥比阻

　　定壓過(guò)濾時(shí)，式(14-5)對(duì)時(shí)間積分：∫˙0dt=∫v0 ( uCVr PA2+Ur0PA)dV (14-6)

　　t=uCrV2r 2PA2+uR0V PA

　　t V=uCrV 2PA2+ uRgPA(14-7)

　　式(14-7)說(shuō)明：在定壓下過(guò)濾，t/V與V成直線關(guān)系，即：y-bx+a

　　斜率b=uCr 2PA2截距a=uRgPA因此比阻公式為r=2PA2u·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(guò)測(cè)定系列的r—V數(shù)據(jù)，用圖解法求取，見(jiàn)圖14-1，C的求法為：

　　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+VbCbVb=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(duì)污泥固體濃度C0來(lái)講要小得多，故忽略不計(jì)，因此C= CbC0Cb-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(duì)于無(wú)機(jī)混凝劑，如FeCl3、Al2(SO4)3等的投加量，般為污泥干重的5-10%;分子混凝劑，如聚丙烯酰胺、堿式氯化鋁等，投加量般為污泥干重的1%。

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

　　活性污泥的比阻般為(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

　　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，

　　圖14-2比阻抗實(shí)驗(yàn)裝置圖

　　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(guò)濾紙度)，使其依靠重力過(guò)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(guò)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(kāi)始過(guò)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(guò)濾至濾餅破裂，真空破壞，如真空長(zhǎng)時(shí)間不破壞，則過(guò)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(guò)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(guò)濾過(guò)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。

　　五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理：

　　測(cè)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)3mg/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。

　　將實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)按表14-1記錄并計(jì)算。

　　以t/V為縱坐標(biāo)，V為橫坐標(biāo)作圖，求b。

　　根據(jù)泥餅和污泥固體濃度求出C。

　　計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下的比阻r。

　　以比阻r為縱坐標(biāo)，混凝劑投加量為橫坐標(biāo)作圖，求佳投藥量。

　　六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論：

　　比阻抗的大小與污泥的固體濃度有否關(guān)系?是怎樣的關(guān)系?

　　活性污泥在真空過(guò)濾時(shí)，能否講真空度越大泥餅的固體濃度越大?為什么?

　　對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題加以議論。

　　四、設(shè)備的組成和規(guī)格：

　　1、用有機(jī)玻璃圓管制成吸濾筒1套(Φ150mm×250mm、2、并配有300ml計(jì)量筒2套、3、陶瓷布氏漏斗2只、4、抽氣接管1根、5、連接管道1根、6、真空表1只、7、真空泵1臺(tái)、8、放氣閥1只、9、滲漏閥1只、10、帶移動(dòng)輪子不銹鋼臺(tái)架1套等。

　　17、實(shí)驗(yàn)裝置總尺寸：500mm×300mm×1300mm

　　4

　　八、定期檢查項(xiàng)目

　　、定期檢查項(xiàng)目

　　1.抽氣接管、布氏漏斗、硬塑料管、硬橡皮管;

　　2.真空表、等設(shè)備是否正常;

　　3、吸濾筒、真空泵是否正常運(yùn)行;

　　二、定期維護(hù)作：

　　1.不用時(shí)吸濾筒定要排放出水

　　北京恒奧德儀器儀表有限公司主營(yíng) 不銹鋼采水器，罐底焊縫真空檢測(cè)盒，讀數(shù)儀，八空氣微生物采樣器，繼電器綜合測(cè)試儀，雙波長(zhǎng)掃描儀，涂層測(cè)厚儀，土壤粉碎機(jī)，鋼化玻璃表面平整度測(cè)試儀，聲音傳感器，便攜式電測(cè)水位計(jì)，網(wǎng)口流量計(jì)，腐蝕率儀，便攜式劃痕儀，凝固點(diǎn)測(cè)試儀，水質(zhì)檢測(cè)儀，在線氨氣測(cè)試儀，涂層測(cè)厚儀，涂層測(cè)厚儀，土壤粉碎機(jī)，數(shù)顯式溫度計(jì)，氣體采樣泵，陶瓷抗沖擊試驗(yàn)機(jī)，自動(dòng)結(jié)晶點(diǎn)測(cè)試儀，藥物凝固點(diǎn)測(cè)試儀，干簧管測(cè)試儀，恒溫水浴箱，汽油根轉(zhuǎn)，氣體采樣泵，鋼化玻璃測(cè)試儀，水質(zhì)檢測(cè)儀，PM2.5測(cè)試儀，可吸入顆粒物檢測(cè)儀，頻熱合機(jī)，應(yīng)變控制三軸儀，牛奶體細(xì)胞檢測(cè)儀，氦氣濃度檢測(cè)儀，土壤水分電導(dǎo)率測(cè)試儀，場(chǎng)強(qiáng)儀，采集箱，透色比測(cè)定儀，毛細(xì)吸水時(shí)間測(cè)定儀，氧化還原電位計(jì) 測(cè)振儀，氧化碳二氧化碳檢測(cè)儀，CO2分析儀，示波譜儀，黏泥含量測(cè)試儀，汽車啟動(dòng)電源，自動(dòng)電位滴定儀，便攜式測(cè)溫儀，氧化鋯分析儀，干簧管測(cè)試儀，密電導(dǎo)率儀，TOC水質(zhì)分析儀，微電腦可塑性測(cè)定儀，風(fēng)向站，自動(dòng)點(diǎn)樣儀，土壤氧化還原電位計(jì)，數(shù)字測(cè)溫儀，便攜式總磷測(cè)試儀，腐蝕率儀，安閥研磨具，公司秉承“顧客至上，銳意取”的經(jīng)營(yíng)理念，堅(jiān)持“客戶”的原則為廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。歡迎惠顧!