实验七 污泥比阻测定

实验七污泥比阻测定一、实验目的污泥按来源可分为初沉污泥、剩余污泥、消化污泥和化学污泥。按性质又可分为有机污泥和无机污泥两大类。每种污泥的组成和性质不同，使污泥的脱水性能也各不相同。为了评价和比较各种污泥脱水性能的优劣，也为了确定污泥机械脱水前加药调理的投药量，常常需要通过实验来测定污泥脱水性能的指标——比阻(也称比阻抗)。通过本实验希望达到下述目的：1、通过实验掌握污泥比阻的测定方法；2、掌握用布氏漏斗实验选择混凝剂；3、掌握确定投加混凝剂数量的方法;4、通过比阻测定评价污泥脱水性能。二、实验原理污泥比阻(或称比阻抗)是表示污泥脱水性能的综合性指标。它的物理意义是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。求此值的作用是比较不同的污泥(或同一污泥加入不同量的混合剂后)的过滤性能。污泥比阻越大，过滤脱水性能越差，反之脱水性能越好。在污泥中加入混凝剂、助滤剂等化学药剂，可使比阻降低，脱水性能改善。过滤时滤液体积V(mL)与推动力p(过滤时的压强降，g/cm2)、过滤面积F(cm2)、过滤时间((s)成正比，而与过滤阻力R(cm*s2/mL),滤液黏度/[g/(cm*s)]成反比。V=巴(mL)PR(6-1)过滤阻力包括滤饼阻力Rz和过滤介质阻力Rg构成。过滤开始时，滤液仅需克服过滤介质的阻力，当滤饼逐渐形成后，还必须克服滤饼本身的阻力。因此，阻力R随滤饼厚度增加而增大，过滤速度则随滤饼厚度的增加而减少。因此将式(6-1)改写成微分形式。dV二严dt卩(SR+R)zg

(5――滤渣厚度由于R比R相对说较小，为简化计算，姑且忽略不计。gz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V，则当滤液体积为V时，滤饼体积为vV，因此5F二vV(6-3)式(6-3)代入(6-2)，得dVdtpF2rvVR(6-4)若以滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的滤饼干固体质量w代替V，并以单位质量的阻抗r代替Rz，则式(6-4)可改写成:dtrwVrdVdtpF2rvVR(6-4)若以滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的滤饼干固体质量w代替V，并以单位质量的阻抗r代替Rz，则式(6-4)可改写成:dtrwVr式中，r为污泥比阻，在CGS制中，其量纲为s2/g，在工程单位制中其旦纲为cm/g。在定压下，在积分界线由0到t及0到V内对式(6-5)积分，可得號-V(6-6)式(6-6)说明在定压下过滤，t/V与V成直线关系，其斜率为t/V rwrb= =V 2pF2r二匹•匕(6-7)

rwW=——0 ybV由式(6-7)可以看出，要求污泥比阻r,需要在实验条件下求出b及w。b的求法。可在定压下(真空度保持不变)通过测定一系列的t〜V数据，用图解法求斜率(见图2-1)。w的求法。根据所设定义图2-1b(g滤饼干重/mL滤液)(6-8)式中V0——污泥量，mL；V 滤液量，mL；yCb——滤饼固体浓度，g/mL。根据液体平衡％二匕+人根据固体平衡V0C0=VC+VbCb00 bb式中C——原污泥固体浓度，g/mL；oC——滤液固体浓度，g/mL；y °Vd 滤饼体积，mL。d可得V=匕0丄(6-9)yC-Cyb代入式(6-8)，化简后得C(C-C)W=—0by(6-10)C-Cb0因滤液固体浓度C相对污泥浓度C0来说要小得多，可忽略不计，故式CC(6-10)可得w二—o-^(6-11)C-Cb0一般认为比阻在109〜10i0s2/g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在(0.5〜0.9)*109s2/g的污泥算作中等，比阻小于0.4*109s2/g的污泥容易过滤。投加混凝剂可以改善污泥的脱水性能，使污泥的比阻减小。对于无机混凝剂如FeCl3，A12(SO4)3等投加量，一般为污泥干质量的5％〜10％高分子混凝剂如聚丙烯酰胺，碱式氯化铝等，投加量一般为干污泥质量的1％。三、实验装置与设备1、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，如图3-1所示。吸滤筒尺寸：直径X高度=①150mmX250mm计量筒为固定的具塞玻璃量筒，上接抽气接管和布氏漏斗。吸滤筒作为真空室及盛水之用，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，另一端用硬塑料管接真空泵。真空泵抽吸吸滤筒内的空气，使筒内形成一定真空度。2、实验设备和仪器仪表：秒表、温度计、烘箱、分析天平、快速滤纸、移液管等。四、实验步骤1、测定污泥的含水率，求出其固体浓度C02、 配制FeCl3（10g/L）混凝剂、A12（SO4）3（10g/L）混凝剂。3、 调节污泥（每组加一种混凝剂），采用FeCl3混凝剂时加量分别为干污泥质量的0（不加混凝剂）、2%、4%、6%、8%、10%。4、 在布氏漏斗上（直径65〜80mm）放置滤纸，用水润湿，贴紧周边。5、 开动真空泵，调节真空压力，大约比实验压力小1/3.［实验时真空压力采用266mmHg（35.46kPa）或532mmHg（70.93kPa）］时关掉真空泵。6、 加入100mL需实验的污泥于布氏漏斗中，开动真空泵，调节真空压力至实验压力；开始启动秒表，并记下开动时计量管内的滤液V07、 每隔一段时间（开始过滤时可每隔10s或15s，滤速减慢后可每隔30s或60s）记下计量管内相应的滤液量V。8、 一直过滤至真空破坏，如真空长时间不破坏，则过滤20min后即可停止。9、 关闭阀门，取下滤饼放入称量瓶内称量。10、 称量后的滤饼于105°C的烘箱内烘干称量。11、 计算出滤饼的含水率，求出单位体积滤液的固体量⑪五、实验数据及结果整理1、测定并记录实验基本参数，记录格式如下：TOC\o"1-5"\h\z实验日期 年—月 日实验真空度（MPa） 原污泥的干重W0= g,原污泥的固体浓度C0= g/L加A12（SO4）3 mg/L,滤饼干重W1= g，Cb1= g/L加FeCl3 mg/L,滤饼干重W2= g，Cb2= g/L

未加混凝剂的滤饼干重W3= g,Cb3= g/L2、根据测得的滤液温度T(°C)计算动力黏滞度卩(Pa・s)0.00178卩=1+0.337T+0.000221T23、将实验所得数据按表记录并计算表1实验记录计算表不加混凝剂的污泥加 混凝剂的污泥t/s计量筒内滤液V/mL滤液量V=v‘-V/mLt/Vs/mL计量筒内滤液V/mL滤液量V=v-V/mLt/Vs/mL000153045607590105120n4、求得b。tan0=—=b以V为纵坐标，V为横坐标作图，其直线率为4、求得b。5、根据原污泥的及滤饼的固体浓度求出叽6、 列表计算比阻值(表2比阻值计算表)。7、 以比阻为纵坐标，混凝剂投加量为横坐标，作图求最佳投加量。表2比阻值计算表污污污污混Lg2泥泥凝n含固剂m水体用比浓量=b/%度/%/(s/cm6)/(g/cm3)k=沁皿+滤纸重量/g皿+滤纸滤饼湿重/g皿+滤纸滤饼干重/g滤饼含水比/%单位面积滤液的固体量&/(g/cm2)比阻值r/(S2/g)布氏漏斗d/cm过滤面积F/cm2面积平方F2/cm4滤液黏度/[g/(cm.s)]真空压力P/(g/cm2)K值/(s.cm3)六、注意事项1、检查计量管与布氏漏斗之间是否漏气。2、滤纸称量烘干，放到布氏漏斗内，要先用蒸馏水湿润，而且用真空泵抽吸一下，滤纸要贴紧不能漏气。3、污泥倒入布氏漏斗内时，有部分滤液流入计量筒，所以正常开始实验后记录量筒内滤液体积V0。