12(专)污泥比阻测定实验

1、 实验十二污泥比阻测定实验实验目的污泥按来源可分为初沉污泥、剩余污泥、腐殖污泥、消化污泥和化学污泥。按性质又可以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，使得污泥的脱水性能也各不相同。为了评价和比较各种污泥的脱水性能的优劣，也为了确定污泥机械脱水前加药调理的投药量，常常通要通过实验来测定污泥脱水性能的指标一一污泥比阻(也称比阻抗)。本实验的目的：掌握用布氏漏斗测定污泥比阻的方法；了解和掌握加药调理时混凝剂的选择和投加量确定的实验方法；实验原理污泥比阻是表示污泥过滤性能的综合性指标，定义：单位重量的污泥在一定压力下单位面积上的阻力。在数值上等于粘度为1时，滤液通过单位重量的泥饼产生

2、单位滤液流率所需要的压力。求此值的作用是比较不同的污泥(或同一种污泥加入不同量的混凝剂后)的过滤性能、污泥比阻越大，过滤性能越差。反之，污泥脱水性能就越好。过滤时V(mL)与压力降P(过滤时的压强降g/cm2)、过滤面积F(cm2)、过滤时间t(s)成正比，而与过滤阻力R(cms2/mL)、滤液粘度Mg/(cms)成反比，即过滤时：(121)式中：V滤液体积，mL；P过滤压力，g/cm2；F过滤面积，cm2；t过滤时间，s；卩滤液粘度，g/cms；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，取决于滤饼性质，cms2/mL；过滤阻力R由滤饼阻力Rz和过滤隔层阻力Rg构成。而阻力R随滤渣

3、层的厚度增加而增大。过滤速度则减少，因此将(121)式改成微分形式122)dVpF、dt卩(R+R)zg由于R比R相对较小，为简化计算，姑且忽略不计，则将上式进一步改写成微分形式:gzdV_pF_PF_PF2dt卩rii.，.CV卩，rCVlxrF123）式中：以滤渣干重代替滤渣体积，单位质量的污泥比阻代替单位体积的污泥比阻r单位体积污泥比阻；r单位质量污泥比阻，s2/g；C一获得单位体积滤液的干固体（滤渣）体积（g/cm3）。C一单位体积滤液的干固体重量（g/cm3）。5率饼厚度；式中r为污泥比阻，在定压下将（12-3）式对时间积分（Oft）可得：-=匕二.V+常数（124）V2PF2XrC

4、2pF2s/mL2)式（124）说明，在定压下过滤，t/V与V成直线关系。其直线的斜率为（设为b）：=0.0260(g/ml)由此推导出污泥比阻r:2pF2bbr=匸=KQ(s2/g)(125)iCC因此，要求得污泥比阻，只需要在实验条件下求得b及C即可。b的求法：在定压下（真空度保持不变），通过测定一系列tV数据，用图解法（下图）求出斜率b；C值的求法（含水率法）在实验过程中测量滤饼厚度是很困难的而且不准确改用测滤饼含水率的方法，求C值：1C=100_C100_C（g滤饼干重/mL滤液）l-f-CCif式中C1OOg污泥中的干污泥；iCf1OOg滤饼中的干污泥。例如：污泥含水率97.7%，滤

5、饼含水率80%，则11C100-2.3-100-2038.482-20C值或者用下式计算:C-CC=才匸（g/ml）CCb0mm其中：C=T4，滤饼固体浓度，g/mL；bmm23mm污泥固体浓度，g/mL;C=310100ml（污泥混合液）假设取污泥水样lOOmL,则mi滤纸质量，m2泥饼质量（湿的）+滤纸质量,m3泥饼质量（干的）+滤纸质量。国际单位（SI）中，比阻r的单位是m/kg或cm/g；在工程制（CGS）中，比阻单位：s2/g,各单位的换算关系：因素工程制（CGS）单位换成（SI）单位乘以换算因子比阻（r）s2/gm/kg或cm/g9.81X103压力（P）g/cm2Pa或N/m29

6、.81X10动力粘滞系数（“）泊或g/（cms）Pas或sN/m21.00X10-1一般认为：比阻在101210i3cm/g的污泥为难过滤的污泥，比阻在（0.50.9）X1012cm/g的污泥为中等，比阻小于0.4X1012cm/g的污泥为容易过滤。初沉污泥的比阻一般为（4.616.08）X1012cm/g；活性污泥的比阻一般为（1.652.83）X1013cm/g；腐殖污泥的比阻一般为（5.988.14）X1012cm/g；消化污泥的比阻一般为（1.241.39）X1013cm/g；这四种污泥均属于难过滤污泥。一般认为进行机械脱水时，较为经济和适宜的污泥比阻是（9.8139.2）X1010c

7、m/g之间，故这四种污泥在进行机械脱水前必须进行调理。加药调理（投加混凝剂）是减小污泥比阻、改善污泥的脱水性能最常用的方法。对于上述污泥：无机混凝剂如氯化铁、硫酸铝等投加量一般为污泥干重的510%高分子混凝剂如聚丙烯酰胺投加量一般为干污泥量的0.10.3%聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铁（PFS）等，投加量一般为干污泥量的13%。消石灰投加量2040%,作用是在pH大于12的情况下产生大量的Ca（OH）2絮体物，使污泥颗粒产生凝聚作用。实验设备真空抽滤实验装置（如图）、秒表、电子天平、烘箱等。1.真空泵2.吸滤瓶3.真空泵调节阀4.真空表5.布氏漏斗6.计量管1-真空泵；2-吸滤瓶；3-真空调

8、节阀；4-真空表；5-布式漏斗；6-吸滤垫；7-计量筒四实验步骤实验前将待测污泥混合液搅拌均匀。取污泥混合液100mL进行（平行两次）实验。在污泥比阻实验装置的布氏漏斗上（直径6580mm）放置滤纸（之前剪切与布氏漏斗同大小），用水润湿，贴紧周边和底部。开动真空泵，用调节阀调节真空压力为比实验压力的1/3（实验时压力为0.035MPa或者0.071MPa，对应的真空度266mmHg和532mmHg）,抽滤30s左右，关闭真空泵，倒掉计量筒内的水。4加入100ml实验污泥混合液（不加混凝剂）于布氏漏斗中，使其依靠重力过滤1min,并记下计量管内的滤液V0,然后启动真空泵调节至实验压力。同时启动秒

9、表计时，在整个实验过程中，观察压力表并保证在实验压力下试验。5每隔一定时间（开始过滤时可每隔10s或15s，滤速减慢后可隔30s或60s）记下计量管内的滤液体积V,填入表12-2中。6.一直过滤至真空破坏（滤饼破裂），如真空长时间不破坏，则过滤1015min（或者更长时间直至泥饼形成为止）后即可停止；关闭阀门，取下滤饼放入称量瓶内精确称重；称重后的滤饼于105r的烘箱内烘干，冷却，精确称重。计算C和C,进一步求得C值。0b五实验结果整理将实验所得数据按表12-1，12-2记录，并完成表格。根据测得的滤液温度TCC）,计算动力粘滞度M:(Pas)0.001781+0.0337T+0.000221

10、T23计算C值。以t/V为纵坐标，V为横坐标绘图（必须用坐标纸），图解法求b值。计算实验情况下的污泥比阻r,并说明污泥脱水性能（污泥比阻最小说明什么）？六注意事项污泥中加混凝剂后应充分混合，在整个过滤中，抽真度应始终达到实验压力。量筒中水量少不便读数时，可以补充一定量水，使得水面高过最低刻度便于读取数值表示结果和判断污泥过滤情况时请注意单位之间的换算！表121计算滤饼固体浓度（C）和污泥固体浓度（C）原始数据表111b10种类平行样滤纸质里b:;1泥饼质量（湿的）+滤纸质里r-01泥饼质量（干的）+滤纸质量不加混凝剂12CCOC表122计算污泥比阻r实验数据记录表滤饼固体浓度C混凝剂种类不加g/mL；污泥固体浓度Cg/mL；实验压力g/cm2；混凝剂：布氏漏斗直径cm；过滤面积cm2t/(S)计量筒滤液量V（mL）滤液量V=v