实验六-污泥过滤脱水-污泥比阻的测定实验

word文档可自由复制编辑水污染控制工程实验污泥过滤脱水—污泥比阻的测定实验实验报告1实验目的（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）掌握确定污泥的最佳泥凝剂投加量。2实验原理污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，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。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。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t（s）成正比；而与过滤阻力R(cm*s2/mL），滤液黏度μ[g/(cm*s)]成正比。过滤阻力包括滤渣阻力Rz和过滤隔层阻力Rg构成。而阻力只随滤渣层的厚度增加而增大，过滤速度则减少。因此将式(6-1)改写成微分形式。由于只Rg比Rz相对说较小，为简化计算，姑且忽略不计。式中：α’——单位体积污泥的比阻；δ——滤渣厚度；C’——获得单位体积滤液所得的滤渣体积。如以滤渣干重代替滤渣体积，单位质量污泥的比阻代替单位体积污泥的比阻，则(6-3)式可改写为式中，α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(6-4)积分，可得式(6-5)说明在定压下过滤，t／V与V成直线关系，其斜率为需要在实验条件下求出b及C。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6-1)。图6-1图解法求b示意图图6-1图解法求b示意图C的求法。根据所设定义式中Q0——污泥量，mL；Qy——滤液量，mL；Cd——滤饼固体浓度，g/mL。根据液体平衡Q0＝Qy+Qd根据固体平衡Q0C0＝QyCy+QdC式中Co——污泥固体浓度，g／mL；Cy——污泥固体浓度，g／mL；Qd——污泥固体滤饼量，mL。可得代入式（6-7），化简后得上述求C值的方法，必须测量滤饼的厚度方可求得，但在实验过程中测量滤饼厚度是很困难的且不易量准，故改用测滤饼含水比的方法。求C值。式中Ci——l00g污泥中的干污泥量；Cf——100g滤饼中的干污泥量。例如污泥含水比97.7％，滤饼含水率为80％。一般认为比阻在109～1010s2/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％。3实验设备与试剂(1)实验装置如图6-2。图6-2比阻实验装置图1–真空泵；2–吸滤瓶；3–真空调节阀；4–真空表；5–布式漏斗；6–吸滤垫；7–计量管(2)秒表；滤纸。(3)烘箱。(4)FeCl3、A12(SO4)3。(5)布氏漏斗。4实验方法与操作步骤(1)测定污泥的含水率，求出其固定浓度C0。(2)配制FeCl3(10g/L)和A12(SO4)3(10g/L)混凝剂。(3)用FeCl3混凝剂调节污泥(每组加一种混凝剂)，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，贴紧周底。(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)]关掉真空泵。(6)加入l00mL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；达到此压力后，开始起动秒表，并记下开动时计量管内的滤液V0。(7)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)记下计量管内相应的滤液量。(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人称量瓶内称量。(10)称量后的滤饼干105℃(11)计算出滤饼的含水比，求出单位体积滤液的固体量C0。(12)量取加A12(SO4)3混凝剂的污泥(每组的加量与Fecl3量相同)及不加混凝剂的污泥，按实验步骤(2)～(11)分别进行实验。5实验报告记载及数据处理(1)测定并记录实验基本参数实验日期：2014年4月22日原污泥的含水率及固体浓度C0：96%实验真空度/mmHg不加混凝剂的滤饼的含水率加混凝剂滤饼的含水率(2)将布氏漏斗实验所得数据按下表记录并计算。表1：布氏漏斗实验所得数据t/sV'/mLV=V'-V0/mLt/V/(s/mL)0%混凝剂2030300.6675039391.28210249492.08212052522.30814055552.54516559592.79718062622.90321065653.23125070703.57128574743.85131077774.02636982824.5002%混凝剂4558500.9005061530.9436065571.05311888801.47513993851.635166100921.804192106981.9594%混凝剂1040250.4002050350.5713058430.6984065500.8005575600.9177081661.0619090751.20011098831.325120101861.395130105901.444150109941.5961701151001.7006%混凝剂1063400.2502578550.4553988650.6005093700.7146599760.85585108851.000105115921.141120121981.2248%混凝剂1050200.5002060300.6673068380.7895080501.0008095651.231100105751.333120113831.446140120901.556160127971.6491701301001.70010%混凝剂1070300.3333090500.60053107670.79168115750.90783123831.00098130901.089110135951.1581201401001.2001371451051.3051521501101.3821701551151.4781841601201.5332041651251.632(3)以t／V为纵坐标，V为横坐标作图，求b。从上图可知，不同投药量的b值为：b1=0.0726b2=0.0217b3=0.0169b4=0.0175b5=0.0148b6=0.0135(4)根据原污泥的含水率及滤饼的含水率求出C。如下表所示：(5)列表计算比阻值α(表6-2比阻值计算表)。表2：比阻值计算表污泥含水率%96%污泥固体浓度/g/cm31.0356混凝剂用量/%01.534.45.87.5b/s/cm60.07260.02170.01690.01750.01480.0135K=2pF^2/μ漏斗内径d/cm7过滤面积F/cm238.465F^2/cm41479.556225粘度μ/g/(cm.s)0.01006真空压力p/g/cm2408.163K值/(s.cm3)120059663.5皿+滤纸质量/g42.209846.053145.409545.489543.40443.9806皿+滤纸滤饼湿质量/g57.405361.856463.598165.516562.467262.0348皿+滤纸滤饼干质量/g47.787451.181255.520851.197450.119150.3366滤饼含水率/%63.2943963767.5504544.408585671.4989763864.7745394364.79489537单位体积固体浓度C/g/cm30.0448921280.0456240.0431012910.0465303390.0451240240.045127366比阻α/s2/g194161693.6157103613.6347075348.9045154283.1439377761.1535916243.27(6)以比阻为纵坐标，混凝剂投加量为横坐标，作图求出最佳投加量。从上图中可以看出，随着混凝剂投加量的增加，污泥比阻也在不断下降，故当污泥投加量最大为10%为最佳投药量。6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，而后再用真空泵抽吸一下，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。(4)污泥中加混凝剂后应充分混合。(5)在整个过滤过程中，真空度确定后始终保持一致。7