实验三污泥比阻测定实验

污泥比阻测定实验

一、实验目的

1、通过实验进一步理解比阻的概念，并掌握测定污泥比阻的实验方法；

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、实验意义

污泥比阻（或称比阻抗）是表示污泥脱水性能的综合性指标。污泥比阻越大，脱水性能越差，反之脱水性能越好。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，滤液通过单位的泥饼产生单位滤液流率所需要的压差。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。

三、实验装置及实验原理

（1）实验装置的组成：

1、真空泵1台

2、250ml计量筒1个

3、抽气接管1套

4、布氏漏斗1个

5、吸滤筒1个

6、真空表1只

7、实验台架1套8、连接管道、电源开关等1套

整体外形尺寸：500mm×500mm×1300mm每次测定污泥用量50—100ml，

真空压力35.5——70.9 kpa，

测定时间20—40min。

吸滤筒尺寸：直径×高度=Φ150mm×250mm

布氏漏斗的内径为70 mm

污泥比阻测定装置示意图

（2）实验原理：

1、污泥脱水 将污泥的含水率降低到85%以下的操作叫污泥脱水。污泥经脱水后具有固体特性（成块或饼状），并与运输和最终处理。常用的脱水方法有真空过滤、压滤、离心等。污泥机械脱水是以过滤介质两面的压差作为动力，达到泥水分离和污泥浓缩的目的。 影响污泥脱水的因素较多，主要有：污泥浓度（或含水率） 污泥种类及性质 污泥预处理方法 压力差

过滤介质种类、性质 过滤基本方程式为

V pA

r V t 22ω

μ= （式1） 式中 t ——过滤时间，s

V ——滤液体积，m 3 P ——真空度，Pa A ——过滤面积，m 2

μ——滤液的动力黏滞系数Pa ·s ，查表所得

ω——过滤单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体质量kg/m 3 r ——比阻s 2/g 或m/kg

过滤基本方程式给出了在压力一定的条件下，滤液的体积与时间t 的函数关系，指出了过滤面积A 、压力p 、污泥性能ω、γ值对过滤的影响。

(2)参数b 的确定：

B 是通过直线确定的，直线段点较多，求的b 较准确，反之，误差就大。实践证明，重力过滤时间不同时引起b 变化的重要原因，污泥加药后放置过久，过滤介质过于稀松等都是引起b 变化的原因，并且在计算时采用的方法也会影响b 值的确定，可以采用Excel 制图，一元线性回归法进行，实现更精准的确定。

(3)过滤面积A 的确定：

过滤面积的确定和计算，有人认为有效面积是布氏漏斗面积的75%，也有人认为是整个布氏漏斗的底面积。此实验中滤纸放在布氏漏斗底部，污泥是放在滤纸上过滤的，滤纸

的孔道很小、密，污泥水分是通过这些孔道滤出，滤液通过滤纸孔道时的阻力就是过滤介质的阻力，因此选定布氏漏斗的整个底面积作为有效面积。

（3）压力P 的确定

污泥可分为不可压缩和可压缩两类。对于不可压缩污泥，压力的变化不会引起颗粒变形，滤饼中滤液的孔道也不会因压力的变化而改变。对于可压缩的污泥，在压力作用下，颗粒会变形，随压力增加颗粒被压缩并挤进过滤孔道，孔道变小，阻力增大，比阻随压力增大而增加。因此应采用较为合适的P ，对于城市污水厂生物处理后的污泥，采用0.05-0.07MPa 为宜。

2、污泥比阻及其测定方法 污泥比阻r 时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产生的阻力。即单位过滤面积上滤饼单位干重所具有的阻力。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。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。 将过滤方程改写为

bV v

t

= （式2） 则 ωμb pA r ∙=22 （式3） 以抽滤实验为基础，测定一系列的t~V 数据，即测定不同过滤时间t 时滤液量V ，并以滤液量V 为横坐标，以t/V 为纵坐标，所得直线斜率为b 。然后由（式3）即可计算出新测污泥的比阻r 。

ω得求法 根据所设定义有 y

b

y Q c Q Q )(0-=

ω（g 滤饼干重/mL 滤液） （式4）

式中 Q0——过滤污泥量，mL

Qy ——滤液量，mL Cb ——滤饼固体浓度g/mL

根据液体平衡d

y Q Q Q +=0

根据固体平衡d d y y C Q C Q C Q +=00

式中：C 0——污泥固体浓度，g/ml ；

Cy ——污泥固体浓度，g/ml ； Q d ——污泥固体滤饼量，ml 。

可得 ()

d

y D y C C C C Q Q --=

00

代入式4，化简后得

()y

d y Q C Q Q

-=

ω

上述求ω值的方法，必须测量滤饼的厚度方可求得，但在实验郭成章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ω值。

f

f

i i C C C C ---=

1001001

ω

一般认为比阻在109~1010s 2/g 的污泥难以过滤，比阻小于0.4×109s 2

/g 的污泥容易过滤。 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。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。滤饼的性质可分为两类，一类为不可压缩性滤饼，如沉砂，初沉池污泥和其它无机污泥；另一类为可压缩性滤饼，如活性污泥，在压力的作用下，污泥会变形。

在污泥脱水中，往往要进行化学药剂来调节污泥脱水性能，通过向污泥中投加混凝剂降低污泥比阻，以改善污泥脱水性能，影响化学调节效果的因素主要有污泥本身性质，混凝剂的种类、浓度、投加量以及化学反应时间。可以在相同实验条件下，通过污泥比阻实验选择不同药剂、浓度、投量、反应时间的最佳实验条件。

四、实验设备、仪器及用具

烘箱、秒表 、快速滤纸（7cm ）、电子天平、混凝剂配制容器、100ml 量筒2个、洗瓶、培养皿2个、移液管、镊子等。

五、实验步骤

1、测定污泥的含水率，求出其固体浓度C 0 ；

用量筒量取100ml 的污泥，放入蒸发皿中，并称重记录数据C 1；然后置于烘箱中烘干至恒重，冷却后称其质量，并记录数据C 2。

C 0=C 2/ C 1

2、取干燥后的培养皿和滤纸，用电子天平称取其重量，并记录M0；然后取称量后的滤纸放置在布氏漏斗底部，用水润湿，贴紧周边。

3、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532 mmHg(70.93kPa)]时关掉真空泵。

4、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