污泥比阻实验方案

污泥比阻实验记录表 时间 t(s) 量筒内滤液体积 滤液量 V=V1-V0(ml) t/V(s/ml)
V1(ml)
六．注意事项 1. 混凝剂加入到污泥中以后，要充分搅拌混合。 2. 滤纸烘干称重后，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，使 滤纸紧贴不漏气。 3. 污泥倒入布氏漏斗内有部分滤液流入量筒，所以在开始计时时应记录量筒内滤液体积 V0 七．数据处理整理 1. 利用图解法或线性回归求解 b 2. 根据污泥固体浓度和泥饼固体浓度求ω 3. 计算实验条件下的污泥比阻γ 4. 对正交实验结果进行分析，找出影响主要因素和较佳条件。 八．思考题 1. 污泥比阻的大小与污泥固体浓度是否有关，若有关系，它们是怎样的关系？ 2. 在上述实验结果条件下，重新编排一张正交表，以便通过实验能得到更好的污泥脱水条 件。 3.如何解决污泥比阻实验中滤液读数不准和滤纸易破问题 九．结语 污泥比阻测定是水处理实验技术中常做的实验之一， 统一实验中各个参数的确定方法和解决 实验中的一些实际问题， 对于实验的可操作性和结果关系重大， 我们的实践总结和探索可为 相同类型实验提供可鉴之处。 参考文献 1. 俞庭康，刘涛，沈洪.污泥比阻实验中几个问题的探讨【J】. 实验室研究与探索，2009 （1） ：68-69,135 2. 张自杰，林荣忱，金儒霖.排水工程（下册第四版） 【M】.北京：中国建筑工业出版社， 2000:386 3. 章非娟，徐竟成.环境工程实验【M】.北京：高等教育学，2006:153-159 4. 李桂柱.给水排水工程水处理实验技术【M】.北京：化学工业出版社，2005：221-224 5． 吴俊奇， 李燕城.水处理实验技术 （第三版） 【M】 .北京： 中国建筑工业出版社， 2009:226-230
=
(V 0 −V y )C b Vy
……………………④
式中ω ——滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体质量，kg/m3 V0 ——原污泥体积，ml Vy——滤液体积，ml Cb——滤饼固体浓度，g/ml 由②可得比阻γ 值。一般认为比阻γ 与污泥过滤性能的关系如下： 8 2 γ =（1—10）×10 s /g,污泥为难过滤的 9 2 γ =（0.5—0.9）×10 s /g,污泥过滤性能为中等； 9 2 γ ＜0.4×10 s /g，污泥易过滤。 式中各参数确定 ⑴ 动力粘滞度 µ 的确定： 动力粘滞度 µ 与污泥比阻γ 成反比，因此，µ 大对污泥过滤脱水不利。污泥比阻实验的 过程类似于真空过滤， 滤出液是污泥中除内部水以外的水份， 其动力粘滞度可用粘度计来测 定。由于水的动力粘滞度与水温有关可用水力学经验公式来确定如下：
污泥比阻实验
一．研究意义和研究现状 城市生活和工业生产活动产生了大量生活污水， 工业废水。 这些污水或废水经污水处理 厂处理后，都产生大量污泥，且这些污泥具有含水率高、体积大、流动性大的特点。为便于 污泥的运输、储藏、堆放和利用，在最终处置之前都要求进行污泥脱水，要高效率的脱水需 根据污泥脱水性能的优劣选择合适的脱水方法，因此，测定污泥脱水性能，对选择脱水方法 具有重要意义。 目前污泥脱水最常用的方法是过滤， 表征脱水性能指标的测定方法是比阻测定法和毛细 管吸附时间（CTS）法，各有优缺点。但因 CST 要求较高，难于实现，我们采用比阻测定法， 即布氏漏斗试验法来进行测定。污泥比阻是表示污泥脱水性能的综合指标；污泥比阻越大， 污泥脱水性能越差。 通过试验可以测定污泥脱水性能， 以作为选择污泥脱水工艺及其设备的 依据，并为设备提供运行参数，对工程实践具有极其重要的意义。 二．实验目的 1. 进一步理解污泥比阻的概念。 2. 掌握评价污泥性能的基本方法。 3. 掌握确定污泥脱水的脱水剂种类、浓度以及投药量的方法。 三．实验原理 经过重力浓缩或消化后的污泥含水量大约为 97%，体积仍较大，不便运输及处置，因此，需 经过脱水以减小体积，常用的脱水方式为机械脱水，主要有真空吸滤、压力过滤、离心脱水 等方法。 机械污泥脱水是以过滤介质两侧的压力差为动力，使水通过介质，而污泥被截留下来，从而 实现泥水分离。 影响污泥脱水效果的因素主要有原污泥浓度、污泥性质及含水率、污泥预处理的工艺、脱水 时压差的大小、过滤介质的种类及性质等。 过滤的基本方程为
3.按正交表给出的实验内容进行污泥比阻测定 a.测定污泥含水率，并求其污泥浓度。 b.按正交表所要求的浓度，配制混凝剂 c．布氏漏斗中放置滤纸，用水喷湿，开动真空泵，使量筒中成为负压，滤纸紧贴漏斗，关 闭真空泵。 d． 将 100ml 用混凝剂调好的泥样倒入漏斗， 使其依靠重力过滤 1min； 然后再次开动真空泵， 将压力调至试验压力，用秒表计时，在过滤过程中，要不断调节压力阀门，使污泥在一定压 力条件下过滤脱水。 e.记录不同过滤时间 t 的滤液体积 V f.记录当过滤到泥面出现龟裂，或滤液达到 85ml 时，所需时间 t g.测定滤饼厚度和固体浓度 h．记录数据于下表
μ=
0.00178 1+0.0337T+0.0源自文库0221 T 2
…………………………⑤
其中 T 为滤出水温度（℃） 。 ⑵ 参数 b 的确定： b 是通过直线确定的，直线段点较多，求得的 b 较正确，反之，误差就大。实践证明，重力 过滤时间不同是引起 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。 ⑶ 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的面积 75%，也有人认为是整个布氏 漏斗整个底面积。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， 污泥水份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。 ⑷ 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， 阻力增加， 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。 在污泥脱水中， 往往要进行化学药剂来调节污泥脱水性能， 通过向污泥中头家混凝剂降 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．设备及用具 1. 分析天平
2. 秒表，滤纸 3. 抽滤瓶 4. 混凝剂：FeCl3、FeSO4、Al2(SO4)3. 5. 烘干箱 实验装置如下
五．步骤及数据记录 1. 取消化污泥作为待测污泥。 4 2. 利用 L9（3 ）正交表，按下列因素水平表安排污泥比阻实验。 水平 混凝剂种类 1 2 3 FeCl3 FeSO4 Al2(SO4)3 因素 药剂浓度（%） 加药体积（ml） 反应时间（s） 5 10 15 1 5 10 20 40 60
Rf t = μγω2 ∙ V + μ V PA 2PA
……………………
①
式中 t——过滤时间，s V——滤液体积，m3 P——真空度，Pa A——过滤面积，m2 µ ——滤液动力粘滞度，Pa·s 2 γ ——比阻，s /g 或 m/kg Rf——过滤介质阻抗（1/m） ω ——滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体质量，kg/m3 式子表示在压力一定的条件下，滤液的体积 V 与过滤时间 t 的函数关系，以及过滤面积 A、 真空度 P、污泥性能 µ 、γ 值等对过滤的影响。 污泥比阻γ 值是表示污泥可过滤性的综合指标。 它表示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，即单位过滤面积上滤饼单位干重所具有的阻力。在权值上 等于动力粘滞度为 1 时，滤液通过单位质量的滤饼，产生单位滤液的流量所需要的压差，其 2PA b 大小为 γ= × (mg/L)……………………② μ ω
由于上式是通过实验推导而来，参数 b、ω 均要通过实验测定，不能用公式直接计算， 而 b 为过滤基本方程式①中 t/V-V 直线斜率b =
μγω 2 ……………………③ 2PA
所以可以通过定压抽滤实验，测定不同过滤时间 t 时滤液量 V，然后以滤液量 V 为横坐 标，以 t/V 为纵坐标绘图，所得直线斜率即为 b。 根据定义，可以求得ω