活性污泥比阻地测定实验报告材料

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一、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。

二、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。

V=pFt

μR

(mL) (1−1)

过滤阻力包括滤渣阻力 R

z 和过滤隔层阻力 R

g

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（1-1）改写成微分形式（1-2）：

ⅆV ⅆt =

pF

μ(R z+R g)

(1−2)

由于只 R

g 比 R

z

相对来说较小，为简化计算，姑且忽略不计。

ⅆV

ⅆt

=

pF

μα′δ

=

pF

μα′

C′V

F

(1−3)

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（1-3）式可改写为：

ⅆV ⅆt =

pF2

μαCV

(1−4)

式中，α为污泥比阻，在 CGS 制中，其量纲为 s2/g，在工程单位制中其量纲为 cm/g。在定压下，在积分界线由 0 到 t 及 0 到 V 内对式（1-4）积分，可得：

t V =

μαC

2pF2

⋅V (1−5)

式(1-5)说明在定压下过滤，t/V 与 V 成直线关系，其斜率为：

b=t∕V

V

=

μαC

2pF2

α=2pF2

μ

⋅

b

C

=K

b

C

(1−6)

因此，为求得污泥比阻，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。

C 的求法。根据所设定义：

C=(Q0−Q y)C d

Q y

(g滤饼干重/mL滤液) (1−7)

式中：Q

——污泥量，mL；

Q

y

——滤液量，mL；

C

d

——滤饼固体浓度，g/mL。

根据液体平衡 Q

o = Q

y

+ Q

d

根据固体平衡 Q

o C

o

= Q

y

C

y

+ Q

d

C

d

式中：C

——污泥固体浓度，g/mL；

C

y

——污泥固体浓度，g/mL；

Q

d

——污泥固体滤饼量，mL。可得：

Q y=Q0(C0−C d) C y−C d

代入式（1-7），化简后得：

C=(Q0−Q y)C d

Q y

(g滤饼干重/mL滤液) (1−8)

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。

C=

1

100−C i

C i−

100−C f

C f

(g滤饼干重/mL滤液)

式中：C

i

——l00g 污泥中的干污泥量；

C

f

——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%。

C=

1

100−2.3

2.3−

100−20

20

=

1

38.48

=0.0260(g/mL)

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 FeCl

3，A1

2

(SO

4

)

3

等投加量，一般为干污泥质量的 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、实验内容

3.1 实验设备与试剂

滤纸若干，烘箱1个，分析天平1台，FeCl

3

10g/L，具塞玻璃量筒1个，抽滤筒1个，真空泵1台，布氏漏斗1个，真空表1块，秒表1个。

3.2 实验装置

实验装置如图 3-1 所示。