污泥過濾脫水實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)六 污泥過濾脫水污泥比阻的測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：水污染控制工程實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：101 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）通過實(shí)驗(yàn)掌握污泥比阻的測(cè)定方法。（2）掌握用布氏漏斗實(shí)驗(yàn)選擇混凝劑。（3）掌握確定污泥的最佳泥凝劑投加量。2 實(shí)驗(yàn)原理污泥比阻是表示污泥過濾特性的綜合性指標(biāo)，它的物理意義是：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的污泥在一定壓力下過濾時(shí)在單位過濾面積上的阻力。求此值的作用是比較不同的污泥（或同一污泥加入不同量的混合劑后）的過濾性能。污泥比阻愈大，過濾性能愈差。過濾時(shí)濾液體積V（mL）與推動(dòng)力p（過濾時(shí)的壓強(qiáng)降，g/cm2），過濾面積F（cm2），過濾時(shí)間t（s）成正比；而與過濾阻力R (cm*s2/mL

2、），濾液黏度g/(cm*s)成正比。 (6-1)過濾阻力包括濾渣阻力Rz和過濾隔層阻力Rg構(gòu)成。而阻力只隨濾渣層的厚度增加而增大，過濾速度則減少。因此將式(6-1)改寫成微分形式。 (6-2)由于只Rg比Rz相對(duì)說較小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，姑且忽略不計(jì)。 (6-3)式中： 單位體積污泥的比阻； 濾渣厚度；C 獲得單位體積濾液所得的濾渣體積。 如以濾渣干重代替濾渣體積，單位質(zhì)量污泥的比阻代替單位體積污泥的比阻，則(6-3)式可改寫為 (6-4)式中，為污泥比阻，在CGS制中，其量綱為s2/g，在工程單位制中其旦綱為cm/g。在定壓下，在積分界線由0到t及0到V內(nèi)對(duì)式(6- 4)積分，可得 (6-5) 式

3、(6-5)說明在定壓下過濾，tV與V成直線關(guān)系，其斜率為 (6-6) 需要在實(shí)驗(yàn)條件下求出b及C。 b的求法。可在定壓下(真空度保持不變)通過測(cè)定一系列的tV數(shù)據(jù)，用圖解法求斜率(見圖6-1)。C的求法。根據(jù)所設(shè)定義圖6-1 圖解法求b示意圖 (6-7)式中 Q0污泥量，mL；Qy濾液量，mL；Cd濾餅固體濃度，g/mL。根據(jù)液體平衡Q0Qy+Qd根據(jù)固體平衡Q0C0Qy Cy+Qd Cd式中 Co污泥固體濃度，gmL； Cy污泥固體濃度，gmL； Qd污泥固體濾餅量，mL。可得 代入式（6-7），化簡(jiǎn)后得 (6-8) 上述求C值的方法，必須測(cè)量濾餅的厚度方可求得，但在實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)量濾餅厚度是

4、很困難的且不易量準(zhǔn)，故改用測(cè)濾餅含水比的方法。求C值。 式中 Cil00g污泥中的干污泥量； Cf100g濾餅中的干污泥量。例如污泥含水比97.7，濾餅含水率為80。一般認(rèn)為比阻在1091010s2/g的污泥算作難過濾的污泥，比阻在(0.50.9)*109s2/g的污泥算作中等，比阻小于0.4*109s2/g的污泥容易過濾。 投加混凝劑可以改善污泥的脫水性能，使污泥的比阻減小。對(duì)于無機(jī)混凝劑如FeCl3，A12(SO4)3等投加量，一般為污泥干質(zhì)量的510高分子混凝劑如聚丙烯酰胺，堿式氯化鋁等，投加量一般為干污泥質(zhì)量的1。3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑 (1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖6-2。圖6-2 比阻實(shí)驗(yàn)裝置圖1

5、真空泵；2吸濾瓶；3真空調(diào)節(jié)閥；4真空表；5布式漏斗；6吸濾墊；7計(jì)量管(2)秒表；濾紙。(3)烘箱。(4)FeCl3、A12(SO4)3。(5)布氏漏斗。4 實(shí)驗(yàn)方法與操作步驟(1) 測(cè)定污泥的含水率，求出其固定濃度C0。(2) 配制FeCl3 (10g/L)和A12(SO4)3(10g/L)混凝劑。(3) 用FeCl3混凝劑調(diào)節(jié)污泥(每組加一種混凝劑)，加量分別為干污泥質(zhì)量的0(不加混凝劑)，2，4，6，8，10。(4) 在布氏漏斗上(直徑6580mm)放置濾紙，用水潤(rùn)濕，貼緊周底。(5) 開動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力，大約比實(shí)驗(yàn)壓力小1/3實(shí)驗(yàn)時(shí)真空壓力采用266mmHg(3546kPa)或

6、532mmHg(7093kPa)關(guān)掉真空泵。(6) 加入l00mL需實(shí)驗(yàn)的污泥于布氏漏斗中，開動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力至實(shí)驗(yàn)壓力；達(dá)到此壓力后，開始起動(dòng)秒表，并記下開動(dòng)時(shí)計(jì)量管內(nèi)的濾液V0。(7) 每隔一定時(shí)間(開始過濾時(shí)可每隔10 s或15s，濾速減慢后可隔30 s或60s)記下計(jì)量管內(nèi)相應(yīng)的濾液量。(8) 一直過濾至真空破壞，如真空長(zhǎng)時(shí)間不破壞，則過濾20min后即可停止。(9) 關(guān)閉閥門取下濾餅放人稱量瓶?jī)?nèi)稱量。(10) 稱量后的濾餅干105的烘箱內(nèi)烘干稱量。(11) 計(jì)算出濾餅的含水比，求出單位體積濾液的固體量C0。(12) 量取加A12(SO4)3混凝劑的污泥(每組的加量與Fecl3量

7、相同)及不加混凝劑的污泥，按實(shí)驗(yàn)步驟(2)(11)分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告記載及數(shù)據(jù)處理(1)測(cè)定并記錄實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)實(shí)驗(yàn)日期原污泥的含水率及固體濃度C0實(shí)驗(yàn)真空度/mmHg不加混凝劑的濾餅的含水率加混凝劑濾餅的含水率(2) 將布氏漏斗實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)按表6-1記錄并計(jì)算。表6-1 布氏測(cè)斗實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)時(shí)間/s計(jì)量管濾液量V/mL濾液量V=V-V0/mL/(s/mL)備注(3) 以tV為縱坐標(biāo)，V為橫坐標(biāo)作圖，求b。(4) 根據(jù)原污泥的含水率及濾餅的含水率求出C。(5) 列表計(jì)算比阻值(表6-2比阻值計(jì)算表)。(6) 以比阻為縱坐標(biāo)，混凝劑投加量為橫坐標(biāo)，作圖求出最佳投加量。表6-2 比阻值計(jì)算表

8、污泥含水比/%污泥固體濃度/(g/cm3)混凝劑用量/%Lg2=b/(s/cm6)皿濾紙量/g皿濾紙濾餅濕重/g皿濾紙濾餅干重/g濾餅含水比/%單位面積濾液的固體量C/(g/cm3)比阻值/(s2/g)布氏漏斗d/cm過濾面積F/cm2面積平方F2/cm4濾液黏度/g/(cm.s)真空壓力p/(g/cm2)K值/(s.cm3)6 注意事項(xiàng)(1) 檢查計(jì)量管與布氏漏斗之間是否漏氣。(2) 濾紙稱量烘干，放到布氏漏斗內(nèi)，要先用蒸餾水濕潤(rùn)，而后再用真空泵抽吸一下，濾紙要貼緊不能漏氣。(3) 污泥倒入布氏漏斗內(nèi)時(shí)，有部分濾液流入計(jì)量筒，所以正常開始實(shí)驗(yàn)后記錄量筒內(nèi)濾液體積。(4) 污泥中加混凝劑后應(yīng)充分混合。(5) 在整個(gè)過濾過程中，真空度確定后始終保持一致。7 思考題(1)判斷生污泥、消化污泥脫水性能好壞，分析其原因。(2)測(cè)定污泥比阻在工程上有何實(shí)際意義。布氏漏斗維基百科，自由的百科全書跳轉(zhuǎn)到： 導(dǎo)航, 搜索使用中的布氏漏斗，紅色橡膠管連接真空泵布氏漏斗是實(shí)驗(yàn)室中使用的一種陶瓷儀器，也有用塑料制作的，用來使用真空或負(fù)壓力抽吸進(jìn)行過濾。普遍認(rèn)為發(fā)明者為1907年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者愛德華·比希納，事實(shí)上布氏漏斗是由化學(xué)家Ernst Büchner發(fā)明的。形狀為扁圓筒狀，圓筒底面上開了很多小孔。下連一個(gè)狹長(zhǎng)的筒狀出口。使用的時(shí)候，一般先在圓筒