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中瑞祥多樣污泥比阻的測定使用說明實驗目的
瀏覽次數(shù):299發(fā)布日期:2024-05-28

注意:(本說明書及提供的計算方法和實驗數(shù)據(jù)僅供參考:根據(jù)學校實際實驗得出的數(shù)據(jù)為準。)

 

一、實驗目的:

 

污泥比阻(或稱比阻抗)是表示污泥脫水性能的綜合性指標,污泥比阻愈大,脫水性能愈差,反之

 

脫水性能愈好。本實驗測定活性污泥的比阻,是以FeCl3Al2(SO4)3為混凝劑進行試驗。

 

希望通過實驗達到下述目的:

 

1、 掌握測定污泥比阻的實驗方法;

 

2、 掌握用布氏漏斗試驗選擇混凝劑;

 

3、 掌握確定投加混凝劑的方法。

 

二、實驗原理:

 

污泥比阻是單位過濾面積上,單位干重濾餅所具有的阻力,在數(shù)值上等于粘滯度為1時,濾液通過單位重量的泥餅產(chǎn)生單位濾液流率所需要的壓差,

 

影響污泥脫水性能的因素有:污泥的性質(zhì)、污泥的濃度、污泥和濾液的粘滯度、混凝劑的種類和投加量等。通常是用布氏漏斗試驗,通過測定污泥濾液濾過介質(zhì)的速度快慢來確定污泥比阻的大小,并比較不同污泥的過濾性能,確定最佳混凝劑及其投加量。

 

污泥脫水是依靠過濾介質(zhì)(多孔性物質(zhì))兩面的壓力差作為推動力,使水分強制通過過濾介質(zhì),固體顆粒被截留在介質(zhì)上,達到脫水的目的。造成壓力差的方法有四種:

 

1、 依靠污泥本身厚度的靜壓力(如污泥自然干化場的滲透脫水);

 

2、 過濾介質(zhì)的一面造成負壓(如真空過濾脫水);

 

3、 加壓污泥把水分過濾介質(zhì)(如壓濾脫水);

 

4、 造成離心力作為推動力(如離心脫水)。

 

根據(jù)推動力在脫水過程中的演變,可分為定壓過濾與恒豎過濾兩種。前者在過濾工程中壓力保持不變;后者在過濾過程中過濾速度保持不變。

 

本實驗是用抽真空的方法造成壓力差,并用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力,使整個實驗過程壓力差恒定。

 

過濾開始時,濾液只需克服過濾介質(zhì)的阻力,當濾餅逐步形成后,濾液還需克服濾餅本身的阻力。濾餅是由污泥的顆粒堆積而成的,也可視為一種多孔性的過濾介質(zhì),孔道屬于毛細管。因此,真正的過濾層包括濾餅與過濾介質(zhì)。由于過濾介質(zhì)的孔徑遠比污泥顆粒的粒徑大,所以只過濾開始階段,濾液往往是渾濁的。隨著濾餅的形成,阻力變大,濾液變清。

 

由于污泥懸浮顆粒的性質(zhì)不同,濾餅的性質(zhì)可分為兩類:一類為不可壓縮性濾餅,如沉砂、初次沉淀污泥或其他無機沉渣,在壓力作用下,顆粒不會變形,因而濾餅中濾液的通道(如毛細管孔徑與長度)不因壓力作用的變化而改變;另一類為可壓縮性濾餅,如活性污泥,在壓力的作用下,顆粒會變形,隨著壓力增加,顆粒被壓縮并擠入孔道中,使濾液的通道變小,阻力增加。

 

過濾時,濾液體積V與壓強降P、過濾面積A、過濾時間t成正比,而與過濾阻力R、濾液粘滯度u成正比,即過濾時:V=? Par uR?ml) (14-1

 

式中:V——濾液體積(ml);

 

P——過濾時壓強(Pa

 

A——過濾面積(cm2

 

t——過濾時間(s

 

u——濾液粘度(Pa·s

 

R——單位過濾面積上,通過單位體積的濾液所產(chǎn)生的過濾阻力,決定于濾餅性質(zhì)(cm-1

 

過濾阻力R包括濾餅阻力Rz和過濾介質(zhì)阻力Rg兩部分。阻力R隨濾餅厚度增加而增加,過濾速度則隨濾餅厚度

 

的增加而減小,因此將式(14-1)改寫成微分形式:? dV dt ?? PA uR?? RA u(δRz+Rg)? 14-2

 

式中:δ——泥餅的厚度

 

1

 

設每濾過單位體積的濾液,在過濾介質(zhì)上截留的濾餅體積為υ,則當濾液體積為V時,濾餅體積為υ·V,因此δA=υV

 

δ=? υV A? 14-3

 

將式(14-3)代入式(14-2)得? dV dr?? PA2 uυVRz+RgA? 14-4

 

若以濾過單位體積得濾液在過濾介質(zhì)上截留得濾餅干固體重量C代替υ,并以單位重量得阻抗r代替

 

Rz,則式(14-4)可改寫成? dV dr?? PA2 uCVr+RgA? 14-5

 

式中:r——污泥比阻

 

定壓過濾時,式(14-5)對時間積分:∫˙0 dt=∫v0 ( ? uCVr PA2? +? Ur0 PA? )dV 14-6

 

t=? uCrV2r 2PA2? +? uR0V PA?

 

? t V?=? uCrV 2PA2? + ? uRg PA? 14-7

 

式(14-7)說明:在定壓下過濾,t/VV成直線關系,即:y-bx+a

 

斜率b=? uCr 2PA2? 截距 a=? uRg PA? 因此比阻公式為 r? 2PA2 u?·? b C? 14-8

 

r單位為cm/g,bs/cm6,Cg/cm3

 

從式(14-8)可以看出,要求得污泥比阻r,需在實驗條件下求出斜率bC0b的求法是:可在定壓下(真空度保持不變)通過測定一系列的r—V數(shù)據(jù)

實驗步驟:

 

1、 測定污泥的固體濃度C0。

 

2、 配制FeCl310g/l)和Al2SO4310g/l)混凝劑溶液。

 

3、 用FeCl310g/l)混凝劑調(diào)節(jié)污泥(每組加一種混凝劑量,加量分別為污泥干重的5%、6%、7%、8%、9%、10%)。

 

4、 在布氏漏斗上放置快速濾紙(直徑大于漏斗,最好大于一倍),用水潤濕,貼緊周底。

 

5、 啟動真空泵,用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)真空壓力到比實驗壓力小約1/3,實驗壓力為35.5kPa(真空度266mmHg)或70.9 kPa(真空度532mmHg),使濾紙緊貼漏斗底,關閉真空泵。

 

6、 放50-100ml調(diào)節(jié)好的污泥在漏斗內(nèi),(污泥高度不超過濾紙高度),使其依靠重力過濾1分鐘,啟動真空泵,調(diào)節(jié)真空壓力至實驗壓力,記下此時計量筒內(nèi)的濾液體積V0。啟動秒表。在整個實驗過程中,仔細調(diào)節(jié)真空度調(diào)節(jié)閥,以保持實驗壓力恒定。

 

7、 每隔一定時間(開始過濾時可每隔10s15s,濾速減慢后每隔30s1min),記下記量筒內(nèi)相應的濾液體積V1

 

8、 定壓過濾至濾餅破裂,真空破壞,如真空長時間不破壞,則過濾20分鐘即可停止(也可30-40min,待泥餅形成為止)。

 

9、 測出定壓過濾后濾餅的厚度及固體濃度。

 

10、另取加Al2SO43混凝劑的污泥(每組加混凝劑與加FeCl3量相同)及不加混凝劑的污泥,按實驗步驟4-9分別進行實驗。


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