污泥過(guò)濾脫水實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)六污泥過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)濾時(shí)在單位過(guò)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(guò)濾性能。污泥比阻愈大，過(guò)濾性能愈差。過(guò)濾時(shí)濾液體積V（mL）與推動(dòng)力p（過(guò)濾時(shí)的壓強(qiáng)降，g/cm2），過(guò)濾面積F（cm2），過(guò)濾時(shí)間t（s）成正比；而與過(guò)濾阻力R（cm*s2/mL），濾液黏度”g/（cm*s）］成正比。V=pFt（mL）岫 （6-1）過(guò)濾阻力包括濾渣阻力Rz和過(guò)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(guò)濾速度則減少。因此將式（6-1）改寫(xiě)成微分形式。dV_pF(6-2)~d^~P（R+R）(6-2)由于只Rg比Rz相對(duì)說(shuō)較小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，姑且忽略不計(jì)。dV_pF_pFdt一■以?！狢V.以(6-3)F(6-3)式中：?！灰粏挝惑w積污泥的比阻；5——濾渣厚度；C，一一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(xiě)為dV_pF2出的CV (6-4)式中，a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tpaC『，一= ?VV2pF2(6-5)式(6-5)說(shuō)明在定壓下過(guò)濾，t/V與V成直線關(guān)系，其斜率為a=2pF2?b=KbpCCQy—濾液量，mL；Cd——濾餅固體濃度，g/mL。,t/VpaCn— = V 2pF2(6-6)需要在實(shí)驗(yàn)條件下求出b及C。b的求法?？稍诙▔合?真空度保持不變)通過(guò)測(cè)定一系列的t?V數(shù)據(jù)，用圖解法求斜率(見(jiàn)圖6-1)。C的求法。根據(jù)所設(shè)定義C=，*"d(g濾餅干重/mL濾液)式中Q0——污泥量，mL；根據(jù)液體平衡Q0=Qy+Qd根據(jù)固體平衡Q0C0=QyCy+QdCd式中Co——污泥固體濃度，g/mL；Cy——污泥固體濃度，g/mL；Qd—污泥固體濾餅量，mL。Q=gCd)yC-Cyd可得代入式(6-7)，化簡(jiǎn)后得C=(Q0*"d(g率餅干重/mL濾液)y(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(guò)程中測(cè)量濾餅厚度是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。C= J-— 100-C100-Cf-Cf

(g濾餅干重/mL濾液)式中Ci——100g污泥中的干污泥量;Cf—100g濾餅中的干污泥量。例如污泥含水比97.7%，濾餅含水率為80%。C=C=100一」00一20 =0.0260(g/mL)38.482.3 20一般認(rèn)為比阻在109?1010s2/g的污泥算作難過(guò)濾的污泥，比阻在(0.5?0.9)*109s2/g的污泥算作中等，比阻小于0.4*109s2/g的污泥容易過(guò)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(wú)機(jī)混凝劑如FeC13,A12(SO4)3等投加量，一般為污泥干質(zhì)量的5%?10%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(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖6-2。圖6-2比阻實(shí)驗(yàn)裝置圖1-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)量管秒表；濾紙。烘箱。FeCl、Al(SO\03 2、4,3布氏漏斗。4實(shí)驗(yàn)方法與操作步驟測(cè)定污泥的含水率，求出其固定濃度C0o配制FeCl3(10g/L)和A12(SO4)3(10g/L)混凝劑。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%o在布氏漏斗上(直徑65?80mm)放置濾紙，用水潤(rùn)濕，貼緊周底。⑸開(kāi)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(35.46kPa)或532mmHg(70.93kPa)］關(guān)掉真空泵。加入l00mL需實(shí)驗(yàn)的污泥于布氏漏斗中，開(kāi)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(kāi)始起動(dòng)秒表，并記下開(kāi)動(dòng)時(shí)計(jì)量管內(nèi)的濾液V00每隔一定時(shí)間(開(kāi)始過(guò)濾時(shí)可每隔10s或15s，濾速減慢后可隔30s或60s)記下計(jì)量管內(nèi)相應(yīng)的濾液量。一直過(guò)濾至真空破壞，如真空長(zhǎng)時(shí)間不破壞，則過(guò)濾20min后即可停止。關(guān)閉閥門(mén)取下濾餅放人稱量瓶?jī)?nèi)稱量。稱量后的濾餅干105°C的烘箱內(nèi)烘干稱量。計(jì)算出濾餅的含水比，求出單位體積濾液的固體量C00量取加A12(SO4)3混凝劑的污泥(每組的加量與Fecl3量相同)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/mLV/(s/mL)備注以t/V為縱坐標(biāo)，V為橫坐標(biāo)作圖，求b。根據(jù)原污泥的含水率及濾餅的含水率求出Co⑸列表計(jì)算比阻值a(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)算表污泥含水比/%污泥固體濃度/(g/cm3)混凝劑用量/%Lg2nm==b/(s/cm6)k=扣R皿濾紙量/g皿濾紙濾餅濕重/g皿濾紙濾餅重/g濾餅含水比/%單位面積濾液的固體量C/(g/cm3)比阻值a/(s2/g)布氏漏1過(guò)濾面積/cm2面積平F2/cm4濾液黏度^/[g/(cm.s)]真空壓力/(g/cm2)K值/(s.cm3)6注意事項(xiàng)檢查計(jì)量管與布氏漏斗之間是否漏氣。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。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(kāi)始實(shí)驗(yàn)后記錄量筒內(nèi)濾液體積。污泥中加混凝劑后應(yīng)充分混合。在整個(gè)過(guò)濾過(guò)程中，真空度確定后始終保持一致。7思考題判斷生污泥、消化污泥脫水性能好壞，分析其原因。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(shū)跳轉(zhuǎn)到：導(dǎo)航，搜索使用中的布氏漏斗，紅色橡膠管連接其空泵布氏漏斗是實(shí)驗(yàn)室中使用的一種陶瓷儀器，也有用塑料制作的，用來(lái)使用真空或負(fù)壓力抽吸進(jìn)行過(guò)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(ài)德華?比希納，事實(shí)上布氏漏斗是由化學(xué)家ErnstBuchner發(fā)明的。形狀為扁圓筒狀，圓筒底面上開(kāi)了很多小孔。下連一個(gè)狹長(zhǎng)的筒狀出口。使