實驗六-污泥過濾脫水-污泥比阻的測定實驗

word文檔可自由復制編輯水污染控制工程實驗污泥過濾脫水—污泥比阻的測定實驗實驗報告1實驗目的（1）通過實驗掌握污泥比阻的測定方法。（2）掌握用布氏漏斗實驗選擇混凝劑。（3）掌握確定污泥的最佳泥凝劑投加量。2實驗原理污泥比阻是表示污泥過濾特性的綜合性指標，它的物理意義是：單位質量的污泥在一定壓力下過濾時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。過濾時濾液體積V（mL）與推動力p（過濾時的壓強降，g/cm2），過濾面積F（cm2），過濾時間t（s）成正比；而與過濾阻力R(cm*s2/mL），濾液黏度μ[g/(cm*s)]成正比。過濾阻力包括濾渣阻力Rz和過濾隔層阻力Rg構成。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。由于只Rg比Rz相對說較小，為簡化計算，姑且忽略不計。式中：α’——單位體積污泥的比阻；δ——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)式可改寫為式中，α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內對式(6-4)積分，可得式(6-5)說明在定壓下過濾，t／V與V成直線關系，其斜率為需要在實驗條件下求出b及C。b的求法。可在定壓下(真空度保持不變)通過測定一系列的t～V數(shù)據(jù)，用圖解法求斜率(見圖6-1)。圖6-1圖解法求b示意圖圖6-1圖解法求b示意圖C的求法。根據(jù)所設定義式中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Q0＝Qy+Qd根據(jù)固體平衡Q0C0＝QyCy+QdC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?？傻么胧剑?-7），化簡后得上述求C值的方法，必須測量濾餅的厚度方可求得，但在實驗過程中測量濾餅厚度是很困難的且不易量準，故改用測濾餅含水比的方法。求C值。式中Ci——l00g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％。一般認為比阻在109～1010s2/g的污泥算作難過濾的污泥，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。對于無機混凝劑如FeCl3，A12(SO4)3等投加量，一般為污泥干質量的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量的1％。3實驗設備與試劑(1)實驗裝置如圖6-2。圖6-2比阻實驗裝置圖1–真空泵；2–吸濾瓶；3–真空調節(jié)閥；4–真空表；5–布式漏斗；6–吸濾墊；7–計量管(2)秒表；濾紙。(3)烘箱。(4)FeCl3、A12(SO4)3。(5)布氏漏斗。4實驗方法與操作步驟(1)測定污泥的含水率，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混凝劑調節(jié)污泥(每組加一種混凝劑)，加量分別為干污泥質量的0％(不加混凝劑)，2％，4％，6％，8％，10％。(4)在布氏漏斗上(直徑65～80mm)放置濾紙，用水潤濕，貼緊周底。(5)開動真空泵，調節(jié)真空壓力，大約比實驗壓力小1/3[實驗時真空壓力采用266mmHg(35．46kPa)或532mmHg(70．93kPa)]關掉真空泵。(6)加入l00mL需實驗的污泥于布氏漏斗中，開動真空泵，調節(jié)真空壓力至實驗壓力；達到此壓力后，開始起動秒表，并記下開動時計量管內的濾液V0。(7)每隔一定時間(開始過濾時可每隔10s或15s，濾速減慢后可隔30s或60s)記下計量管內相應的濾液量。(8)一直過濾至真空破壞，如真空長時間不破壞，則過濾20min后即可停止。(9)關閉閥門取下濾餅放人稱量瓶內稱量。(10)稱量后的濾餅干105℃(11)計算出濾餅的含水比，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量相同)及不加混凝劑的污泥，按實驗步驟(2)～(11)分別進行實驗。5實驗報告記載及數(shù)據(jù)處理(1)測定并記錄實驗基本參數(shù)實驗日期：2014年4月22日原污泥的含水率及固體濃度C0：96%實驗真空度/mmHg不加混凝劑的濾餅的含水率加混凝劑濾餅的含水率(2)將布氏漏斗實驗所得數(shù)據(jù)按下表記錄并計算。表1：布氏漏斗實驗所得數(shù)據(jù)t/sV'/mLV=V'-V0/mLt/V/(s/mL)0%混凝劑2030300.6675039391.28210249492.08212052522.30814055552.54516559592.79718062622.90321065653.23125070703.57128574743.85131077774.02636982824.5002%混凝劑4558500.9005061530.9436065571.05311888801.47513993851.635166100921.804192106981.9594%混凝劑1040250.4002050350.5713058430.6984065500.8005575600.9177081661.0619090751.20011098831.325120101861.395130105901.444150109941.5961701151001.7006%混凝劑1063400.2502578550.4553988650.6005093700.7146599760.85585108851.000105115921.141120121981.2248%混凝劑1050200.5002060300.6673068380.7895080501.0008095651.231100105751.333120113831.446140120901.556160127971.6491701301001.70010%混凝劑1070300.3333090500.60053107670.79168115750.90783123831.00098130901.089110135951.1581201401001.2001371451051.3051521501101.3821701551151.4781841601201.5332041651251.632(3)以t／V為縱坐標，V為橫坐標作圖，求b。從上圖可知，不同投藥量的b值為：b1=0.0726b2=0.0217b3=0.0169b4=0.0175b5=0.0148b6=0.0135(4)根據(jù)原污泥的含水率及濾餅的含水率求出C。如下表所示：(5)列表計算比阻值α(表6-2比阻值計算表)。表2：比阻值計算表污泥含水率%96%污泥固體濃度/g/cm31.0356混凝劑用量/%01.534.45.87.5b/s/cm60.07260.02170.01690.01750.01480.0135K=2pF^2/μ漏斗內徑d/cm7過濾面積F/cm238.465F^2/cm41479.556225粘度μ/g/(cm.s)0.01006真空壓力p/g/cm2408.163K值/(s.cm3)120059663.5皿+濾紙質量/g42.209846.053145.409545.489543.40443.9806皿+濾紙濾餅濕質量/g57.405361.856463.598165.516562.467262.0348皿+濾紙濾餅干質量/g47.787451.181255.520851.197450.119150.3366濾餅含水率/%63.2943963767.5504544.408585671.4989763864.7745394364.79489537單位體積固體濃度C/g/cm30.0448921280.0456240.0431012910.0465303390.0451240240.045127366比阻α/s2/g194161693.6157103613.6347075348.9045154283.1439377761.1535916243.27(6)以比阻為縱坐標，混凝劑投加量為橫坐標，作圖求出最佳投加量。從上圖中可以看出，隨著混凝劑投加量的增加，污泥比阻也在不斷下降，故當污泥投加量最大為10%為最佳投藥量。6注意事項(1)檢查計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，要先用蒸餾水濕潤，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時，有部分濾液流入計量筒，所以正常開始實驗后記錄量筒內濾液體積。(4)污泥中加混凝劑后應充分混合。(5)在整個過濾過程中，真空度確定后始終保持一致。7