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多樣品污泥比阻測定裝置操作使用高校使用
瀏覽次數(shù):622發(fā)布日期:2024-02-19

多樣品污泥比阻測定裝置操作使用高校使用

 

多樣品污泥比阻測定裝置介紹

 

  注意:(本說明及提供的計算方法和實驗數(shù)據(jù)僅供參考,最終以學(xué)校實際實驗得出的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。)

 

  一、實驗?zāi)康?/p>

 

  污泥比阻(或稱比阻抗)是表示污泥脫水性能的綜合性指標(biāo),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(jìn)行試驗。

 

  希望通過實驗達(dá)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(qiáng)制通過過濾介質(zhì),固體顆粒被截留在介質(zhì)上,達(dá)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(fù)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(dāng)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(xì)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(yuǎn)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(jī)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(xì)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(qiáng)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(qiáng)(Pa

 

  A——過濾面積(c

 

  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。設(shè)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(dāng)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(guān)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),用圖解法求取

 

  因濾液固體濃度Cy相對污泥固體濃度C0來講要小得多,故忽略不計,因此C= ? CbC0 Cb-C0?g/ml) (14-12

 

  投加混凝劑可以改善污泥的脫水性質(zhì),使污泥的比阻減小,對于無機(jī)混凝劑,如FeCl3、Al2(SO4)3等的投加量,一般為污泥干重的5-10%;高分子混凝劑,如聚丙烯酰胺、堿式氯化鋁等,投加量一般為污泥干重的1%。

 

  一般認(rèn)為:比阻抗在1012-1013cm/g為難過濾污泥;在(0.5-0.9×1012cm/g為中等,小于0.4××1012cm/g為易過濾污泥。

 

  活性污泥的比阻一般為(2.74-2.94×1013cm/g;消化污泥的比阻為(1.17-1.37×1013cm/g;初沉污泥的比阻為(3.9-5.8×1012cm/g。