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高校實(shí)驗(yàn)污泥比阻測(cè)定實(shí)驗(yàn)找生產(chǎn)廠家中瑞祥解析說(shuō)明書(shū)
瀏覽次數(shù):188發(fā)布日期:2024-09-10

高校實(shí)驗(yàn)污泥比阻測(cè)定實(shí)驗(yàn)找生產(chǎn)廠家中瑞祥解析說(shuō)明書(shū)

注意:(本說(shuō)明書(shū)及提供的計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供參考:根據(jù)學(xué)校實(shí)際實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。)

 

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

 

污泥比阻(或稱(chēng)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(shí)驗(yàn)測(cè)定活性污泥的比阻,是以FeCl3Al2(SO4)3為混凝劑進(jìn)行試驗(yàn)。

 

希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)達(dá)到下述目的:

 

、掌握測(cè)定污泥比阻的實(shí)驗(yàn)方法;

 

、掌握用布氏漏斗試驗(yàn)選擇混凝劑;

 

、掌握確定投加混凝劑的方法。

 

二、實(shí)驗(yàn)原理:

 

污泥比阻是單位過(guò)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(shí),濾液通過(guò)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(lèi)和投加量等。通常是用布氏漏斗試驗(yàn),通過(guò)測(cè)定污泥濾液濾過(guò)介質(zhì)的速度快慢來(lái)確定污泥比阻的大小,并比較不同污泥的過(guò)濾性能,確定最佳混凝劑及其投加量。

 

污泥脫水是依靠過(guò)濾介質(zhì)(多孔性物質(zhì))兩面的壓力差作為推動(dòng)力,使水分強(qiáng)制通過(guò)過(guò)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:

 

、依靠污泥本身厚度的靜壓力(如污泥自然干化場(chǎng)的滲透脫水);

 

、過(guò)濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓(如真空過(guò)濾脫水);

 

、加壓污泥把水分過(guò)濾介質(zhì)(如壓濾脫水);

 

、造成離心力作為推動(dòng)力(如離心脫水)。

 

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

 

本實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程壓力差恒定。

 

過(guò)濾開(kāi)始時(shí),濾液只需克服過(guò)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(guò)濾介質(zhì),孔道屬于毛細(xì)管。因此,真正的過(guò)濾層包括濾餅與過(guò)濾介質(zhì)。由于過(guò)濾介質(zhì)的孔徑遠(yuǎn)比污泥顆粒的粒徑大,所以只過(guò)濾開(kāi)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(lèi):一類(lèi)為不可壓縮性濾餅,如沉砂、初次沉淀污泥或其他無(wú)機(jī)沉渣,在壓力作用下,顆粒不會(huì)變形,因而濾餅中濾液的通道(如毛細(xì)管孔徑與長(zhǎng)度)不因壓力作用的變化而改變;另一類(lèi)為可壓縮性濾餅,如活性污泥,在壓力的作用下,顆粒會(huì)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(guò)濾時(shí),濾液體積V與壓強(qiáng)降P、過(guò)濾面積A、過(guò)濾時(shí)間t成正比,而與過(guò)濾阻力R、濾液粘滯度u成正比,即過(guò)濾時(shí):V=? Par uR?ml) (14-1

 

式中:V——濾液體積(ml);

 

P——過(guò)濾時(shí)壓強(qiáng)(Pa

 

A——過(guò)濾面積(cm2

 

t——過(guò)濾時(shí)間(s

 

u——濾液粘度(Pa·s

 

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

 

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

 

的增加而減小,因此將式(14-1)改寫(xiě)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(shè)每濾過(guò)單位體積的濾液,在過(guò)濾介質(zhì)上截留的濾餅體積為υ,則當(dāng)濾液體積為V時(shí),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(guò)單位體積得濾液在過(guò)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(xiě)成? dV dr?? PA2 uCVr+RgA? 14-5

 

式中:r——污泥比阻

 

定壓過(guò)濾時(shí),式(14-5)對(duì)時(shí)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(shuō)明:在定壓下過(guò)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(shí)驗(yàn)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(guò)測(cè)定一系列的rV數(shù)據(jù),用圖解法求取,見(jiàn)圖14-1C的求法為:

 

? 1 ? s/ml

 

0 n b=tg0=? n m?

 

m

 

 

0 Vml

 

14-1圖解法求b示意圖

 

C=(V0-Vy Cb g泥餅干重/ml濾液) (14-9

 

式中:V0——原污泥體積(ml

 

Vy——濾液體積(ml

 

Cb——濾餅固體濃度(g/ml

 

V0C0=VyCy+VbCb Vb=V0Vy

 

Vy=? V0C0-Cb Cy-Cb? 14-10

 

式中:C0——原污泥固體濃度(g/ml

 

Cy——濾液中固體濃度(g/ml

 

Vb——濾餅體積(ml

 

將式(14-10)代入(14-9)得 C= ? CbC0-Cy Cb-C0?g/ml) (14-11

 

因?yàn)V液固體濃度Cy相對(duì)污泥固體濃度C0來(lái)講要小得多,故忽略不計(jì),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(duì)于無(wú)機(jī)混凝劑,如FeCl3Al2(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(guò)濾污泥;在(0.5-0.9)×1012cm/g為中等,小于0.4××1012cm/g為易過(guò)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。

 

2、實(shí)驗(yàn)步驟:

 

、測(cè)定污泥的固體濃度C0。

 

、配制FeCl310g/l)和Al2SO4310g/l)混凝劑溶液。

 

、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%)。

 

、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(rùn)濕,貼緊周底。

 

、啟動(dòng)真空泵,用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)真空壓力到比實(shí)驗(yàn)壓力小約1/3,實(shí)驗(yàn)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(guān)閉真空泵。

 

、放50-100ml調(diào)節(jié)好的污泥在漏斗內(nèi),(污泥高度不超過(guò)濾紙高度),使其依靠重力過(guò)濾1分鐘,啟動(dòng)真空泵,調(diào)節(jié)真空壓力至實(shí)驗(yàn)壓力,記下此時(shí)計(jì)量筒內(nèi)的濾液體積V0。啟動(dòng)秒表。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,仔細(xì)調(diào)節(jié)真空度調(diào)節(jié)閥,以保持實(shí)驗(yàn)壓力恒定。

 

、每隔一定時(shí)間(開(kāi)始過(guò)濾時(shí)可每隔10s15s,濾速減慢后每隔30s1min),記下記量筒內(nèi)相應(yīng)的濾液體積V1。

 

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

 

、測(cè)出定壓過(guò)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(shí)驗(yàn)步驟4-9分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

 

3

 

注意事項(xiàng):

 

、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,真空度應(yīng)始終保持一致。

 

、實(shí)驗(yàn)時(shí),抽真空裝置的各個(gè)接頭均不應(yīng)漏氣。