实验六  污泥过滤脱水——污泥比阻的测定实验

实验项目性质：综合性

所属课程名称：水污染控制工程

实验计划学时：10

1    实验目的

（1）通过实验掌握污泥比阻的测定方法。

（2）掌握用布氏漏斗实验选择混凝剂。

（3）掌握确定污泥的最佳泥凝剂投加量。

2    实验原理

污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。求此值的作用是比较不同的污泥（或同一污泥加入不同量的混合剂后）的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。

一般认为比阻在10⁹～10¹⁰s²/g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在(0.5～0.9)*10⁹s²/g的污泥算作中等，比阻小于0.4*10⁹s²/g的污泥容易过滤。

过滤时滤液体积V（mL）与推动力p（过滤时的压强降，g/cm²），过滤面积F（cm²），过滤时间t（s）成正比；而与过滤阻力R (cm*s²/mL），滤液黏度μ[g/(cm*s)]成正比。

                                               (6-1)

过滤阻力包括滤渣阻力R_z和过滤隔层阻力R_g构成。而阻力只随滤渣层的厚度增加而增大，过滤速度则减少。因此将式(6-1)改写成微分形式。

                                             (6-2)

由于只R_g比R_z相对说较小，为简化计算，姑且忽略不计。

                                         (6-3)

式中：α^’—— 单位体积污泥的比阻；

      δ—— 滤渣厚度；

C^’—— 获得单位体积滤液所得的滤渣体积。

    如以滤渣干重代替滤渣体积，单位质量污泥的比阻代替单位体积污泥的比阻，则(6-3)式可改写为

                                                      (6-4)

式中，α为污泥比阻，在CGS制中，其量纲为s²/g，在工程单位制中其旦纲为cm/g。在定压下，在积分界线由0到t及0到V内对式(6- 4)积分，可得

                                                (6-5)

   式(6-5)说明在定压下过滤，t／V与V成直线关系，其斜率为

                                          (6-6)

  需要在实验条件下求出b及C。

    b的求法。可在定压下(真空度保持不变)通过测定一系列的t～V数据，用图解法求斜率(见图6-1)。

C的求法。根据所设定义

 (6-7)

式中  Q₀——污泥量，mL；

Q_y——滤液量，mL；

C_d——滤饼固体浓度，g/mL。

根据液体平衡Q₀＝Q_y+Q_d

根据固体平衡Q₀C₀＝Q_y C_y+Q_d C_d

式中  C_o——污泥固体浓度，g／mL；

      C_y——污泥固体浓度，g／mL；

      Q_d——污泥固体滤饼量，mL。

可得                        

代入式（6-7），化简后得

                          (6-8)

    上述求C值的方法，必须测量滤饼的厚度方可求得，但在实验过程中测量滤饼厚度是很困难的且不易量准，故改用测滤饼含水比的方法。求C值。

           

式中 C_i——l00g污泥中的干污泥量；

     C_f——100g滤饼中的干污泥量。

例如污泥含水比97.7％，滤饼含水率为80％。

μ的求法：

   4  实验设备与试剂

  (1)实验装置如图6-2。

图6-2  比阻实验装置图

(2)秒表；滤纸，烧杯

(3)烘箱。

(4)聚合氯化铝，活性污泥。

(5)抽滤装置。

(6)称量天平。

3    实验方法与操作步骤

(1) 测定污泥的含水率，求出其固定浓度C₀。

(2) 配制聚合氯化铝混凝剂。

(3) 用聚合氯化铝混凝剂调节污泥(每组加一种混凝剂)，加量分别为干污泥质量的0％(不加混凝剂)，2％，4％，6％，8％，10％。

(4) 在抽滤口上(直径65～80mm)放置滤纸，用水润湿，贴紧周底。

(5) 开动真空泵，调节真空压力到适当约为试验压力三分之一左右。

(6) 加入l00mL需实验的污泥于抽滤装置中，开动真空泵，调节真空压力至实验压力（0.01-0.02兆帕）；达到此压力后，开始起动秒表，并记下开动时计量管内的滤液V₀。

(7) 每隔一定时间(开始过滤时可每隔10s，10s，15s，15s，20s， 25s，30s，40s，

60s，60s)记下计量管内相应的滤液量。

(8) 一直过滤至真空破坏，如真空长时间不破坏，则过滤10min后即可停止。

(9) 关闭阀门取下滤饼放人称量瓶内称量。

(10) 称量后的滤饼干105℃的烘箱内烘干称量。

(11) 计算出滤饼的含水比，求出单位体积滤液的固体量C₁。

4    实验报告记载及数据处理

(1)测定并记录实验基本参数

实验温度

原污泥的含水率及固体浓度C₀

实验真空度/mmHg

不加混凝剂的滤饼的含水率

加混凝剂滤饼的含水率

(2) 将布氏漏斗实验所得数据按表6-1记录并计算。

表6-1  布氏测斗实验所得数据   实验温度   ℃

(3) 以t／V为纵坐标，V为横坐标作图，求b。

(4) 根据原污泥的含水率C₀及滤饼的含水率C₁求出C。

(5) 列表计算比阻值α(表6-2比阻值计算表)。

(6) 以比阻为纵坐标，混凝剂投加量为横坐标，作图求出最佳投加量。

表6-2 比阻值计算表

5    注意事项

(1) 检查计量管与布氏漏斗之间是否漏气。

(2) 滤纸称量烘干，放到布氏漏斗内，要先用蒸馏水湿润，而后再用真空泵抽吸一下，滤纸要贴紧不能漏气。

(3) 污泥倒入布氏漏斗内时，有部分滤液流入计量筒，所以正常开始实验后记录量筒内滤液体积。

(4) 污泥中加混凝剂后应充分混合。

(5) 在整个过滤过程中，真空度确定后始终保持一致。

6    思考题

(1)判断生污泥、消化污泥脱水性能好坏，分析其原因。

(2)测定污泥比阻在工程上有何实际意义。

第二篇：污泥沉降比、污泥浓度和沉降指数的测定方法

第一种方法：方庄污水厂工艺数据测定规程（四）

污泥沉降比、污泥浓度和沉降指数的测定方法

1． 取清洁的100mL量筒5个；水舀子一个。

2． 分别从1，2，3，4号曝气池出水末端以及回流污泥槽（当吸泥机位于中间位置）中取100mL的污泥混合液置于量筒中。

3． 取样完成后，将量筒放回现场化验室的指定地点，分别将5个量筒中的污泥混合液用玻璃棒搅拌均匀后静置。

4． 静置30分钟后记录沉淀污泥层与上清液交界处的刻度数值就是污泥沉降比。

5． 准备5个定量滤纸分别编号，在103-105℃的烘箱中烘干2小时，在干燥器内冷却半小时后称重。

6． 将5个量筒中的水样分别到入5个烘干后的滤纸中过滤。

7． 待完全过滤后将滤纸放入103-105℃的烘箱中烘干2小时，在干燥器内冷却半小时后称重。

8． 用滤纸和污泥的重量减去滤纸的重量再乘以10⁴就等于该水样的污泥浓度，用污泥浓度除以污泥沉降比就等于该水样的沉降指数。

9． 在数据记录完成后，用洗洁精将量筒清洗干净，以保持现场化验室的清洁卫生。

第二种方法：污泥浓度是指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合液悬浮固体数量。单位：mg/L。

仪器
1 天平
2 定量滤纸
3 烘箱
4 真空泵
5 扁嘴无齿镊子
6 实验室其它常用仪器
采样与样品保存
实验室样品采集在干净的玻璃瓶内，采样之前用待采的水样清洗三次，然后采集具有代表性的水样100―200ml，盖严瓶塞。应尽快分析。
测定步骤
滤纸准备
用扁嘴无齿镊子夹取定量滤纸放于事先恒重的称量瓶内，移入烘箱中于103―105℃烘干半小时后取出置于干燥器内冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.2mg，记录（W1）。将恒重的滤纸放在玻璃漏斗内。
试样测定
用100ml量筒量取充分混合均匀的试样100ml，静止30分钟后读取沉淀后污泥所占的体积V（ml）。
倾去上述量筒中清液，用准备好的滤纸进行过滤量筒中的污泥，并用少量蒸馏水冲洗量筒，合并滤液。（为提高过滤速度，应采用真空泵进行抽滤。）将载有污泥的滤纸放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103―105℃下烘2~3小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.4mg为止，记录（W2）。
C污泥浓度（mg/L）=（W2–W1）×10⁶÷100