污泥過濾脫水實驗

實驗六污泥過濾脫水——污泥比阻的測定實驗實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：水污染控制工程實驗計劃學(xué)時：101實驗?zāi)康模?） 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(biāo)，它的物理意義是：單位質(zhì)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”g/（cm*s）］成正比。V=pFt（mL）岫 （6-1）過濾阻力包括濾渣阻力Rz和過濾隔層阻力Rg構(gòu)成。而阻力只隨濾渣層的厚度增加而增大，過濾速度則減少。因此將式（6-1）改寫成微分形式。dV_pF(6-2)~d^~P（R+R）(6-2)由于只Rg比Rz相對說較小，為簡化計算，姑且忽略不計。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)對式(6-4)積分，可得tpaC『，一= ?VV2pF2(6-5)式(6-5)說明在定壓下過濾，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)。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(zhǔn)，故改用測濾餅含水比的方法。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實驗設(shè)備與試劑(1)實驗裝置如圖6-2(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(diào)節(jié)閥；4-真空表；5-布式漏斗；6-吸濾墊；7-計量管秒表；濾紙。烘箱。FeCl、Al(SO\03 2、4,3布氏漏斗。4實驗方法與操作步驟測定污泥的含水率，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，用水潤濕，貼緊周底。⑸開動真空泵，調(diào)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(guān)掉真空泵。加入l00mL需實驗的污泥于布氏漏斗中，開動真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力至實驗壓力；達(dá)到此壓力后，開始起動秒表，并記下開動時計量管內(nèi)的濾液V00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(nèi)相應(yīng)的濾液量。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。關(guān)閉閥門取下濾餅放人稱量瓶內(nèi)稱量。稱量后的濾餅干105°C的烘箱內(nèi)烘干稱量。計算出濾餅的含水比，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)處理測定并記錄實驗基本參數(shù)實驗日期原污泥的含水率及固體濃度C0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將布氏漏斗實驗所得數(shù)據(jù)按表6-1記錄并計算。表6-1布氏測斗實驗所得數(shù)據(jù)時間/s計量管濾液量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列表計算比阻值a(表6-2比阻值計算表)。(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注意事項檢查計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，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，有部分濾液流入計量筒，所以正常開始實驗后記錄量筒內(nèi)濾液體積。污泥中加混凝劑后應(yīng)充分混合。在整個過濾過程中，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。測定污泥比阻在工程上有何實際意義。

布氏漏斗維基百科，自由的百科全書跳轉(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驗室中使用的一種陶瓷儀器，也有用塑料制作的，用來使用真空或負(fù)壓力抽吸進行過濾。普遍認(rèn)為發(fā)明者為1907年諾貝爾化學(xué)獎獲得者愛德華?比希納，事實上布氏漏斗是由化學(xué)家ErnstBuchner發(fā)明的。形狀為扁圓筒狀，圓筒底面上開了很多小孔。下連一個狹長的筒狀出口。使