污泥比阻的測(cè)定說(shuō)明

 注意：(本說(shuō)明書及提供的計(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)。)

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污泥比阻（或稱比阻抗）是表示污泥脫水性能的綜合性標(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FeCl₃和Al₂(SO₄)₃為混凝劑行試驗(yàn)。

希望通過實(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(yàn)，通過測(cè)定污泥濾液濾過介質(zhì)的速度快慢來(lái)確定污泥比阻的大小，并不同污泥的過濾性能，確定佳混凝劑及其投加量。

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(dòng)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。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）；

過濾介質(zhì)的面成負(fù)壓（如真空過濾脫水）；

加壓污泥把水分過濾介質(zhì)（如壓濾脫水）；

成離心力作為推動(dòng)力（如離心脫水）。

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

本實(shí)驗(yàn)是用抽真空的方法成壓力差，并用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程壓力差恒定。

過濾開始時(shí)，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：類為不可壓縮性濾餅，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；另類為可壓縮性濾餅，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。

過濾時(shí)，濾液體積V與壓強(qiáng)降P、過濾面積A、過濾時(shí)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(shí)：V= Par  uR（ml）  （14-1）

式中：V——濾液體積（ml）；

      P——過濾時(shí)壓強(qiáng)（Pa）

      A——過濾面積（cm²）

      t——過濾時(shí)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R_z和過濾介質(zhì)阻力R_g兩分。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(δR_z+R_g)   （14-2）

式中：δ——泥餅的厚度

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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(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        u（υVR_z+R_gA）  （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R_z,則式（14-4）可改寫成 dV  dr＝      PA²        u（CVr+R_gA）  （14-5）

式中：r——污泥比阻

定壓過濾時(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 +  uR_g  PA   （14-7）

式（14-7）說(shuō)明：在定壓下過濾，t/V與V成直線關(guān)系，即：y-bx+a

                斜率b= uCr  2PA²   截距 a= uR_g  PA    因此比阻公式為 r＝ 2PA²   u· b  C  （14-8）

r單位為cm/g，b為s/cm⁶，C為g/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b和C₀b的求法是：可在定壓下（真空度保持不變）通過測(cè)定系列的r—V數(shù)據(jù)，用圖解法求取，見圖14-1，C的求法為：