污泥过滤脱水性能实验

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1、污泥比阻的测定实验仿真实验指导书蔡建安编著安徽工业大学污泥过滤脱水—污泥比阻的测定实验实验目的（1）通过实验掌握污泥比阻的测定方法；（2）认识污泥比阻的物理意义，建立不同类型和来源污泥比阻的数量概念；（3）掌握污泥脱水前调理预处理的概念，用布氏漏斗实验选择混凝剂，改变污泥过滤性能(即比阻值)，从技术经济角度，确定污泥的最佳混凝剂投加量。实验原理基本概念和计算公式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

2、同量的混合剂后）的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。22过滤时滤液体积V(m3)与推动力P(过滤时的压强降Pa(N/m))，过滤面积A(m)，过滤22时间t(s)成正比，而与过滤阻力R(m/m)，滤液动力粘滞度，（N·s/m）成反比。PAtVR(2-1)2过滤阻力R(m/m)过滤阻力包括滤渣阻力Rc和过滤隔层阻力Rm两个组成部分,R=Rc+Rm(2-2)通常过滤隔层阻力Rm要远小于滤渣阻力Rc；而阻力滤渣Rc随滤渣层的厚度增加而增大，过滤速度则减少。由于滤渣层的厚度难以测量，所以用滤液的滤渣浓度求得C'V/A

3、，因此：Rc=rC'V/A(2-3)这里r是污泥过滤比阻抗m/kg；由于在过滤过程中，滤液体积和过滤阻力都是变化的，以微分形式表达成：2dVPAdt(rCVRA)m(2-4)332式中：dV/dt=过滤速度，m/s；V=滤出液体积，m；t=过滤时间，s；P=过滤压力，N/m；23A=过滤面积，m；C=单位面积滤出液所得滤饼干重，kg/m；r=污泥过滤比阻抗，m/kg；2Rm=过滤开始时单位过滤面积上过滤介质的阻力，m/m；μ=滤出液的动力粘滞度，2N·s/m。当过滤压力P为的常数时，略去过滤隔层阻力Rm的影响则

4、可积分得：trCV(2-５)2V2PA在定压下，在积分界线，时间由0到t，及0到V积分，t/V与V成直线关系，其斜率为：rCb(2-６)22PA解出2b.2PAbrK(2-７)CC22PAK(2-８)因此，为求得污泥比阻，需要在实验条件下求出b及C。根据定义b是t/V与V的斜率，可在定压下(真空度保持不变)通过测定一系列的t～V数据，对t/V与V用线性回归法求得。C是单位体积滤液取得的滤饼干重，根据定义求C值的方法，必须量测滤饼的厚度方可求得；但在实验过程中量测滤饼厚度是很困难的，且不易量准，故改用

5、测滤饼含水比或滤饼固体浓度的方法求C值：(Q0Qu)CdC滤饼干重(g/mL)滤液(2-９)Qu式中：Q0：污泥量，ml；Qu：滤液量，ml;Cd:滤饼固体浓度，g/mL基于液体平衡有：Q0=Qu+Qd基于固体平衡有：Q0C0=QuCu+QdCdQ(CC)Q00d(2-10)uCCud代入(2-９)式，简化后得：CdC0Cg/ml(2-11)CdC0式中：C0：污泥固体浓度，g/mLCu：滤液固体浓度，g/mLQd：滤饼量，ml。如果使用滤饼含水率测定，1滤饼干量(g/ml)滤液(2-12)C010

6、0G100CtCC式中：C0：100g污泥中的干污泥量；C：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%11C0.0260g/ml1002.31002038.482.320不同污泥比阻和调理预处理常见不同类型污泥的比阻如表2-1所示。表2-1常见不同类型污泥的比阻12污泥种类比阻值（×10m/kg）初沉污泥46～61活性污泥165~283消化污泥124~139污泥机械脱水的要求1~4显然，一般污泥的比阻值都要远高于机械脱水所要求的比阻值。因此，机械脱水前需要采取必要的调理预

7、处理措施降低污泥比阻。投加混凝剂可以改善污泥的脱水性能，使污泥的比阻减小。对于无机混凝剂如FeCl3，Al2(SO4)3等投加量，一般为污泥干重的5～10%；高分子混凝剂如聚丙烯酰胺+碱式氯化铝等，投加量一般为干污泥重的1%。虽然通常增加混凝剂的投入量会使污泥的比阻减小，改善污泥的脱水性能，但需要顾及污泥处理的运行成本，通过投入量的系列优化实验，寻找工艺操作中最适宜的混凝剂配方和用量也是污泥比阻测定实验的重要任务。实验装置、试剂与方法进行污泥比阻测定实验需要污泥比阻测试仪器以及相应的污泥浓度测试仪器等，包括(1)基本

8、实验装置（如图2-1）；(2)秒表，滤纸；(3)烘箱；(4)混凝剂如FeCl3、A12(SO4)3；(5)布氏漏斗。对于优化混凝剂配方和投入量的系列实验，使用单一布氏漏斗的实验装置显然效率太低，因此可采用一套真空泵、吸滤瓶配多个布氏漏斗的组合式污泥比阻测定装置进行实验如图2-2所示。图2-1污泥比阻测定实验装置图1–真空泵；2–吸滤瓶；3–真空