汙泥(ni)比阻(zu)測(ce)定(ding)實驗(yan)裝(zhuang)置(zhi) 汙泥(ni)比阻(zu)測(ce)定(ding)儀器  型(xing)號(hao)：TH-250

主(zhu)要(yao)參(can)數(shu)及(ji)配置(zhi)：

吸濾(lv)筒(tong)尺(chi)寸(cun)：Ø 150×250 mm、裝(zhuang)置(zhi)總(zong)尺(chi)寸(cun)： 500mm×350mm×1300mm、電(dian)源 220V  率(lv)200W、

配(pei)置：用(yong)有機玻(bo)璃圓管(guan)制(zhi)成吸濾(lv)筒(tong)1套(tao)、並(bing)配(pei)有(you)300ml計(ji)量筒(tong)2套(tao)、有機玻(bo)璃布(bu)氏漏鬥2只(zhi)（Ø100）、抽(chou)氣(qi)接(jie)管(guan)1根(gen)、連接(jie)管(guan)道1根(gen)、真空表(biao)1只(zhi)、真(zhen)空泵1臺(tai)、放氣(qi)閥1只(zhi)、滲(shen)漏(lou)閥(fa)1只(zhi)、連(lian)接(jie)管(guan)道和閥(fa)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)臺(tai)架等組成

 註(zhu)：(本說(shuo)明書(shu)及(ji)提供的計(ji)算(suan)方法(fa)和實驗(yan)數(shu)據僅供參(can)考：根(gen)據學(xue)校實際(ji)實驗(yan)得(de)出的數據為準(zhun)。)

、實驗(yan)目的：

汙泥(ni)比阻(zu)（或稱比阻(zu)抗(kang)）是(shi)表(biao)示(shi)汙泥(ni)脫(tuo)水性(xing)能(neng)的綜(zong)合(he)性(xing)標(biao)，汙泥(ni)比阻(zu)愈(yu)大，脫(tuo)水性(xing)能(neng)愈差(cha)，反之脫(tuo)水性(xing)能(neng)愈好(hao)。本實驗(yan)測(ce)定(ding)活性汙泥(ni)的比阻(zu)，是(shi)以FeCl3和Al2(SO4)3為混(hun)凝劑(ji)行試(shi)驗。

希望(wang)通過實驗(yan)達(da)到下述(shu)目的：

掌握(wo)測(ce)定(ding)汙泥(ni)比阻(zu)的(de)實驗(yan)方(fang)法(fa)；

掌握(wo)用(yong)布(bu)氏漏鬥試(shi)驗選擇混(hun)凝劑(ji)；

掌握(wo)確(que)定(ding)投加(jia)混(hun)凝劑(ji)的(de)方法(fa)。

二(er)、實驗(yan)原理(li)：

汙泥(ni)比阻(zu)是(shi)單位過濾(lv)面積(ji)上，單位幹(gan)重濾(lv)餅所具有的阻力(li)，在(zai)數值上等(deng)於(yu)粘(zhan)滯度(du)為1時，濾(lv)液(ye)通(tong)過單位重(zhong)量的泥(ni)餅產(chan)生(sheng)單位濾(lv)液(ye)流率所需要(yao)的(de)壓(ya)差(cha)，

影(ying)響(xiang)汙泥(ni)脫(tuo)水性(xing)能(neng)的因(yin)素有：汙泥(ni)的性質(zhi)、汙泥(ni)的濃度(du)、汙泥(ni)和濾(lv)液(ye)的(de)粘(zhan)滯度(du)、混(hun)凝劑(ji)的(de)種(zhong)類和投(tou)加(jia)量等。通(tong)常是用(yong)布(bu)氏漏鬥試(shi)驗，通(tong)過測(ce)定(ding)汙泥(ni)濾(lv)液(ye)濾(lv)過介(jie)質(zhi)的速度快慢(man)來確(que)定(ding)汙泥(ni)比阻(zu)的(de)大小，並(bing)不(bu)同(tong)汙泥(ni)的過濾(lv)性(xing)能(neng)，確定(ding)混(hun)凝劑(ji)及(ji)其投加(jia)量。

汙泥(ni)脫(tuo)水是(shi)依(yi)靠過濾(lv)介(jie)質(zhi)（多(duo)孔(kong)性(xing)物質(zhi)）兩面的(de)壓(ya)力(li)差(cha)作(zuo)為推(tui)動力，使水(shui)分強(qiang)制(zhi)通過過濾(lv)介(jie)質(zhi)，固體顆(ke)粒(li)被截留在(zai)介質(zhi)上，達到(dao)脫(tuo)水的(de)目的。成壓(ya)力(li)差(cha)的(de)方(fang)法(fa)有(you)四種(zhong)：

依(yi)靠汙泥(ni)本身(shen)厚(hou)度(du)的(de)靜(jing)壓(ya)力(li)（如汙泥(ni)自然幹(gan)化場的(de)滲(shen)透脫(tuo)水）；

過濾(lv)介(jie)質(zhi)的面成負壓(ya)（如真(zhen)空過濾(lv)脫(tuo)水）；

加(jia)壓(ya)汙泥(ni)把水分過濾(lv)介(jie)質(zhi)（如壓(ya)濾(lv)脫(tuo)水）；

成離心(xin)力作(zuo)為推(tui)動力（如離心(xin)脫(tuo)水）。

根(gen)據推(tui)動力在(zai)脫(tuo)水過程(cheng)中(zhong)的演變(bian)，可(ke)分為定(ding)壓(ya)過濾(lv)與(yu)恒豎過濾(lv)兩種(zhong)。前(qian)者(zhe)在(zai)過濾(lv)程(cheng)中(zhong)壓(ya)力(li)保持(chi)不變；後者(zhe)在(zai)過濾(lv)過程(cheng)中(zhong)過濾(lv)速度保持(chi)不變。

本實驗(yan)是(shi)用抽(chou)真(zhen)空的方(fang)法(fa)成壓(ya)力(li)差(cha)，並(bing)用(yong)調(tiao)節閥調(tiao)節(jie)壓(ya)力(li)，使整個(ge)實驗(yan)過程(cheng)壓(ya)力(li)差(cha)恒定(ding)。

過濾(lv)開(kai)始(shi)時，濾(lv)液(ye)只(zhi)需(xu)克服(fu)過濾(lv)介(jie)質(zhi)的阻力(li)，當(dang)濾(lv)餅逐步(bu)形(xing)成後，濾(lv)液(ye)還(hai)需克服(fu)濾(lv)餅本身(shen)的(de)阻(zu)力(li)。濾(lv)餅是(shi)由(you)汙泥(ni)的顆粒(li)堆(dui)積(ji)而(er)成的，也(ye)可(ke)視為種(zhong)多(duo)孔(kong)性(xing)的過濾(lv)介(jie)質(zhi)，孔(kong)道屬於(yu)毛(mao)細管(guan)。因(yin)此，真(zhen)正的過濾(lv)層(ceng)包(bao)括濾(lv)餅與(yu)過濾(lv)介(jie)質(zhi)。由於(yu)過濾(lv)介(jie)質(zhi)的孔(kong)徑(jing)遠比汙泥(ni)顆粒(li)的(de)粒(li)徑(jing)大，所以只(zhi)過濾(lv)開(kai)始(shi)階(jie)段(duan)，濾(lv)液(ye)往(wang)往是(shi)渾(hun)濁的。隨著濾(lv)餅的(de)形(xing)成，阻力(li)變大，濾(lv)液(ye)變(bian)清(qing)。

由(you)於(yu)汙泥(ni)懸浮(fu)顆(ke)粒(li)的(de)性(xing)質(zhi)不同，濾(lv)餅的(de)性(xing)質(zhi)可(ke)分為兩類：類為不(bu)可(ke)壓(ya)縮(suo)性(xing)濾(lv)餅，如沈(chen)砂、初次(ci)沈澱汙泥(ni)或其他(ta)無機沈(chen)渣(zha)，在(zai)壓(ya)力(li)作(zuo)用(yong)下，顆粒(li)不(bu)會(hui)變(bian)形，因而(er)濾(lv)餅中(zhong)濾(lv)液(ye)的(de)通道（如毛(mao)細管(guan)孔(kong)徑(jing)與長(chang)度(du)）不(bu)因壓(ya)力(li)作(zuo)用(yong)的(de)變化而(er)改變(bian)；另(ling)類(lei)為可(ke)壓(ya)縮(suo)性(xing)濾(lv)餅，如活性汙泥(ni)，在(zai)壓(ya)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下，顆粒(li)會(hui)變(bian)形(xing)，隨著壓(ya)力(li)增(zeng)加(jia)，顆粒(li)被壓(ya)縮(suo)並(bing)擠(ji)入(ru)孔(kong)道中(zhong)，使濾(lv)液(ye)的(de)通道變小，阻(zu)力增(zeng)加(jia)。

過濾(lv)時，濾(lv)液(ye)體(ti)積V與(yu)壓(ya)強(qiang)降(jiang)P、過濾(lv)面積(ji)A、過濾(lv)時間t成正比，而(er)與過濾(lv)阻(zu)力(li)R、濾(lv)液(ye)粘(zhan)滯度(du)u成正比，即(ji)過濾(lv)時：V= Par  uR（ml）  （14-1）

式(shi)中(zhong)：V——濾(lv)液(ye)體(ti)積（ml）；

      P——過濾(lv)時壓(ya)強(qiang)（Pa）

      A——過濾(lv)面積(ji)（cm2）

      t——過濾(lv)時間（s）

          u——濾(lv)液(ye)粘(zhan)度（Pa·s）

          R——單位過濾(lv)面積(ji)上，通(tong)過單位體(ti)積的濾(lv)液(ye)所產生(sheng)的(de)過濾(lv)阻(zu)力(li)，決定(ding)於(yu)濾(lv)餅性(xing)質(zhi)（cm-1）

過濾(lv)阻(zu)力(li)R包(bao)括濾(lv)餅阻(zu)力(li)Rz和過濾(lv)介(jie)質(zhi)阻力Rg兩分。阻力R隨濾(lv)餅厚(hou)度(du)增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)加(jia)，過濾(lv)速度則隨濾(lv)餅厚(hou)度(du)

的(de)增(zeng)加(jia)而(er)減小(xiao)，因(yin)此(ci)將(jiang)式(shi)（14-1）改(gai)寫(xie)成微分形式(shi)： dV  dt ＝ PA  uR＝    RA    u(δRz+Rg)   （14-2）

1

式(shi)中(zhong)：δ——泥(ni)餅的(de)厚(hou)度(du)

設(she)每濾(lv)過單位體(ti)積的濾(lv)液(ye)，在(zai)過濾(lv)介(jie)質(zhi)上截留的(de)濾(lv)餅體(ti)積(ji)為υ，則當濾(lv)液(ye)體(ti)積為V時，濾(lv)餅體(ti)積(ji)為υ·V，因(yin)此δA=υV

δ＝ υV  A  （14-3）

將(jiang)式(shi)（14-3）代(dai)入式(shi)（14-2）得(de) dV  dr＝      PA2        u（υVRz+RgA）  （14-4）

若(ruo)以濾(lv)過單位體(ti)積得濾(lv)液(ye)在(zai)過濾(lv)介(jie)質(zhi)上截留得(de)濾(lv)餅幹(gan)固(gu)體(ti)重量(liang)C代(dai)替υ，並(bing)以(yi)單位重(zhong)量得阻(zu)抗(kang)r代(dai)替Rz,則式(shi)（14-4）可(ke)改寫(xie)成 dV  dr＝      PA2        u（CVr+RgA）  （14-5）

式(shi)中(zhong)：r——汙泥(ni)比阻(zu)

定(ding)壓(ya)過濾(lv)時，式(shi)（14-5）對(dui)時間積分：∫˙0  dt=∫v0   (  uCVr   PA2 + Ur0  PA )dV  （14-6）

                                   t= uCrV2r   2PA2 + uR0V   PA

                                    t  V= uCrV  2PA2 +  uRg  PA   （14-7）

式(shi)（14-7）說(shuo)明：在(zai)定(ding)壓(ya)下過濾(lv)，t/V與(yu)V成直線(xian)關(guan)系，即(ji)：y-bx+a

                斜率(lv)b= uCr  2PA2   截距 a= uRg  PA    因(yin)此比阻(zu)公(gong)式(shi)為 r＝ 2PA2   u· b  C  （14-8）

r單位為cm/g，b為s/cm6，C為g/cm3

從式(shi)（14-8）可(ke)以看(kan)出(chu)，要(yao)求得(de)汙泥(ni)比阻(zu)r，需(xu)在(zai)實驗(yan)條(tiao)件下求出(chu)斜率(lv)b和C0b的(de)求法(fa)是(shi)：可(ke)在(zai)定(ding)壓(ya)下（真空度保持(chi)不變）通過測(ce)定(ding)系列(lie)的(de)r—V數(shu)據，用(yong)圖(tu)解法(fa)求取(qu)，見圖(tu)14-1，C的(de)求法(fa)為：

實驗(yan)步(bu)驟：

測(ce)定(ding)汙泥(ni)的固體(ti)濃度C0。

配(pei)制(zhi)FeCl3（10g/l）和Al2（SO4）3（10g/l）混(hun)凝劑(ji)溶液(ye)。

用(yong)FeCl3（10g/l）混(hun)凝劑(ji)調(tiao)節汙泥(ni)（每組加(jia)種(zhong)混(hun)凝劑(ji)量(liang)，加量分別為汙泥(ni)幹重的(de)5％、6％、7％、8％、9％、10％）。

在(zai)布氏漏鬥上放置快(kuai)速濾(lv)紙(zhi)（直(zhi)徑大於(yu)漏(lou)鬥，大於(yu)倍(bei)），用(yong)水潤(run)濕(shi)，貼(tie)緊(jin)周(zhou)底。

啟(qi)動(dong)真空泵，用調節閥調(tiao)節(jie)真(zhen)空壓(ya)力(li)到(dao)比實驗(yan)壓(ya)力(li)小(xiao)約(yue)1/3，實驗(yan)壓(ya)力(li)為35.5kPa（真(zhen)空度266mmHg）或70.9 kPa（真(zhen)空度532mmHg），使濾(lv)紙(zhi)緊(jin)貼(tie)漏鬥底，關(guan)閉真(zhen)空泵。

放(fang)50-100ml調(tiao)節好(hao)的汙泥(ni)在(zai)漏鬥內，（汙泥(ni)度不過濾(lv)紙(zhi)度(du)），使其依(yi)靠重力(li)過濾(lv)1分鐘，啟(qi)動(dong)真空泵，調節真空壓(ya)力(li)至實驗(yan)壓(ya)力(li)，記下此時計量筒(tong)內(nei)的濾(lv)液(ye)體(ti)積V0。啟(qi)動(dong)秒表(biao)。在(zai)整個(ge)實驗(yan)過程(cheng)中(zhong)，仔細調節(jie)真(zhen)空度調(tiao)節(jie)閥，以保持(chi)實驗(yan)壓(ya)力(li)恒定(ding)。

每(mei)隔定(ding)時間（開始(shi)過濾(lv)時可(ke)每隔10s或15s，濾(lv)速減慢(man)後每(mei)隔30s或1min），記下記量(liang)筒內相應的(de)濾(lv)液(ye)體(ti)積V1。

定(ding)壓(ya)過濾(lv)至濾(lv)餅破(po)裂，真空破壞，如真(zhen)空長(chang)時間不破(po)壞，則過濾(lv)20分鐘即可(ke)停止(zhi)（也可(ke)30-40min，待泥(ni)餅形(xing)成為止(zhi)）。

測(ce)出定(ding)壓(ya)過濾(lv)後(hou)濾(lv)餅的(de)厚(hou)度(du)及(ji)固體(ti)濃度。

10、另(ling)取(qu)加Al2（SO4）3混(hun)凝劑(ji)的(de)汙泥(ni)（每組加(jia)混(hun)凝劑(ji)與(yu)加FeCl3量(liang)相同）及(ji)不加(jia)混(hun)凝劑(ji)的(de)汙泥(ni)，按實驗(yan)步(bu)驟4-9分別行實驗(yan)。