活性污泥性質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)
污泥比阻（或稱比阻抗）是表示污泥脫水性能的綜合性指標(biāo)。污泥比阻越大，脫水性能越差，反之脫水性能越好。污泥比阻是單位過(guò)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(guò)單位的泥餅產(chǎn)生單位濾液流率所需要的壓差。在污泥中加入混凝劑、助濾劑等化學(xué)藥劑，可使比阻降低，脫水性能改善。
希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)達(dá)到下述目的：
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解比阻的概念，并掌握測(cè)定污泥比阻的實(shí)驗(yàn)方法；
2.掌握用布氏漏斗實(shí)驗(yàn)選擇混凝劑；
3.掌握確定投加混凝劑數(shù)量的方法；
4.通過(guò)比阻測(cè)定評(píng)價(jià)污泥脫水性能。
二、實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理
實(shí)驗(yàn)裝置的組成：
1.真空泵1臺(tái) 2.計(jì)量筒4個(gè) 3.抽氣接管4套 4.布氏漏斗4個(gè)
5.吸濾筒1個(gè) 6.真空表1只 7.實(shí)驗(yàn)臺(tái)架1套 8.連接管道、電源開關(guān)等1套
整體外形尺寸：1000mm×400mm×1300mm
每次測(cè)定污泥用量50—100ml，真空壓力35.5——70.9 kpa，測(cè)定時(shí)間20—40min。吸濾筒尺寸：直徑×高度=Φ150mm×250mm
污泥比阻測(cè)定裝置示意圖
過(guò)濾開始時(shí)濾液只需克服過(guò)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。濾餅的性質(zhì)可分為兩類，一類為不可壓縮性濾餅，如沉砂，初沉池污泥和其它無(wú)機(jī)污泥；另一類為可壓縮性濾餅，如活性污泥，在壓力的作用下，污泥會(huì)變形。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.測(cè)定污泥的含水率，求出其固體濃度C0
2.配制FeCl3（10g/L）混凝劑或聚丙烯酰胺（0.3%）絮凝劑。
3.調(diào)節(jié)污泥（每組加一種混凝劑），采用FeCl3混凝劑時(shí)加量分別為干污泥質(zhì)量的0（不加混凝劑）、2%、4%、6%、8%、10%；采用聚丙烯酰胺時(shí)，投加量分別為干污泥質(zhì)量的0、0.1%、0.2%、0.5%
再布氏漏斗上（直徑65~80mm）放置濾紙，用水潤(rùn)濕，貼緊周邊。
4.開動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力，大約比實(shí)驗(yàn)壓力小1/3.[實(shí)驗(yàn)時(shí)真空壓力采用266mmHg(35.46kPa)或532 mmHg(70.93kPa)]時(shí)關(guān)掉真空泵。
5.加入100mL需實(shí)驗(yàn)的污泥于布氏漏斗中，開動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力至實(shí)驗(yàn)壓力；開始啟動(dòng)秒表，并記下開動(dòng)時(shí)計(jì)量管內(nèi)的濾液V0每隔一段時(shí)間（開始過(guò)濾時(shí)可每隔10s或15s，濾速減慢后可每隔30s或60s）記下計(jì)量管內(nèi)相應(yīng)的濾液量。一直過(guò)濾至真空破壞，如真空長(zhǎng)時(shí)間不破壞，則過(guò)濾20min后即可停止。關(guān)閉閥門，取下濾餅放入稱量瓶?jī)?nèi)稱量
6.稱量后的濾餅于105℃的烘箱內(nèi)烘干稱量
7.計(jì)算出濾餅的含水率，求出單位體積濾液的固體量ω
四、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)
1.污泥脫水:將污泥的含水率降低到85%以下的操作叫污泥脫水。污泥經(jīng)脫水后具有固體特性（成塊或餅狀），并與運(yùn)輸和最終處理。常用的脫水方法有真空過(guò)濾、壓濾、離心等。污泥機(jī)械脫水是以過(guò)濾介質(zhì)兩面的壓差作為動(dòng)力，達(dá)到泥水分離和污泥濃縮的目的。
影響污泥脫水的因素較多，主要有：污泥濃度（或含水率）、污泥種類及性質(zhì)、污泥預(yù)處理方法、壓力差、過(guò)濾介質(zhì)種類、性質(zhì)；
過(guò)濾基本方程式為
（式1）式中：t——過(guò)濾時(shí)間，s
V——濾液體積，m3
P——真空度，Pa
A——過(guò)濾面積，m2或cm2
μ——濾液的動(dòng)力黏滯系數(shù)Pa·s
ω——過(guò)濾單位體積的濾液在過(guò)濾介質(zhì)上截留的固體質(zhì)量kg/m3
r——比阻s2/g或m/kg
過(guò)濾基本方程式給出了在壓力一定的條件下，濾液的體積與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系，指出了過(guò)濾面積A、壓力p、污泥性能ω、γ值對(duì)過(guò)濾的影響。
2.污泥比阻及其測(cè)定方法：污泥比阻r時(shí)表示污泥過(guò)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(guò)濾時(shí)在單位過(guò)濾面積上產(chǎn)生的阻力。即單位過(guò)濾面積上濾餅單位干重所具有的阻力。求此值的作用是比較不同的污泥（或同一種污泥加入不同量的混凝劑后）的過(guò)濾性能。污泥比阻愈大，過(guò)濾性能愈差。
將過(guò)濾方程改寫為
以抽濾實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，測(cè)定一系列的t~V數(shù)據(jù)，即測(cè)定不同過(guò)濾時(shí)間t時(shí)濾液量V，并以濾液量V為橫坐標(biāo)，以t/V為縱坐標(biāo)，所得直線斜率為b。然后由（式3）即可計(jì)算出新測(cè)污泥的比阻r。
ω得求法根據(jù)所設(shè)定義有
（g濾餅干重/mL濾液）（式4）式中：Q0——過(guò)濾污泥量，mL
Qy——濾液量，mL
Cb——濾餅固體濃度g/mL
一般認(rèn)為比阻在109~1010s2/g的污泥難以過(guò)濾，比阻小于0.4×109s2/g的污泥容易過(guò)濾。
在污泥脫水中，往往要進(jìn)行化學(xué)調(diào)理，即采用向污泥中投加混凝劑的方法降低污泥的比阻r值，改善污泥脫水性能。所以，污泥的性質(zhì)、混凝劑的種類、濃度、投加量以及反應(yīng)時(shí)間等均影響化學(xué)調(diào)理的效果。在相同實(shí)驗(yàn)條件下，選擇不同的藥劑、投加量和反應(yīng)時(shí)間，通過(guò)污泥比阻實(shí)驗(yàn)確定最佳的脫水條件。
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理
1.測(cè)定并記錄實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)，記錄格式如下：
實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日；
原污泥的含水率（%） 原污泥的固體濃度（mg/L）
不加混凝劑的濾餅的含水率（%） 加混凝劑濾餅的含水率（%）
實(shí)驗(yàn)真空度（mmHg）
2.將布氏漏斗實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)按表記錄并計(jì)算
表1 布氏漏斗實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)記錄表
| 時(shí)間/s | 計(jì)量管濾液量V’/mL |
濾液量 V=V’-V0/mL |
 /（s/mL） |
備注 |
為縱坐標(biāo)，V為橫坐標(biāo)作圖，其直線率為
，求得b。4.根據(jù)原污泥的含水率及濾餅的含水率求出ω
5.列表計(jì)算比阻值
6.以比阻為縱坐標(biāo)，混凝劑投加量為橫坐標(biāo)，作圖求最佳投加量。
六、注意事項(xiàng)
1.檢查計(jì)量管與布氏漏斗之間是否漏氣
2.濾紙稱量烘干，放到布氏漏斗內(nèi)，要先用蒸餾水濕潤(rùn)，而且用真空泵抽吸一下。濾紙要貼緊不能漏氣
3.污泥倒入布氏漏斗內(nèi)時(shí)。有部分濾液流入計(jì)量筒，所以正常開始實(shí)驗(yàn)后記錄量筒內(nèi)濾液體積。
4.污泥中加混凝劑后應(yīng)充分混合。
5.在整個(gè)過(guò)濾過(guò)程中，真空度確定后始終保持一致。
七、實(shí)驗(yàn)配套設(shè)備及儀器(由用戶自行購(gòu)買)
烘箱、秒表 、快速濾紙、分析天平、混凝劑配制容器、移液管等。
八、說(shuō)明
吸濾筒作為真空室及盛水之用，用有機(jī)玻璃制成，上有真空表和調(diào)節(jié)閥，下有放空閥。
九、思考題
1.判斷生污泥、消化污泥脫水性能好壞，分析其原因。
2.測(cè)定污泥比阻在工程上有何實(shí)際意義？
DB-TS/WN 污泥脫水性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置
設(shè)備特點(diǎn)：
1.污泥脫水性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置布局合理、美觀，結(jié)構(gòu)清晰，整體感強(qiáng)。
2.污泥脫水性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置管道采用快裝接頭，可對(duì)過(guò)濾液量筒進(jìn)行快速拆裝。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 1.掌握用布氏漏斗實(shí)驗(yàn)選擇混凝劑的方法。
2.掌握污泥的最佳混凝劑投加量。
3.可開實(shí)驗(yàn)：污泥比阻測(cè)定實(shí)驗(yàn)。
主要配置：
真空泵、計(jì)量筒、緩沖罐、布氏漏斗、濾紙、高壓氣管、排空閥、不銹鋼框架。
技術(shù)參數(shù)：
1.環(huán)境溫度：5℃～40℃，配電：220V，180W。
2.計(jì)量筒：尺寸Φ40×350mm，厚度5mm,優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃。
3.緩沖罐：尺寸Φ100×300mm，厚度5mm,優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃。
4.布氏漏斗：加入污泥量：100ml，4個(gè)。
5.循環(huán)水真空泵：功率：180W，單頭抽氣量：10L/min，最大真空度：0.098Mpa。
6.框架為304不銹鋼，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，操作方便。
7.外形尺寸：1000×420×1100mm，框架為可移動(dòng)式設(shè)計(jì)，帶腳輪及禁錮腳。
1.污泥脫水性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置布局合理、美觀，結(jié)構(gòu)清晰，整體感強(qiáng)。
2.污泥脫水性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置管道采用快裝接頭，可對(duì)過(guò)濾液量筒進(jìn)行快速拆裝。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 1.掌握用布氏漏斗實(shí)驗(yàn)選擇混凝劑的方法。
2.掌握污泥的最佳混凝劑投加量。
3.可開實(shí)驗(yàn)：污泥比阻測(cè)定實(shí)驗(yàn)。
主要配置：
真空泵、計(jì)量筒、緩沖罐、布氏漏斗、濾紙、高壓氣管、排空閥、不銹鋼框架。
技術(shù)參數(shù)：
1.環(huán)境溫度：5℃～40℃，配電：220V，180W。
2.計(jì)量筒：尺寸Φ40×350mm，厚度5mm,優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃。
3.緩沖罐：尺寸Φ100×300mm，厚度5mm,優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃。
4.布氏漏斗：加入污泥量：100ml，4個(gè)。
5.循環(huán)水真空泵：功率：180W，單頭抽氣量：10L/min，最大真空度：0.098Mpa。
6.框架為304不銹鋼，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，操作方便。
7.外形尺寸：1000×420×1100mm，框架為可移動(dòng)式設(shè)計(jì)，帶腳輪及禁錮腳。