污泥比阻测定实验
一、 实验目的
（1）通过实验进一步理解污泥比阻的概念，并掌握测定污泥比阻的实验方法。
（2）掌握用布氏漏斗实验选择混凝剂。
(3 )通过比阻测定评价污泥脱水性能。
二、 实验原理
（一）污泥比阻
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（或同一污泥加入不同量的混合剂后）的过滤性能。污泥比阻越大，过滤脱水性能越差，反之脱水性能越好。在污泥中加入混凝剂、助滤剂等化学药剂，可使比阻降低，脱水性能改善。
（二）计算原理
1.污泥比阻表达式为：
α=K*b/C (1-1-1)
式中： α—污泥比阻（s2/g）；
b —污泥过滤时间与滤液体积（t/v）值与滤液体积（v）之间的关系斜率；
C —污泥滤饼干重与滤液体积之间的关系值（g/ml）;
（1-1-2）
（1-1-2）式中： p —抽滤真空压力绝对值（g/cm2）；
F2 —过滤面积的平方（cm4）；
µ —滤液粘度（g/cm/s）。
2. b值的求法：
运用本实验设备在定压下（真空度基本不变）测定出过滤时间与滤液体积的数据，用图解法求斜率b，详见下面图示。
当通过实验测定出过滤时间与滤液体积的数据后，选择比较有线性关系的区域作直线，求出斜率b。可以将比较有线性关系区域的多个点输入计算机的Excel系统，让这个系统在建立坐标图时自动建立坐标函数式，在式中自动给出斜率b。
3.C值的求法：
（滤饼干重g / 滤液体积ml） (1-1-3)
式中：Ci —100克污泥中的干污泥重量（g）；
Cf —100克滤饼中的干污泥重量（g）。
例：某污泥的含水率为97.7%，则干污泥量为2.3%；滤饼含水率为80%，则滤饼中的干污泥量为20%。求该污泥的C值。
4.µ —滤液粘度（g/cm/s）的求法：
根据滤液粘度的物理含义（g/cm/s）；g为过滤过程中得到的滤液质量，用ml数来表示cm3
数，近似表示克数g；cm=滤液cm3/过滤面积cm2；s为整个过滤时间。
一般认为，比阻值在109～1010 s2/g的污泥为难过滤性的污泥，比阻值在（0.5～0.9）×109 s2/g的污泥为中等过滤性的污泥，比阻值小于0.4×109 s2/g的污泥为容易过滤性的污泥。
投加混凝剂可以改善污泥的脱水性能，减小污泥的比阻值。采用FeCl3、Al2（SO4）3等无机混凝剂时的投加量，一般在污泥干重的5%～10%。如采用聚丙烯酰胺、聚合铝等高分子混凝剂时，投加量一般在污泥干重的1%。
二、实验前的准备
1.仔细了解污泥比阻实验装置的工艺流程，了解实验设备的管路走向。由一台水泵、一个水箱和二个文丘里管组成的二路水力循环真空泵。水泵的出水分二路，经二个阀门分别去控制二个文丘里管的工作与否；由文丘里管工作时产生的负压造成真空缓冲瓶中的负压，由真空表指示真空度；每个真空缓冲瓶和抽滤瓶的底部均有排空阀，可以将各瓶中的积水排放至循环水箱；由电器控制箱来控制水力
循环真空泵的工作；抽滤筒的抽滤真空度由闸阀的调节来控制，由抽滤筒真空表来指示抽滤筒的工作负压。
2.检查水力循环真空泵水箱中的水位，以保证水箱中有较满的水位。打开水泵出水的二个阀门，关闭所有的排空阀门。关闭台面上左右二边的闸阀。
3.准备：秒表一只；
烘箱一台；
干燥皿1～2个；
1/10000电子天平一台；
大口径称量瓶15个/小组；
直径8cm的定量滤纸一盒；
250ml的烧杯15个；
玻棒若干支；
待测定的污泥2000ml。
4.将称量瓶洗干净，晾干，在瓶盖和瓶身上用记号笔对应编号。将滤纸折好放入称量瓶，打开瓶盖，在105℃的烘箱中烘1小时，盖上瓶盖，放入干燥皿中冷却至恒重，在1/10000电子天平上称重，记录重量后放入干燥皿中备用。
5.配制FeCl3和Al2（SO4）3的混凝剂溶液，浓度为10g/L，备用。也可以选择其他的混凝剂。
三、实验步骤
1、启动真空泵，调节实验压强至-0.03MPa，关闭真空泵；
2、将100mL污泥倒入漏斗中，依靠重力过滤1min，记下量筒中滤液体积V，启动真空泵，打开秒表，在5s，10s，30s，60s，120s，240s，300s，400s，500s，600s，1200s分别计量出滤液体积（当V＞90mL，停止实验）
3、再加入3mL10g/L的硫酸铝于100mL污泥中，重复步骤2，测其滤液体积。
（2）原污泥的含水率和固体物浓度C0 ； （3）实验真空压力，将真空表上的读数单位换算为g/cm2； 0.1MPa=1000 g/cm2=760mmHg （4）不加混凝剂的滤饼的含水率； （5）系列加混凝剂的滤饼的含水率。
1.测定试验污泥的含水率，求出其的固体浓度C0 。
2.用FeCl3和Al2（SO4）3分二组，分别对试验污泥进行调节处理，每一组只加一种混凝剂。将试验污泥搅均匀，分别取6个100ml，倒6个250ml的烧杯中，加药量为干污泥质量的0%（不加混凝剂）、2%、4%、6%、8%、10%，搅匀。处理时间10分钟。
3.在布氏漏斗上放置已经称重的滤纸，铺平，用水湿润，用玻棒将滤纸贴紧周底。将铺好滤纸的布氏漏斗（连橡皮塞）盖到抽滤筒上，使漏斗的下口对准内部的量筒口，压紧。
4.检查关闭闸阀，关闭所有的排空阀门，开启水力循环真空泵，真空缓冲瓶内的负压逐渐增加，直至负压最大值（大约在-0.08MPa左右）。继续运转水力循环真空泵，不要关机。
5.选择试验的抽滤压力：当污泥较容易过滤时，采用35.46kPa（0.035MPa、
266mmHg）负压（推荐压力）；当污泥较难过滤时，采用70.93kPa（0.071MPa、532mmHg）负压（一般不太使用）。同一种污泥的系列试验，只能选择一种抽滤压力。
6.将需试验的污泥取100ml倒入布氏漏斗中，这时会有少量的滤液流入量筒。立即开启抽滤闸阀，调节到抽滤真空表达到试验压力后，立即关闭闸阀并立即按下秒表、同时记录下量筒中原来的滤液体积V0 （ml）。
7.每隔一段时间（开始过滤时可以每隔10s或15s，滤速减慢后可每隔30s或60s）,记下量筒内相应的滤液量。
8.一直过滤至真空破坏（抽滤真空度迅速下降）时停止试验，按下秒表，记录实验的最终时间和量筒内的最终滤液量。如果真空一直难以破坏，则过滤20min即可停止。
9.在整个抽滤过程中，抽滤压力会逐渐变小，当发现抽滤压力小于要求的工作压力时，要及时打开闸阀，在抽滤压力达到要求的工作压力时再次关闭闸阀，反复如此以这样的方法来尽量保持整个抽滤过程中压力的稳定。
10.抽滤试验结束，关闭闸阀，待抽滤负压回到0位时，从布氏漏斗中取下滤纸和滤饼，放入对应的称量瓶中称重，求出滤饼重量。
11. 称量后的滤纸、滤饼和称量瓶于105℃的烘箱中烘2小时，烘干称重，求出污泥干重。
12.计算出滤饼的含水率，求出C值。
13.采用上述同样的实验步骤，对其他试验浓度的污泥进行测定实验，得出相应的数据。
五、实验的注意事项
1.在实验前要仔细检查整个系统是否漏气，水力循环真空泵能否正常工作，真空缓冲瓶中能否达到正常的负压（0.08MPa左右）。
2.当滤纸放到布氏漏斗上后，铺平，用水湿润后可以用真空吸一下，使滤纸更好地紧贴于漏斗底部。
3.当实验污泥倒入布氏漏斗后，马上就有一部分滤液流入量筒，所以当过滤实验开始计时的同时就要记录下原有的滤液体积V0 。由于玻璃量筒0—10ml之间一般没有刻度，所以当开始的滤液体积小于10ml时，可以用目测的方法估计一下当前的滤液体积。
4.当污泥中投加混凝剂后，应充分混合，反应10分钟。
5.在整个过滤实验中，一旦实验的真空度确定以后，要始终保持一致。
6.当干净的量筒放入抽滤筒时，一定要注意将量筒的刻度面对实验者，以便清楚地观察量筒内的体积。
六、实验结束的整理
1.关闭闸阀，当抽滤真空表回到0值时，拿掉橡皮塞和布氏漏斗。慢慢打开闸阀，使真空缓冲瓶的压力回到0值附近。
2.关闭水力循环真空泵。
3.从抽滤筒中拿出量筒，倒掉滤液，洗干净备用。
4.打开各个放空阀，将缓冲瓶和抽滤瓶中的积水放入水箱。
5.洗干净实验中所有的器皿，待下一次实验备用。
6.如果本实验设备有较长的时间不打算使用，要将水箱中的水放干净，以延长水泵的使用寿命。