汙泥比(bǐ)阻測定(dìng)實(shí)驗裝置 汙(wū)泥比阻測(cè)定儀器(qì)  型號：DP-250

主(zhǔ)要參(cān)數及(jí)配置：
吸濾筒(tǒng)尺寸(cùn)：Ø 150×250 mm，裝(zhuāng)置總尺(chǐ)寸： 500mm×350mm×1300mm，電源(yuán) 220V  率200W，
配(pèi)置：用有機(jī)玻璃圓(yuán)管製成吸(xī)濾筒(tǒng)1套(tào)，並配有300ml計量(liáng)筒(tǒng)2套，有機玻(bō)璃布氏漏鬥2隻(zhī)（Ø100），抽(chōu)氣接(jiē)管1根，連接管(guǎn)道(dào)1根，真空(kōng)表1隻(zhī)，真空泵1台，放氣(qì)閥1隻，滲漏閥1隻(zhī)，連(lián)接管(guǎn)道(dào)和閥(fá)，不鏽(xiù)鋼(gāng)台架(jià)等組成

 注(zhù)：(本說(shuō)明(míng)書(shū)及提供的計算(suàn)方(fāng)法(fǎ)和實驗(yàn)數據僅供(gōng)參考：根(gēn)據學(xué)校(xiào)實際(jì)實(shí)驗得出(chū)的數(shù)據為準。)

，汙(wū)泥比(bǐ)阻測定(dìng)實驗(yàn)裝(zhuāng)置(zhì)實驗(yàn)目(mù)的(dí)：

汙(wū)泥(ní)比(bǐ)阻（或(huò)稱比阻抗(kàng)）是表(biǎo)示(shì)汙泥(ní)脫(tuō)水(shuǐ)性能(néng)的綜(zōng)合(hé)性(xìng)標，汙泥(ní)比(bǐ)阻愈(yù)大，脫(tuō)水性能愈差(chà)，反(fǎn)之(zhī)脫水(shuǐ)性能愈(yù)好(hǎo)。本(běn)實驗(yàn)測定活性汙泥(ní)的比阻(zǔ)，是以FeCl₃和Al₂(SO₄)₃為混(hùn)凝(níng)劑(jì)行試(shì)驗(yàn)。

希望通過(guò)實驗達到下(xià)述(shù)目的：

掌(zhǎng)握測定汙(wū)泥(ní)比(bǐ)阻的實驗(yàn)方法(fǎ)；

掌握(wò)用布氏(shì)漏(lòu)鬥(dǒu)試驗(yàn)選擇混(hùn)凝劑；

掌握(wò)確定(dìng)投加混凝劑的方法。

二，實(shí)驗原(yuán)理(lǐ)：

汙(wū)泥(ní)比(bǐ)阻是單(dān)位過濾麵(miàn)積(jī)上，單(dān)位(wèi)幹重(zhòng)濾餅所(suǒ)具有(yǒu)的阻(zǔ)力(lì)，在(zài)數值上(shàng)等於粘(nián)滯度為1時，濾液通(tōng)過(guò)單(dān)位(wèi)重量(liáng)的泥(ní)餅(bǐng)產(chǎn)生單(dān)位濾液流(liú)率(shuài)所(suǒ)需(xū)要的壓差(chà)，

影響汙(wū)泥(ní)脫水性能的因素有：汙(wū)泥(ní)的性(xìng)質，汙泥的(dí)濃度，汙(wū)泥和濾液的粘(nián)滯度(dù)，混凝劑(jì)的種類(lèi)和投(tóu)加量(liáng)等。通常是用布(bù)氏漏鬥(dǒu)試(shì)驗，通(tōng)過測(cè)定汙(wū)泥濾液(yè)濾過介質(zhì)的速(sù)度(dù)快慢來(lái)確(què)定(dìng)汙(wū)泥(ní)比(bǐ)阻(zǔ)的(dí)大小，並(bìng)不(bù)同汙泥的(dí)過濾(lǜ)性能，確定(dìng)混凝劑及(jí)其(qí)投加量。

汙(wū)泥(ní)脫(tuō)水(shuǐ)是依靠過(guò)濾介質（多孔(kǒng)性物(wù)質）兩麵(miàn)的(dí)壓力(lì)差(chà)作(zuò)為(wéi)推動(dòng)力(lì)，使(shǐ)水(shuǐ)分強製(zhì)通過(guò)過(guò)濾介(jiè)質，固體(tǐ)顆粒(lì)被截(jié)留(liú)在介質(zhì)上(shàng)，達到脫(tuō)水的目的。成壓(yā)力差的方法有(yǒu)四種(zhǒng)：

依(yī)靠汙(wū)泥本身(shēn)厚(hòu)度(dù)的靜(jìng)壓力（如汙泥自然幹化(huà)場的滲透(tòu)脫(tuō)水）；

過濾(lǜ)介質(zhì)的麵成(chéng)負壓(yā)（如(rú)真(zhēn)空過濾(lǜ)脫水）；

加(jiā)壓(yā)汙(wū)泥把水分過(guò)濾(lǜ)介質（如壓濾脫水）；

成離心力(lì)作(zuò)為推動力（如(rú)離(lí)心(xīn)脫水）。

根(gēn)據推動力(lì)在脫水(shuǐ)過程(chéng)中的(dí)演變，可分(fēn)為定(dìng)壓過(guò)濾與(yǔ)恒(héng)豎過(guò)濾兩種。前者在過濾程中(zhōng)壓(yā)力保(bǎo)持不變(biàn)；後者(zhě)在(zài)過(guò)濾(lǜ)過程(chéng)中過濾速度保持不(bù)變(biàn)。

本(běn)實驗是(shì)用抽真空(kōng)的(dí)方(fāng)法成壓(yā)力差，並用(yòng)調(tiáo)節閥調(tiáo)節(jié)壓力，使整個實(shí)驗過程(chéng)壓力差恒(héng)定。

過(guò)濾開始時，濾液隻需克服(fú)過濾(lǜ)介(jiè)質的阻(zǔ)力(lì)，當濾(lǜ)餅逐步(bù)形(xíng)成(chéng)後，濾液(yè)還需(xū)克服(fú)濾餅本(běn)身(shēn)的阻力(lì)。濾(lǜ)餅是(shì)由汙泥的顆(kē)粒堆積而成(chéng)的，也(yě)可視(shì)為(wéi)種多孔性的(dí)過濾(lǜ)介(jiè)質，孔道(dào)屬(shǔ)於毛細管。因(yīn)此，真正的過濾層(céng)包括(kuò)濾(lǜ)餅(bǐng)與過濾介質(zhì)。由(yóu)於(yú)過濾介質的孔(kǒng)徑(jìng)遠(yuǎn)比汙泥(ní)顆粒的(dí)粒徑大，所以隻(zhī)過濾(lǜ)開始階(jiē)段(duàn)，濾(lǜ)液(yè)往往是(shì)渾濁的(dí)。隨著濾(lǜ)餅的形(xíng)成，阻力變(biàn)大，濾(lǜ)液(yè)變(biàn)清。

由於汙(wū)泥(ní)懸浮顆粒的性質(zhì)不(bù)同，濾(lǜ)餅的性質(zhì)可分為兩(liǎng)類：類(lèi)為不(bù)可壓縮性濾餅(bǐng)，如沉砂，初(chū)次(cì)沉(chén)澱汙泥(ní)或其他(tā)無(wú)機(jī)沉(chén)渣(zhā)，在壓力(lì)作用下(xià)，顆粒(lì)不會(huì)變(biàn)形，因而(ér)濾(lǜ)餅中濾液的通道（如毛細(xì)管(guǎn)孔(kǒng)徑與(yǔ)長度）不因壓(yā)力作(zuò)用的變化(huà)而(ér)改(gǎi)變(biàn)；另類為可壓縮性(xìng)濾餅，如(rú)活(huó)性(xìng)汙(wū)泥，在(zài)壓力的(dí)作(zuò)用下，顆粒會變形，隨(suí)著壓力(lì)增加，顆(kē)粒(lì)被壓(yā)縮(suō)並(bìng)擠(jǐ)入孔道中(zhōng)，使濾液(yè)的(dí)通道變小，阻(zǔ)力增加(jiā)。

過(guò)濾(lǜ)時，濾(lǜ)液體積(jī)V與壓強降P，過濾麵積(jī)A，過濾時間t成正(zhèng)比(bǐ)，而與(yǔ)過濾阻力R，濾(lǜ)液粘滯(zhì)度(dù)u成(chéng)正(zhèng)比，即過濾時：V= Par  uR（ml）  （14-1）

式中(zhōng)：V——濾(lǜ)液(yè)體(tǐ)積(jī)（ml）；

      P——過濾時(shí)壓強(qiáng)（Pa）

      A——過(guò)濾(lǜ)麵(miàn)積（cm²）

      t——過濾時(shí)間（s）

          u——濾液(yè)粘(nián)度（Pa·s）

          R——單(dān)位過濾麵積上(shàng)，通過(guò)單位(wèi)體積(jī)的(dí)濾(lǜ)液所(suǒ)產生(shēng)的(dí)過濾阻(zǔ)力(lì)，決(jué)定於濾(lǜ)餅(bǐng)性(xìng)質（cm^-1）

過(guò)濾(lǜ)阻(zǔ)力R包括(kuò)濾(lǜ)餅阻(zǔ)力(lì)R_z和過濾介(jiè)質(zhì)阻力R_g兩分(fēn)。阻力(lì)R隨(suí)濾餅(bǐng)厚(hòu)度增加而增加，過濾速度(dù)則隨濾(lǜ)餅(bǐng)厚度(dù)

的增加而減小，因此(cǐ)將(jiāng)式（14-1）改(gǎi)寫成微分形(xíng)式： dV  dt ＝ PA  uR＝    RA    u(δR_z+R_g)   （14-2）

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式中(zhōng)：δ——泥餅(bǐng)的厚(hòu)度

設(shè)每濾(lǜ)過單(dān)位體積(jī)的濾液，在過濾介(jiè)質上截留的濾餅(bǐng)體(tǐ)積為υ，則當(dāng)濾液(yè)體積(jī)為V時，濾餅體(tǐ)積(jī)為(wéi)υ·V，因此(cǐ)δA=υV

δ＝ υV  A  （14-3）

將(jiāng)式（14-3）代(dài)入(rù)式(shì)（14-2）得(dé) dV  dr＝      PA²        u（υVR_z+R_gA）  （14-4）

若以濾過(guò)單(dān)位(wèi)體(tǐ)積得濾液在(zài)過(guò)濾(lǜ)介質上截(jié)留(liú)得(dé)濾(lǜ)餅幹(gān)固(gù)體重(zhòng)量C代(dài)替υ，並(bìng)以單(dān)位重量得阻抗r代替(tì)R_z,則(zé)式（14-4）可改寫成(chéng) dV  dr＝      PA²        u（CVr+R_gA）  （14-5）

式(shì)中：r——汙(wū)泥(ní)比(bǐ)阻

定壓(yā)過(guò)濾(lǜ)時(shí)，式(shì)（14-5）對(duì)時間積分(fēn)：∫^˙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(zài)定壓下(xià)過(guò)濾，t/V與V成(chéng)直綫關(guān)係，即(jí)：y-bx+a

                斜率b= uCr  2PA²   截距(jù) a= uR_g  PA    因(yīn)此比阻(zǔ)公式為 r＝ 2PA²   u· b  C  （14-8）

r單位為cm/g，b為(wéi)s/cm⁶，C為(wéi)g/cm³

從式(shì)（14-8）可以看(kàn)出(chū)，要(yào)求(qiú)得汙泥比阻r，需(xū)在實驗條(tiáo)件下(xià)求出斜率b和(hé)C₀b的求法是(shì)：可在(zài)定壓(yā)下（真空度保(bǎo)持(chí)不變）通過測(cè)定係列的(dí)r—V數據，用圖解(jiě)法(fǎ)求取(qǔ)，見(jiàn)圖14-1，C的(dí)求法(fǎ)為：

實驗步(bù)驟：

測定汙泥(ní)的(dí)固體濃度(dù)C₀。

配製FeCl₃（10g/l）和Al₂（SO₄）₃（10g/l）混凝劑溶液。

用FeCl₃（10g/l）混凝(níng)劑調節(jié)汙泥（每組(zǔ)加種(zhǒng)混凝劑量(liáng)，加量(liáng)分(fēn)別為汙泥幹(gān)重(zhòng)的(dí)5％，6％，7％，8％，9％，10％）。

在(zài)布(bù)氏漏(lòu)鬥上放置(zhì)快(kuài)速濾(lǜ)紙（直(zhí)徑(jìng)大於(yú)漏(lòu)鬥，大於(yú)倍），用水潤濕，貼緊周底。

啟(qǐ)動(dòng)真空泵，用調節(jié)閥調節(jié)真空壓力(lì)到(dào)比(bǐ)實驗壓(yā)力小(xiǎo)約1/3，實(shí)驗壓力(lì)為35.5kPa（真空(kōng)度266mmHg）或70.9 kPa（真空(kōng)度(dù)532mmHg），使濾紙緊(jǐn)貼漏(lòu)鬥底(dǐ)，關(guān)閉真(zhēn)空泵。

放50-100ml調節好(hǎo)的汙(wū)泥在漏(lòu)鬥內，（汙(wū)泥(ní)度(dù)不過濾紙度），使(shǐ)其依靠重(zhòng)力(lì)過濾1分鐘，啟動(dòng)真空(kōng)泵(bèng)，調節(jié)真(zhēn)空壓(yā)力至(zhì)實(shí)驗(yàn)壓(yā)力，記(jì)下此(cǐ)時(shí)計(jì)量(liáng)筒內的濾液體(tǐ)積(jī)V₀。啟(qǐ)動(dòng)秒(miǎo)表(biǎo)。在(zài)整個實驗(yàn)過(guò)程中(zhōng)，仔細調節(jié)真空(kōng)度調(tiáo)節閥，以(yǐ)保(bǎo)持實(shí)驗(yàn)壓力恒(héng)定。

每隔(gé)定(dìng)時間(jiān)（開(kāi)始過濾(lǜ)時(shí)可每(měi)隔10s或(huò)15s，濾(lǜ)速(sù)減慢後(hòu)每隔30s或(huò)1min），記下(xià)記(jì)量筒內相(xiāng)應(yīng)的濾液(yè)體積V¹。

定壓(yā)過濾(lǜ)至(zhì)濾餅(bǐng)破裂(liè)，真(zhēn)空破(pò)壞，如真空長時(shí)間(jiān)不破(pò)壞(huài)，則(zé)過(guò)濾20分(fēn)鐘即(jí)可(kě)停(tíng)止(zhǐ)（也可30-40min，待泥餅(bǐng)形(xíng)成為(wéi)止(zhǐ)）。

測出定壓(yā)過濾後(hòu)濾(lǜ)餅的(dí)厚(hòu)度(dù)及(jí)固體濃度(dù)。

10，另取(qǔ)加Al₂（SO₄）₃混凝劑的汙泥（每(měi)組加混(hùn)凝(níng)劑與(yǔ)加FeCl₃量相(xiāng)同）及不加(jiā)混凝劑的(dí)汙泥，按實(shí)驗步驟(zhòu)4-9分別行(háng)實驗(yàn)。