污泥比阻的測定說明
注意：(本說明書及提供的計算方法和實驗數(shù)據(jù)僅供參考：根據(jù)學校實際實驗得出的數(shù)據(jù)為準。)
、實驗目的：
污泥比阻（或稱比阻抗）是表示污泥脫水性能的綜合性標，污泥比阻愈大，脫水性能愈差，反之脫水性能愈好。本實驗測定活性污泥的比阻，是以FeCl3和Al2(SO4)3為混凝劑行試驗。
希望通過實驗達到下述目的：
掌握測定污泥比阻的實驗方法；
掌握用布氏漏斗試驗選擇混凝劑；
掌握確定投加混凝劑的方法。
二、實驗原理：
污泥比阻是單位過濾面積上，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，濾液通過單位重量的泥餅產(chǎn)生單位濾液流率所需要的壓差，
影響污泥脫水性能的因素有：污泥的性質(zhì)、污泥的濃度、污泥和濾液的粘滯度、混凝劑的種類和投加量等。通常是用布氏漏斗試驗，通過測定污泥濾液濾過介質(zhì)的速度快慢來確定污泥比阻的大小，并不同污泥的過濾性能，確定佳混凝劑及其投加量。
污泥脫水是依靠過濾介質(zhì)（多孔性物質(zhì)）兩面的壓力差作為推動力，使水分強制通過過濾介質(zhì)，固體顆粒被截留在介質(zhì)上，達到脫水的目的。成壓力差的方法有四種：
依靠污泥本身厚度的靜壓力（如污泥自然干化場的滲透脫水）；
過濾介質(zhì)的面成負壓（如真空過濾脫水）；
加壓污泥把水分過濾介質(zhì)（如壓濾脫水）；
成離心力作為推動力（如離心脫水）。
根據(jù)推動力在脫水過程中的演變，可分為定壓過濾與恒豎過濾兩種。前者在過濾程中壓力保持不變；后者在過濾過程中過濾速度保持不變。
本實驗是用抽真空的方法成壓力差，并用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力，使整個實驗過程壓力差恒定。
過濾開始時，濾液只需克服過濾介質(zhì)的阻力，當濾餅逐步形成后，濾液還需克服濾餅本身的阻力。濾餅是由污泥的顆粒堆積而成的，也可視為種多孔性的過濾介質(zhì)，孔道屬于毛細管。因此，真正的過濾層包括濾餅與過濾介質(zhì)。由于過濾介質(zhì)的孔徑遠比污泥顆粒的粒徑大，所以只過濾開始階段，濾液往往是渾濁的。隨著濾餅的形成，阻力變大，濾液變清。
由于污泥懸浮顆粒的性質(zhì)不同，濾餅的性質(zhì)可分為兩類：類為不可壓縮性濾餅，如沉砂、初次沉淀污泥或其他無機沉渣，在壓力作用下，顆粒不會變形，因而濾餅中濾液的通道（如毛細管孔徑與長度）不因壓力作用的變化而改變；另類為可壓縮性濾餅，如活性污泥，在壓力的作用下，顆粒會變形，隨著壓力增加，顆粒被壓縮并擠入孔道中，使濾液的通道變小，阻力增加。
過濾時，濾液體積V與壓強降P、過濾面積A、過濾時間t成正比，而與過濾阻力R、濾液粘滯度u成正比，即過濾時：V= Par uR（ml） （14-1）
式中：V——濾液體積（ml）；
P——過濾時壓強（Pa）
A——過濾面積（cm2）
t——過濾時間（s）
u——濾液粘度（Pa·s）
R——單位過濾面積上，通過單位體積的濾液所產(chǎn)生的過濾阻力，決定于濾餅性質(zhì)（cm-1）
過濾阻力R包括濾餅阻力Rz和過濾介質(zhì)阻力Rg兩分。阻力R隨濾餅厚度增加而增加，過濾速度則隨濾餅厚度
的增加而減小，因此將式（14-1）改寫成微分形式： dV dt ＝ PA uR＝ RA u(δRz+Rg) （14-2）
式中：δ——泥餅的厚度
1
設每濾過單位體積的濾液，在過濾介質(zhì)上截留的濾餅體積為υ，則當濾液體積為V時，濾餅體積為υ·V，因此δA=υV
δ＝ υV A （14-3）
將式（14-3）代入式（14-2）得 dV dr＝ PA2 u（υVRz+RgA） （14-4）
若以濾過單位體積得濾液在過濾介質(zhì)上截留得濾餅干固體重量C代替υ，并以單位重量得阻抗r代替Rz,則式（14-4）可改寫成 dV dr＝ PA2 u（CVr+RgA） （14-5）
式中：r——污泥比阻
定壓過濾時，式（14-5）對時間積分：∫˙0 dt=∫v0 ( uCVr PA2 + Ur0 PA )dV （14-6）
t= uCrV2r 2PA2 + uR0V PA
t V= uCrV 2PA2 + uRg PA （14-7）
式（14-7）說明：在定壓下過濾，t/V與V成直線關系，即：y-bx+a
斜率b= uCr 2PA2 截距 a= uRg PA 因此比阻公式為 r＝ 2PA2 u· b C （14-8）
r單位為cm/g，b為s/cm6，C為g/cm3
從式（14-8）可以看出，要求得污泥比阻r，需在實驗條件下求出斜率b和C0b的求法是：可在定壓下（真空度保持不變）通過測定系列的r—V數(shù)據(jù)，用圖解法求取，見圖14-1，C的求法為：
1 ぃ （s/ml）
0 n b=tg0= n m
0 V（ml）
圖14-1圖解法求b示意圖
C＝（V0-Vy） Cb （g泥餅干重/ml濾液） （14-9）
式中：V0——原污泥體積（ml）
Vy——濾液體積（ml）
Cb——濾餅固體濃度（g/ml）
V0C0=VyCy+VbCb Vb=V0Vy
Vy= V0（C0-Cb） Cy-Cb （14-10）
式中：C0——原污泥固體濃度（g/ml）
Cy——濾液中固體濃度（g/ml）
Vb——濾餅體積（ml）
將式（14-10）代入（14-9）得 C= Cb（C0-Cy） Cb-C0（g/ml） （14-11）
因濾液固體濃度Cy相對污泥固體濃度C0來講要小得多，故忽略不計，因此C= CbC0 Cb-C0（g/ml） （14-12）
投加混凝劑可以改善污泥的脫水性質(zhì)，使污泥的比阻減小，對于無機混凝劑，如FeCl3、Al2(SO4)3等的投加量，般為污泥干重的5-10％；分子混凝劑，如聚丙烯酰胺、堿式氯化鋁等，投加量般為污泥干重的1％。
般認為：比阻抗在1012-1013cm/g為難過濾污泥；在（0.5-0.9）×1012cm/g為中等，小于0.4××1012cm/g為易過濾污泥。
活性污泥的比阻般為（2.74-2.94）×1013cm/g；消化污泥的比阻為（1.17-1.37）×1013cm/g；初沉污泥的比阻為（3.9-5.8）×1012cm/g。
2
