一种测定污泥脱水性能的简易装置

1.本实用新型属于污泥处理技术领域，具体涉及一种测定污泥脱水性能的简易装置。


背景技术：

2.随着各国环境法律法规趋于严格及民众环保意识的不断提高，污泥处置已经成为全球水处理行业中的热点课题之一。污泥处置是水处理工艺中重要组成部分，其费用约占污水处理厂总运营成本的一半，难点在于如何实现低成本、高效的泥水分离。为了提高污泥处置效率，降低其在实际处理中的成本，至关重要的步骤是进行污泥脱水。当前的污泥处理技术主要采用带式压滤机、板框压滤机和离心机等机械脱水设备。然而这些常规的处理技术投资费用昂贵，获得的泥饼含水率相对较高，出料泥饼含水率高达80％左右。因此，基于上述分析，需要进一步进行实验室模拟脱水研究，挖掘脱水内在机理，为实际污水处理厂投入使用新技术新设备奠定研究基础。实验室模拟组建脱水设备成为污泥脱水工艺的核心，但是目前实验室所用的脱水设备还没有标准化和统一化，通常是单一的过滤或压滤单元，存在着脱水效率低、实验误差大等问题。本专利设计了一种真空抽滤脱水设备，可以简单、快捷、精确测定泥饼含水率、污泥比阻和泥饼压缩系数等脱水性能指标。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的主要在于：解决实验室简单、快捷、精确测定滤饼含水率、污泥比阻和泥饼压缩系数等脱水性能指标的问题。
4.本实用新型装置的技术方案如下：由稳压装置、过滤装置及视频记录装置组成；其中，所述稳压装置包括真空泵(1)、真空压力表(2)、调压锥形瓶(3)、第一气阀(4)、稳压盒(5)；所述调压锥形瓶(3)分别与真空泵(1)、稳压盒(5)连接，其中真空泵(1)安装有真空压力表(2)，调压锥形瓶(3)安装有第一气阀(4)；所述稳压装置通过真空泵(1)的运行产生负压，通过真空压力表(2)的读数以及第一气阀(4)的开关可为整套装置提供所需的真空度；所述稳压盒(5)有六条空气通道，可为多组过滤装置提供相应真空度；
5.所述过滤装置由六个布氏漏斗(6)和六个量筒(8)组成，多组过滤装置使用导管与稳压盒(5)连接，每根导管上安装有第二气阀(7)；所述布氏漏斗(6)可装载水系滤膜，实现污泥固液分离；所述量筒(8)可测量污泥中水分的体积含量；
6.所述视频记录装置由录像仪(9)及三脚架(10)组成，所述录像仪(9)安装在三脚架(10)上；
7.所述稳压盒(5)为侧面开有六个孔，顶面开有一个孔的密闭盒子，中间为中空结构的正方体。
8.优选的，所述稳压盒(5)侧面连接有六条空气通道，并且每条通道的压力可通过各自第二气阀(7)调控，并分别与六个过滤装置连接。
9.优选的，所述稳压盒(5)不仅可以起到联通作用，而且还可以缓冲真空波动产生的
误差。
10.优选的，所述的过滤装置，其装置气密性可通过第二气阀(7)调控，真空度破坏则可关闭第二气阀(7)保持最初设定的真空度。
11.优选的，所述录像仪(9)装置，固定在三脚架(10)上，可以记录污泥经过量筒(8)的整个过滤时间和滤液体积。
12.优选的，所述真空泵(1)装置，真空压力值可通过控制调压锥形瓶(3)顶部第一气阀(4)控制，测定不同压力下的脱水指标。
13.综上所述，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
14.本实用新型设备简单，有利于快捷、方便、更加准确的测定泥饼含水率、污泥比阻和泥饼压缩系数等脱水性能指标。所需要的能耗低，占地面积小，装置运行费用低等优点。本实用新型的污泥脱水装置相比于现有抽滤或压滤污泥脱水装置，测定的数据更加稳定准确，视频记录的数据也便于后续实验数据比较分析，进一步为脱水机理的探究奠定了理论基础，通过视频记录的数据相比传统的人工计时更高效，节省工作时间。
15.本实用新型的稳压盒通过六条管路分别连接六个由量筒与布氏漏斗组成的过滤装置，可以通过六条管路中第二气阀灵活有效、稳定的调节污泥抽滤时间，形成一个统一的过滤体系，也可以使得六个抽滤装置的工作状态不相互影响，即各自单独进行工作，提高了本装置的处理效率和处理量。除此以外，稳压盒与这些并联的过滤装置不仅能起到联通作用，而且对于真空压力的波动还能起到一定的缓冲作用，使实验数据相对更加的稳定、更加的准确。
16.通过视频记录实验数据相比传统的人工计时更高效，节省工作时间。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构图。
18.图中标记：1-真空泵，2-真空压力表，3-调压锥形瓶，4-第一气阀，5-稳压盒，6-布氏漏斗，7-第二气阀，8-100ml量筒，9-录像仪，10-三脚架。
具体实施方式
19.为了使得本污泥脱水装置的目的、技术方案及优点更易于理解，结合附图和实施案例，对本实用新型进一步详细说明。所述的案例仅用于解释本设备的实用。
20.实施例1
21.如图1所示，本实用新型是一种测定污泥脱水性能的简易装置，包括真空泵(1)，真空泵连接有真空压力表(2)，同时，真空泵(1)连接着调压锥形瓶(3)，调压锥形瓶(3)的顶部连接着第一气阀(4)，其侧面连接着稳压盒(5)，稳压盒(5)的侧面连接着六条导管，这些导管分别与过滤装置相连接，过滤装置是由六个250ml布氏漏斗(7)和100ml量筒(8)构成，外加一个带有三角支架(10)的录像仪(9)。
22.在稳压盒(5)与过滤装置连接管路中分别接入第二气阀(7)，并保持整个装置处于联通或闭合状态。
23.实施例2
24.通过上述的实施例1的基础上，分别在稳压盒(5)、过滤装置(6-8)、调压锥形瓶(3)
与管路连接处接上橡胶塞，同时可以在稳压盒(5)处安装气密性检验装置。
25.工作原理和工作流程如下：
26.步骤一：首先闭合第一气阀(4)，开启第二气阀(7)，将直径为6cm，孔径为0.45um水系滤膜润湿后装入布氏漏斗(6)中，开启真空泵(1)，检查装置气密性，真空压力表(2)快速上升表明装置气密性达标，便可先打开第一气阀(4)，后关闭真空泵(1)，可以进行后续实验。
27.步骤二：关闭放气阀(4)，打开录像仪(9)，对准焦距后，将待测的污泥样品倒入布氏漏斗(6)中，开启真空泵(1)，根据提前设置的真空压力，调节第一气阀(4)控制恒压，进行恒压过滤直到规定的时间。打开放气阀(4)，关闭真空泵(1)。然后，将布氏漏斗中残留的全部污泥置于已知质量的玻璃培养皿中，称其质量，再放入105℃烘箱8h，最后根据称重法确定泥饼含水率。
28.步骤三：当恒压过滤过程中还未达到规定的时间，真空度已经破坏，此时可以调节或者关闭第二气阀(7)，使其保持恒压过滤，直到达到规定的时间，停止过滤，最后从录像仪中读取过滤信息，并结合泥饼含水率，得出污泥比阻和泥饼压缩系数等脱水性能指标。
29.步骤四：最后进行数据处理计算脱水性能指标，根据步骤一中读取真空压力表数值，步骤二中培养皿和泥饼相关质量数据以及步骤三视频录像中的过滤时间和滤液体积等相关信息，将这些数值带入下列1-1，1-2，1-3公式，便可分别计算出泥饼含水率fcmc，污泥比阻srf和泥饼压缩系数s。
[0030][0031]
先称取干培养皿的质量记为m0(g)，将待测污泥放置于已知质量的培养皿中，称取污泥和培养皿总质量记为m2(g)，然后在105℃条件下干燥8h，取出放入干燥器内冷却到室温，称取培养皿与干污泥的总质量记为m1(g),根据计算公式1-1得出fcmc。
[0032][0033]
其中，p—过滤压强，n/m2；a—过滤面积，m2；b—过滤一定量滤液所用时间与滤液体积(t/v
t-v0)的曲线斜率，s/m6；μ—滤液粘度，n
·
s/m2；ω—单位体积滤液所截留的固体质量，kg/m3。
[0034][0035]
其中，srf1和srf2分别是压强为p1和p2时所得污泥比阻值，p1和p2分别设定的压力。
[0036]
以上所述仅为本实用新型的基本原理、特征和优点，本行业的相关技术人员应该了解，上述实施例仅为较佳条件，并不用于限制本实用新型。在不脱离本实用新型精神、范围和原则的前提下，进行各种修改、变化和改进都属于本实用新型范围内，处于该实用新型的保护范围之内。