本發(fā)明涉及檢測(cè)方法領(lǐng)域，具體的說是一種測(cè)定污泥含砂量的方法。

背景技術(shù)：

城鎮(zhèn)污水處理廠的污水中往往攜帶一定量的砂粒，這些砂粒大部分在沉砂池沉淀，少部分最終會(huì)進(jìn)入到污泥中。污泥中的砂粒如果得不到有效地去除，就可能對(duì)后續(xù)各處理單元的運(yùn)行帶來諸多的影響：不僅會(huì)加劇污水處理廠初沉池污泥刮板、污泥泵葉輪和污泥脫水機(jī)等設(shè)備的磨損，而且易導(dǎo)致排泥管道的堵塞；砂粒在生化池的沉積，會(huì)導(dǎo)致生化池有效容積的減少，并對(duì)曝氣器產(chǎn)生不利影響；砂粒進(jìn)入污泥消化池中，將減少有效容積，縮短清理周期。同時(shí)，污泥中砂粒過多，會(huì)導(dǎo)致污泥厭氧消化由于污泥中有機(jī)質(zhì)含量低而不穩(wěn)定，如沼氣產(chǎn)率降低等，消化工藝甚至不得不停止運(yùn)行。

顧瑞環(huán)、黃青在《污水處理廠進(jìn)水中大量泥砂對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行的影響研究》一文中指出“大量細(xì)微泥砂進(jìn)入生物處理系統(tǒng)后，對(duì)生物池的運(yùn)行影響比較嚴(yán)重：一、大量細(xì)微泥砂使活性污泥的活性微生物占比降低，為維持一定的活性微生物量，需要適當(dāng)增加污泥濃度、增加泥齡，這樣反而加劇了細(xì)微泥砂的淤積，使細(xì)胞處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，污泥活性進(jìn)一步降低。二、為了保持高濃度活性污泥良好的懸浮狀態(tài)，提高氧的傳遞效率，需要增加曝氣量，大量的曝氣量雖然可以使污泥混合更均勻，但是會(huì)影響菌膠團(tuán)凝聚，破壞絮體結(jié)構(gòu)，能耗也相應(yīng)增加。三、過高的溶解氧會(huì)使有機(jī)物分解過快，微生物營(yíng)養(yǎng)缺乏，污泥老化，活性下降。四、泥砂增加了剩余污泥量，增加了污泥處理設(shè)備的處理負(fù)荷。如果不能及時(shí)排除還會(huì)造成污泥濃度持續(xù)升高，進(jìn)入了一個(gè)惡性循環(huán)的怪圈。大量細(xì)微泥砂導(dǎo)致預(yù)處理單元與泥處理單元設(shè)備經(jīng)常堵塞。吸砂泵、初沉池排泥泵、污泥粉碎機(jī)、脫水機(jī)進(jìn)泥泵、脫水機(jī)等等設(shè)備管道經(jīng)常由于砂量太大堵塞，同時(shí)設(shè)備磨損嚴(yán)重，脫水機(jī)泵類轉(zhuǎn)動(dòng)部位受損最重，比如粉碎機(jī)刀片原來2年更換一次，現(xiàn)在砂量最嚴(yán)重時(shí)1個(gè)月就把刀片磨禿了。在污泥處理過程中，大量砂粒存在會(huì)導(dǎo)致一種類似混凝土凝固的問題出現(xiàn)，只能通過人工從設(shè)備中挖出來，不但浪費(fèi)人力，而且還時(shí)時(shí)存在著很大的安全隱患?！?/p>

因此，污水處理廠急需通過一些應(yīng)對(duì)措施來盡量減少砂量大對(duì)系統(tǒng)的影響，或者采取一些方法來降低污泥中的含砂量。因此，對(duì)于污泥含砂量的準(zhǔn)確測(cè)定就顯得非常重要。

中國(guó)專利cn104198333a《一種基于過濾的水樣含砂量測(cè)定方法》公開了一種利用濾紙過濾速度推求含砂量測(cè)量方法。但是，此方法是用于水土流失監(jiān)測(cè)中含砂量的測(cè)定，這是因?yàn)樗髦谐白右酝獾碾s質(zhì)極少，且砂水流動(dòng)性好，對(duì)于濾紙的透過性較好，可以采用濾紙過濾的速度來推求含砂量，且此方法推求得到的含砂量不夠精確，僅為一個(gè)大概值。

污水處理廠中產(chǎn)生的污泥主要包含有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)，污泥無機(jī)質(zhì)又包括水溶性無機(jī)質(zhì)、酸不溶性無機(jī)質(zhì)、非酸溶解性無機(jī)質(zhì)。污泥中水溶性無機(jī)質(zhì)主要包括可溶于水的k、na、ca、mg等的氧化物和鹽類；酸溶解性無機(jī)質(zhì)主要包括fe、al等的氧化物、堿土金屬的堿式磷酸鹽；非酸溶解性無機(jī)質(zhì)主要包括成分為sio2的無機(jī)砂質(zhì)顆粒等物質(zhì)，即為較為純凈的砂粒。

所以說，本發(fā)明所要測(cè)定污泥中的含砂量，其污泥中雜質(zhì)極多，且相對(duì)粘厚，流動(dòng)性不佳，不合適采用在先專利所公開的方法。另一方面，由于污泥中成分的復(fù)雜性，因此，在先專利的背景技術(shù)中公開的其他的含砂量的測(cè)定方法，均不適合用來測(cè)定污水處理廠中的污泥含砂量。

我國(guó)污泥普遍存在含砂量高、有機(jī)質(zhì)含量低的問題，而我國(guó)目前還鮮有關(guān)于污泥含砂量測(cè)定的方法，嚴(yán)重影響污泥的處理，存在處理成本高，設(shè)備損耗較大，減量化效果不明顯，經(jīng)濟(jì)效益不顯著等問題，影響了污泥的妥善處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)上述不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種用于測(cè)定污水處理廠中污泥含砂量的方法。該方法步驟簡(jiǎn)單，對(duì)檢測(cè)人員技術(shù)要求低，結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，解決了目前我國(guó)城鎮(zhèn)污泥含砂量測(cè)定方法的空白。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種測(cè)定污泥含砂量的方法，包括如下步驟：

(1)污泥前處理：將污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干燥，并測(cè)定其含水率；

(2)灼燒：將干燥后的污泥準(zhǔn)確稱重，于馬弗爐中灼燒至恒重；

(3)反應(yīng)：在灼燒至恒重的污泥中加入濃酸，水浴加熱進(jìn)行反應(yīng)；

(4)過濾：用定量濾紙將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾，用去離子水將濾渣充分洗滌干凈；

(5)再次灼燒：將所述的濾渣及所述的定量濾紙置于馬弗爐中灼燒至恒重，得純凈的砂；

(6)計(jì)算：通過計(jì)算得到污泥的含砂量。

優(yōu)選的是：污泥前處理時(shí)，操作人員佩戴口罩進(jìn)行操作。

優(yōu)選的是：水浴溫度為80-100℃。

優(yōu)選的是：水浴時(shí)間為10-15min。

優(yōu)選的是：濃酸為濃鹽酸。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、通過本方法可以快速準(zhǔn)確的測(cè)定污泥中的含砂量，對(duì)城鎮(zhèn)污泥的處理提供了理論依據(jù)，在環(huán)境保護(hù)及固體廢棄物處理利用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景；

2、本發(fā)明提供的檢測(cè)方法，實(shí)驗(yàn)安全簡(jiǎn)單，條件溫和，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定，成本低，實(shí)驗(yàn)過程中無任何表面活性劑和有機(jī)試劑的添加，且反應(yīng)較為徹底，綠色環(huán)保，操作過程容易控制并且技術(shù)要求不高，適合長(zhǎng)期準(zhǔn)確對(duì)污泥中含砂量的測(cè)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明污泥樣品與濃酸反應(yīng)效果圖；

圖2為本發(fā)明產(chǎn)生的較為純凈的砂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明涉及一種測(cè)定污泥含砂量的方法，包括如下步驟：

(1)污泥前處理：將污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干燥，并測(cè)定其含水率；其中，干燥至樣品恒重，確保徹底去除水分。

(2)灼燒：將干燥后的污泥準(zhǔn)確稱重，于馬弗爐中灼燒至恒重；同樣，灼燒至樣品恒重，確保徹底去除有機(jī)質(zhì)。

(3)反應(yīng)：在灼燒至恒重的污泥中加入過量的濃酸，水浴加熱進(jìn)行反應(yīng)；濃酸可以與污泥中的無機(jī)鹽等反應(yīng)，生成水溶性無機(jī)鹽，從而通過去離子水洗滌去除。過量的濃酸是確保使得污泥中的無機(jī)鹽完全生成水溶性無機(jī)鹽，得以完全去除污泥中的無機(jī)鹽。

(4)過濾：用定量濾紙將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾，用去離子水將濾渣充分洗滌干凈；直至洗滌液顏色不變?yōu)橹?，確保去離子水將殘?jiān)械乃苄噪x子徹底洗凈。

(5)再次灼燒：將所述的濾渣及所述的定量濾紙置于馬弗爐中灼燒至恒重，得純凈的砂；再次灼燒至恒重，確保完全去除定量濾紙的重量。

(6)計(jì)算：通過計(jì)算得到污泥的含砂量。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，由于城鎮(zhèn)污泥具有較大的氣味，污泥前處理時(shí)，操作人員佩戴口罩進(jìn)行操作。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，水浴溫度為80-100℃。此水浴溫度是加快濃酸與無機(jī)鹽的反應(yīng)時(shí)間。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，水浴時(shí)間為10-15min。在此水浴時(shí)間下，確保濃酸與無機(jī)鹽完全發(fā)生反應(yīng)。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，濃酸為濃鹽酸。

本發(fā)明采用重量法，一方面是有效的提高了物質(zhì)反應(yīng)的效率，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確穩(wěn)定性；另一方面也能有效的防止反應(yīng)過程中物料的損失。此外，重量法的使用也可使整個(gè)測(cè)定實(shí)驗(yàn)更加簡(jiǎn)單便捷。

實(shí)施例1

一種測(cè)定污泥含砂量的方法，包括如下步驟：

(1)污泥前處理：將污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干燥，并測(cè)定其含水率；其中，污泥前處理時(shí)，操作人員佩戴口罩進(jìn)行操作。

(2)灼燒：將干燥后的污泥準(zhǔn)確稱重，于馬弗爐中灼燒至恒重。

(3)反應(yīng)：在灼燒至恒重的污泥中加入濃鹽酸，水浴加熱進(jìn)行反應(yīng)。其中，水浴溫度為80℃，水浴時(shí)間為10min。

(4)過濾：用定量濾紙將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾，用去離子水將濾渣充分洗滌干凈。

(5)再次灼燒：將所述的濾渣及所述的定量濾紙置于馬弗爐中灼燒至恒重，得純凈的砂。

(6)計(jì)算：通過計(jì)算得到污泥的含砂量含砂量。

實(shí)施例2

一種測(cè)定污泥含砂量的方法，包括如下步驟：

(1)污泥前處理：將污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干燥，并測(cè)定其含水率；其中，污泥前處理時(shí)，操作人員佩戴口罩進(jìn)行操作。

(2)灼燒：將干燥后的污泥準(zhǔn)確稱重，于馬弗爐中灼燒至恒重。

(3)反應(yīng)：在灼燒至恒重的污泥中加入濃鹽酸，水浴加熱進(jìn)行反應(yīng)。其中，水浴溫度為100℃，水浴時(shí)間為15min。

(4)過濾：用定量濾紙將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾，用去離子水將濾渣充分洗滌干凈。

(5)再次灼燒：將所述的濾渣及所述的定量濾紙置于馬弗爐中灼燒至恒重，得純凈的砂。

(6)計(jì)算：通過計(jì)算得到污泥的含砂量。

實(shí)施例3

一種測(cè)定污泥含砂量的方法，包括如下步驟：

(1)污泥前處理：將污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干燥，并測(cè)定其含水率；其中，污泥前處理時(shí)，操作人員佩戴口罩進(jìn)行操作。

(2)灼燒：將干燥后的污泥準(zhǔn)確稱重，于馬弗爐中灼燒至恒重。

(3)反應(yīng)：在灼燒至恒重的污泥中加入濃鹽酸，水浴加熱進(jìn)行反應(yīng)。其中，水浴溫度為90℃，水浴時(shí)間為12min。

(4)過濾：用定量濾紙將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾，用去離子水將濾渣充分洗滌干凈。

(5)再次灼燒：將所述的濾渣及所述的定量濾紙置于馬弗爐中灼燒至恒重，得純凈的砂。

(6)計(jì)算：通過計(jì)算得到污泥的含砂量。

實(shí)例

以青島某兩處污水處理廠產(chǎn)生的污泥作為原料，為了縮短試驗(yàn)時(shí)間，先行將污泥進(jìn)行初步干燥。取干燥潔凈的蒸發(fā)皿取樣進(jìn)行測(cè)定重量，其中蒸發(fā)皿的重量為m0，污泥樣品重量m1。將盛有污泥樣品的蒸發(fā)皿放置鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥(105℃)，稱量，再次于鼓風(fēng)干燥箱中烘干，冷卻，稱量，直至恒重(連續(xù)兩次稱量相差不超過0.002g)，盛有干燥污泥樣品的蒸發(fā)皿重量為m2，得到干燥的污泥，計(jì)算污泥的含水率a。

污泥含水率的計(jì)算公式為：a＝(m2-m0)/m1×100％

將上述的干燥污泥放于馬弗爐(550±50℃)中灼燒1小時(shí)，于干燥器中冷卻至室溫，稱量，再次于馬弗爐中灼燒，冷卻，稱量，直至恒重(連續(xù)兩次稱量相差不超過0.002g)，加入足量的濃酸反應(yīng)，參見圖1。圖1為本發(fā)明污泥樣品與濃鹽酸反應(yīng)效果圖。在水浴99℃條件下反應(yīng)10分鐘，用定量濾紙過濾，用去離子水進(jìn)行充分洗滌干凈，參見圖2。圖2為本發(fā)明產(chǎn)生的較為純凈的砂。將濾渣及定量濾紙置于相應(yīng)的表面皿中。

將盛有濾渣及定量濾紙的表面皿置于馬弗爐(550±50℃)下灼燒1小時(shí)，取出表面皿，在干燥器中冷卻至常溫，稱量，再次于馬弗爐中灼燒，冷卻，稱量，直至恒重(連續(xù)兩次稱量相差不超過0.002g)，盛有剩余殘?jiān)谋砻婷笾亓繛閙3。其中，剩余的殘?jiān)词潜容^純凈的砂，通過計(jì)算，得到污泥中的含砂量b。

污泥含砂量的計(jì)算公式為：b＝{(m3-m0)/[m1(1-a)]}×100％

計(jì)算結(jié)果如下表1-4。

表1青島污水處理廠一的污泥的含水率測(cè)定結(jié)果

表2青島污水處理廠一的污泥的含砂量測(cè)定結(jié)果

表3青島污水處理廠二的污泥的含水率測(cè)定結(jié)果

表4青島污水處理廠二的污泥的含砂量測(cè)定結(jié)果

通過計(jì)算可知，青島某兩處污水處理廠產(chǎn)生的污泥，其含砂量分別為22.71％和15.59％。

本方法可以快速準(zhǔn)確的測(cè)定污泥中的含砂量，對(duì)城鎮(zhèn)污泥的處理提供了理論依據(jù)，在環(huán)境保護(hù)及固體廢棄物處理利用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景；并且，本發(fā)明操作安全簡(jiǎn)單，條件溫和，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定，成本低，實(shí)驗(yàn)過程中無任何表面活性劑和有機(jī)試劑的添加，且反應(yīng)較為徹底，綠色環(huán)保，操作過程容易控制并且技術(shù)要求不高，適合長(zhǎng)期準(zhǔn)確對(duì)污泥中含砂量砂的測(cè)定。