（环境科学专业论文）城市污水处理厂污水污泥能值测定分析研究.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 的热值，具有较高的含能水平。将理论推导公式、d u l o n g 公式和门捷列夫公式 对污水污泥的计算热值与实测热值作了对比，d u l o n g 公式的计算结果最接近实 测热值。 1 ) 分析了挥发分含量对热值的影响。污水污泥热值和挥发分之间有着 较好的相关性，但挥发分与高位热值的相关性获得的计算结果与实测热值也有 一定差距。碳、氢、氧三种元素的质量含量与污泥高位热值的相关性并不明显。 2 ) 采用多元线性回归法，利用热值较高的污泥作为样本，获得了污泥热值的计 算公式。高位热值与c o d c t 有较好的相关性，可推导得出c o d 与高位热值 的对应关系为h h v = 1 1 6 k j g c o d ，并与前人的理论统计结果h h v = 1 3 9 1 k j g c o d 进行了对比，发现实际测量结果略低于理论计算结果。4 ) 从对唐 家沱污水处理厂污水污泥中污染物能量的分析可看出，在不考虑其它能量输入 污水生物处理系统的情况下，进入污水处理厂的污染物总化学能大约为1 0 8 x 1 0 9 k j ，出水中化学能约为输入总能量的2 9 ，脱水污泥中的化学能约占2 1 ， 剩余的6 6 的能量可能是在污水的生物处理过程中以功和热的形式散失掉了。 关键词：城市污水处理厂，污水污泥，热值，能值，元素分析，能量 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 t h e b i o l o g i c a lt r e a t m e n tp r o c e s so fc i t yw a s t e w a t e ri sac o m p r e h e n s i v ep r o c e s s i nt h ep r o c e s s ，t h e r ee x i tm a t e r i a lc h a n g e sa n de n e r g yt r a n s f o r m a t i o n ；t h e r ea r el o t s o fc h e m i c a ld y n a m i c s ，b i o c h e m i c sa n dt h e r m o d y n a m i c sc o u p l i n gp h e n o m e n a ；a n d t h e r ea r eb a s i cc h a r a c t e r i s t i c so fr e s e a r c h s u b j e c t s o ft h e r m o d y n a m i c s i t sa l l i m p o r t a n ts t e pf o rc o n s t r u c tt h e r m o d y n a m i c sa n a l y t i cm e t h o d ss y s t e mo fw a s t e w a t e r b i o l o g i c a lt r e a t m e n tt os e tu pt h e r m o d y n a m i c si n d e xs y s t e ms i m i l a rt ot r a d i t i o n a l d y n a m i c s a n db i o c h e m i c s w a s t e w a t e r p o l l u t a n t s h e a tv a l u ei st h eb a s i c t h e r m o d y n a m i c si n d e x ，w h i c hc a nr e f l e c tt h ee n e r g e t i cl e v e lo fw a s t e w a t e rs l u d g ei n e a c hl e v e lo fw a s t e w a t e rb i o l o g i c a lt r e a t m e n ts y s t e mf r o mt h em a c r o s c o p i c a lp o i n to f v i e w , a n dc a ns h o wt h ec o n s t i t u t i o no ft h ew h o l es y s t e me n e r g y s t u d y i n go nt h eh e a t v a l u ei sb a s i cf o rt h ew a s t e w a t e rb i o l c i g i c a lt r e a t m e n tt h e r m o d y n a m i c sa n a l y s i s i nt h ep a p e r , t h ea u t h o rs t u d i e dt h ee n e r g yv a l u em e a s u r e m e n tm e t h o d so f w me x p l o r e dt h e t e c h n o l o g i c a lm e t h o d so fw a s t e w a t e rs l u d g e h e a tv a l u e m e a s u r e m e n t ，f o u n dt h ec a l c u l a t i o na n da p p a r a t u sa n a l y s i sm e t h o d so fw a s t e w a t e r e n e r g yi n d e x ，s e tu pt h ec o r r e s p o n d e n c e r e l a t i o nb e t w e e n e n e r g y v a l u ea n d c o n v e n t i o n a lw a t e rq u a l i t yi n d e x t h es t u d yr e s u l t sw i l lb et h ek e ym e t h o d o l o g y b a s i sf o rw a s t e w a t e rt r e a t m e n t t h e r m o d y n a m i c ss t u d y m a i n c o n t e n t sa n d a c h i e v e m e n t so ft h ep a p e ra r ea sf o l l o w s ： t h ea u t h o rc h o s es u i t a b l ew a s t e w a t e rs l u d g es a m p l e sp r e t r e a t m e n tm e t h o d s 。 c o m b u s t i o nh e a tm e a s u r e m e n tm e t h o d sa n de l e m e n ta n a l y s i sm e t h o d s b yc o m p a r i n g v e r ye x p e r i m e n ts t u d y i n gm e t h o d s t h ep r e t r e a t m e n to fs a m p l e s ：r e s i d u ao ft h e w a s t e w a t e rs l u d g ec a nb eq u i c k l yg a i n e 0b yc o m p a r i n gt h ed r y i n gt e m p e r a t u r ea n d t i m e t h eb e s tp r e t r e a t m e n tm e t h o di st od r yw a s t e w a t e rs l u d g ei nb l a s to v e no f 1 0 3 1 0 5 c c o m b u s t i o nh e a tm e a s u r e m e n t ：i nt h ee x p e r i m e n t ，t h ea u t h o ra d o p t e d t h ec 5 0 0 0a u t o c a l o r i m e t e r , w h i c hh a sm a n ym e a s u r e m e n tm o d e s h i g hl e v e lo f a u t o m a t i o na n ds h o r te x p e r i m e n t p r o c e s s e l e m e n ta n a l y s i s m e t h o d s ：i nt h e e x p e r i m e n t ，t h ea u t h o ra d o p t e dv a r i oe le l e m e n ta n a l y z e rt oc o n d u c tc a r b o n , n i t r o g e n , s u l f u r , h y d r o g e na n do x y g e nq u a n t i t ym o d e la n a l y s i s i nt h i sw a y , t h e a n a l y s i st i m ei ss h o r t ，p r e t r e a t m e n ti ss i m p l e ，r e q u i r e ds a m p l e sa r ef e w , o p e r a t i o ni s s i m p l ea n dm e a s u r e m e n t i sa c c u r a t e t h e a u t h o ra d o p t e dv a r i oe le l e m e n ta n a l y z e rt oc o m p a r ea n da n a l y z et h e c o n t e n tp e r c e n t a g e so fe a c he l e m e n ti nw a s t e w a t e rs l u d g es a m p l e sd r yb a s i so f 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 t a n g j i a t u ow 帆t h er e s u l t sa l ea sf o l l o w s ：1 ) c o n t e n tp e r c e n t a g e so fc a r b o ni nt h e s l u d g ed r y b a s i sa r eh i g h e rt h a ni nt h ew a s t e w a t e r , c o n t e n tp e r c e n t a g e so fo x y g e ni n w a s t e w a t e rs l u d g eh a v el i t t l ec h a n g e ，m o lp e r c e n t a g e so fh y d r o g e ni nw a s t e w a t e r s l u d g ea r et h eh i g h e s t ，m o lp e r c e n t a g e so fn i t r o g e na n ds u l f u ri nw a s t e w a t e rs l u d g e a r el o w e r a f t e rc o m p a r i n gt h ev o l a t i l ec o n t e n to fw a s t e w a t e rs l u d g ed r yb a s i s w i t he l e m e n tc o n t e n tp e r c e n t a g e s ，t h ea u t h o rf o u n dt h a tt h et r a d i t i o n a lm e t h o d sc o u l d n o ta c c u r a t e l yg e tt h ec o n t e n tp e r c e n t a g e so fo x y g e n 3 ) b yc h e m i c a lf o r m u l a c a l c u l a t i o no f p o l l u t a n t si nt h ew a s t e w a t e rs l u d g e ，t h ea u t h o rf o u n dt h a tt h eo r g a n i c m a t t e rc o m p o s i t i o no fw a s t e w a t e rs l u d g ew i t hd i f f e r e n ts o u r c eh a sg r e a td i f f e r e n c e ； t h ef o r m u l ac o u l dn o tr e p r e s e n to r g a n i cm a t t e rc o n t e n tp e r c e n t a g e so fa l lk i n d so f w a s t e w a t e rs l u d g e i fw ew a n ta c c u r a t ec o m b u s t i o nh e a tv a l u ec a l c u l a t i o n w em u s t c o m b i n ee l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t st oc o n d u c tc a l c u l a t i o n 。t h e r e f o r e i fw ew a n tt og e t c o m b u s t i o nh e a to fw a s t e w a t e rs l u d g es a m p l e si ns o m e w h e r e ，w es h o u l dc o n d u c t s p e c i f i ce l e m e n ta n a l y s i s t h ea u t h o rm e a s u r e dt h eh e a tv a l u eo fw a s t e w a t e rs l u d g es a m p l e so f t a n g i i a t u oa n do t h e rw w t p ot h ea u t h o rc o n d u c t e dt h r e er e p e t i t i v em e a s u r e m e n t so n t h ew a s t e w a t e rs l u d g es a m p l e so f e a c hw w t p s t e pb ys t e pa n dd e d v e dt h es t a n d a r d d e v i a t i o n 0 4 5 2 ，r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n - - 0 1 3 6 b ym e a s u r e m e n t s ， t h ea u t h o rf o u n dt h a tt h eh i 【g hh e a tv a l u e ( h h v ) o fw a s t e w a t e ri sl o w , b u tt h eh i g h h e a tv a l u e ( i m v ) o fs l u d g ei sa b o v e1 2 k j g , w h i c hi sc l o s et ol i g n i t e sv a l u ei n y o u j i a n ga r e a t h e r e f o r e ，t h es l u d g eh a sh i g h e re n e r g e t i cl e v e l a f t e rc o m p a r i n g t h e c a l c u l a t e dh e a tv a l u eo fw a s t e w a t e rs l u d g eb yt h e o r c t i c a ld e d u c t i o nf o r m u l a , d u l o n g f o r m u l aa n dm e n d e l e y e vf o r m u l aw i t ha c t u a lm e a s u r e m e n th e a tv a l u e t h ea u t h o r f o u n dt h a td u l o n gf o r m u l aw a sc l o s e tt oa c t u a lm e a s u r e m e n th e a tv a l u e 1 11 n b ea u t h o ra n a l y z e dt h ei n f l u e n c eo fv o l a t i l ec o n t e n tp e r c e n t a g e so nh e a t v a l u e ，a n df o u n dt h a tt h e r ew a sag r e a tc o r r e l a t i o nb e t w e e nw a s t e w a t e rs l u d g eh e a t v a l u ea n dv o l a t i l ec o n t e n t ，b u tt h ec a l c u l a t e dr e s u l t sf r o mt h ec o r r e l a t i o no fv o l a t i l e c o n t e n ta n dh i g hh e a tv a l u eh a ds o m ed i f f e r e n c ew i t ht h ea c t u a lm e a s u r e m e n th e a t v a l u e t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ec o n t e n tp e r c e n t a g e so fc a r b o n ，h y d r o g e na n d o x y g e na n dh i i g hh e a tv a l u eo fs l u d g ei sn o to b v i o u s a d o p t i n gm u l t i p l el i n e a r r e g r e s s i o nm e t h o da n du s i n gt h es l u d g ew i t hh i g hh e a tv a l u ea ss a m p l e ，t h ea u t h o r g a i n e dt h ee m p i r i c a lf o r m u l ai nw h i c hw ec a nc a l c u l a t eh e a tv a l u eo fs l u d g eb y e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t s 3 、h i g hh e a tv a l u eh a sg r e a tc o r r e l a t i o nw i t hc o d e r , t h e a u t h o rd e r i v e dt h ec o r r e s p o n d e n c er e l a t i o nb e t w e e nc o da n dh i g hh e a tv a l u ei sh h v = 1 1 6 k j g c o d t h ea u t h o rc o m p a r e di t w i t hf o r e r u n n e r st h e o r e t i c a ls t a t i s t i c a l 1 v 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 r e s u l t sh h v 2 - - 1 3 9 1 k j g c o da n df o u n dt h a tt h ea c t u a lm e a s u r e m e n tr e s u l t sa r cl i t t l e l o w e rt h a nt h et h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o nr e s u l t s 4 、f r o mt h ee n e r g yc o m p o s i t i o no f t a n g j i a t u ow w t e w ec a ns e et h a t2 9 e n e r g yi st a k e no f f b ye f f l u e n t ，a b o u t2 1 e n e r g yi sc a p t u r e db yd e h y d r a t e ds l u d g e a b o u t6 6 e n e r g yi st r a n s f o r m e di n t oh e a t a n dw o r kd u r i n gw a s t e w a t e rb i o l o g i c a lt r e a t m e n t t h a ti sa p p r o x i m a t e l ym a t c h e dw i t h f o r e r u n n e r s t h e o r e t i c a ld e d u c t i o nr e s u l t s k e y w o r d s ：w 、) 仃ew a s t e w a t e rs l u d g e ，h e a tv a l u e ，e n e r g yv a l u e ， v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重废太堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：- 5 渴签字日期：矽吵年4 月弦日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重废太堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重宏太堂可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( ) 。 ( 请只在上述一个括号内打“”) 学位论文作者签名：- - 5 局 导师签名渺 签字日期：) 卯7 年4 月加e t签字日期：磅够月力珀 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1绪论 1 1 课题研究的背景 活性污泥法于1 9 1 4 年在英国曼彻斯特建成试验厂开创以来，已有将近9 0 年的历史，在当前污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之 一“。全世界大约有8 0 的城镇污水处理厂采用此工艺【2 】，我国也有超过6 0 的城镇污水处理厂引进的是此项工艺或其变型工艺1 3 1 。典型的城市污水处理厂 活性污泥工艺污水处理的系统流程图如图1 1 所示。 打 c = 毒 图1 1 城市污水处理厂污水处理流程图 f i g1 1 t h ef l o wc h a r to f w w t p = 参 菇性缝理 由图1 1 可以看出整个污水处理流程和污泥产生的过程。总体说来，城市污 水处理可分为三个阶段：污水的物理处理阶段、污水的生物处理阶段、污泥的 处理阶段。活性污泥反应池是整个处理工艺的核心处理设备。 从活性污泥工艺的角度来说，污水的生物处理主要是在活性污泥反应池中 进行的。在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体，在这些微生物群 体新陈代谢功能的作用下，使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定的无机物 质的活力。这实质上是对自然界水体自净的人工模拟，不是简单的模拟，而是 经过人工强化的模拟。污水经泵提升至格栅过滤后，进入初次沉淀池( 污水的 物理处理阶段) 的污水从反应池的一端进入，与此同时，从二次沉淀池连续回 重庆大学硕士学位论文1 绪论 流的活性污泥，作为接种污泥，也于此同步进入反应池。通过曝气装置让活性 污泥与污水相互混合、充分接触，这样就形成了污水、回流污泥和空气的混合 液，是活性污泥反应得以正常进行。在污水处理的过程中人工强化了对能量的 利用，通过施加外部推动力( 如电能、燃料化学能等) ，加速污水中污染物的分 解。结果是污水中的污染物的内部能量在经过分解代谢转化，部分消耗用于维 持活细胞功能，部分用于代谢中间物合成为生物体，部分转化为含能气体( 如 甲烷等) 释放掉，另外还有些部分作为热耗散掉。从而污水中的有机污染物得 到降解、去除，污水得以净化，微生物的繁衍增殖则导致了大量的剩余污泥的 产生【1 1 。 目前世界上生产污泥量已经达到l 亿吨年( 干污泥量) ，我国已经达到3 5 0 万吨，年。传统的污泥处理工艺处理费用非常昂贵，有资料显示剩余污泥的处理 运行费用约占到污水处理整个运行费用的4 0 6 5 4 1 。我国二级处理的平均 比能耗为0 1 4 0 2 8 k w h m 3 ( 包括污泥处理在内) 1 5 1 ，据此推算到2 0 1 0 年我国 城市污水处理厂污泥处理所要消耗的能量将达到2 4 6 x1 0 9k w h 8 0 1x1 0 8 k w h 。城市污水处理厂处理污水和污泥需要消耗大量的能量。如果能够在减少 外部推动力的情况下，保证出水的水质，就必然要求微生物有更强的代谢能力 或更多的生物量。而生命系统是高度自组织的有序体系，其存在的主要目的是 繁殖，那么这必然导致产生更多的剩余污泥。因此在减少外部推动力( 节能) 和减少微生物合成( 污泥减量) 必然存在一定程度上的矛盾。 多年来，不少专家和学者运用传统生物化学和动力学理论，在如何合理利 用和节省外供能量，以及如何调控内部物质能量代谢减少生物合成这两个方面 做了大量的研究，并建立了相对完善的理论体系。污水处理厂节能研究历来是 水污染控制领域的热点，而近十年来污泥减量技术研究也逐渐趋热，概括起来 又可分为微生物隐性生长技术( 溶胞技术) 、解偶联技术和生物捕食技术。隐性 生长是微生物利用衰亡的菌体所形成的二次基质生长，即需要增大细胞的衰减 速率。一般可以通过物理( 如加热、超声、压力分解等) 、化学( 如加氯、臭氧 分解等) 或生物方法实现，但溶胞技术的缺点在于需要增加外供能量( 如超声 波等) 或增加处理设施和流程，不适于现有处理厂的改造，也与污水处理厂节 能的要求相抵触；生物捕食技术是通过加长食物链，利用微型动物控制污泥产 量，但由于微型动物的数量和种类控制较难，污泥减量的效率难以保持，故成 功用于工程实践的还不多1 6 1 【7 】嘲。 由于城市污水处理工艺本身就是建立在“以能消能”的设计思路上，采用 传统的理论进行研究，单纯解决其中一个问题可能会引起另一方面的问题，难 以兼顾节能与污泥减量两个方面。这已经成为当前许多研究的瓶颈，因此亟需 寻找二者的结合点和更新的研究途径。 2 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 2 课题的提出 1 2 1 污水处理系统的热力学特征 在传统的理论研究中，通常人们更加侧重于关注物质的变化，较少关注能 量的转化。城市污水的生物处理过程不仅仅是一个物质转移和变化的过程，同 时也是一个能量转化的过程。在污水处理系统中，呈现出有规律的周期性的变 化：在城市污水底物中获得营养和能量，实现自身增殖，衰老的细胞通过内源 呼吸分解，以剩余污泥等形式排除，而污水中的底物含量也大大的降低了，如 此周而复始。城市污水污泥中的底物主要是由碳水化合物、蛋白质与尿素及脂 肪等有机物组成，构成这些有机物的主要元素是碳、氢、氧、氮和少量的硫、 磷等。污染底物中的营养物质被生化反应器内微生物摄入，部分合成的微生物 细胞的结构材料，部分降解为c 0 2 和h 2 0 等废料并释出，这是物质形态变化的 过程，该过程表现为生化反应器系统与环境系统的一系列物质交换：与之祸合 的是能量的转化和迁移的过程，即依靠微生物的分解代谢作用将污染物中蕴含 的化学能转化为细胞合成及维持生命所需的各类能量，释放出热，并使污染物 含能水平降低或向低能态物质转化。这两类过程的物质和能量本质上是高度统 一的，物质化学结构发生了变化，产生了新的物质形态( 生物体) ；同时底物中 蕴藏的化学能被转化为生物质能、生物电能、功及热等能量形式。 热力学是研究各种类型的能量从一种形式转变为另一种形式的规律性学 科，具有一定的酱适性，因而它的概念和方法经常应用于物理学、化学、生物 学、各种工程科学甚至宇宙学和社会科学。城市污水的生物处理过程是包含物 质变化和能量转化两个方面内容的综合过程，生物处理系统本身就是依靠与外 界交换物质和能量，以及内部的非线性动力学机制维持着的耗散结构，存在大 量的热力学耦合现象，具有热力学研究对象的基本特点。污水生物处理工艺过 程受热力学定律的制约，其中发生的是的典型的不可逆过程，其能量利用存在 损失。按照热力学理论，污水生物处理系统可以看作是微生物依靠推动力对系 统的有机污染物化学能进行重新配置的问题。在热力学意义上，由于物质与能 量的同一性，上述节能与污泥减量在本质上是统一的，借助热力学方法可以对 微观上微生物的能量代谢与宏观上反应器系统能量利用进行有机的结合分析， 还可以考察处理系统能量配置的机制，为污泥减量研究提供重要的策略指导。 由热力学第一定律可知，对于任何热力学体系而言，输入体系的能量等于 体系中能量的变化与输出体系能量之和。污水生物处理系统的生化反应都是在 常压下进行的，反应热等于焓的变化。这种焓的变化可由热量测定法直接求得。 那么按照此思路对输入和输出污水生物处理系统中的物质进行热量测定，即可 从系统内部能量利用的角度了解系统的变化情况。 3 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 2 2 热力学指标化学焓( 燃烧热) 任意时刻状态下的热力学体系都是具备特定的性质的，需要通过温度、压 力、体积、焓、熵等热力学指标来描述【引。对于污水生物处理系统而言，传统 的动力学和生物化学方法一般只是从物质变化的角度来考察整个系统的运行情 况的，所建立的指标通常只是针对污水污泥中的污染物的量进行度量的，比如 常用的c o d 、b o d 、t n 、t p 等等。若要借助热力学对城市污水生物处理系统 中微生物的能量代谢进行分析研究，就需要建立能够对污水生物处理系统中物 质能量进行度量的新的热力学指标体系。 建立与传统动力学指标相类似的热力学指标是构造废水生物处理热力学分 析方法体系的重要步骤，污水污染物热值是基本的热力学指标。由上文可知， 污水生物处理系统的焓变化可根据燃烧热值的大小来确定，虽然可燃物的含能 水平并不能直接反映微生物可利用的能量或是能量利用的程度，与实际能量利 用存在一定的差别，但是燃烧热可以涵盖所有有机物，可以从宏观上反映污水 污泥的含能水平，其测量手段也较简便，故将其作为污染物的含能水平指标是 适宜的。 因此，本研究将尝试用污水污泥的燃烧热值来考察系统中污水污泥的含能 水平和系统的能量构成，为污水生物处理系统的热力学研究进行方法论的探索， 以及为后续研究提供可靠的技术手段。 1 3 国内外研究现状综述 污水和污泥都是及其复杂的多相体系，但是都有一个共同点，其中的可燃 物质大都为有机物，不管是污泥还是污水，它们的燃烧热大都是有机物贡献的。 因此，对污水污泥的含能水平的研究大多集中在对其所含有机污染物的研究。 国内外许多研究人员大都将研究的目光集中在污泥处理和利用上。对城市污水 处理厂的污泥的燃烧热值分析，通常是从污泥焚烧以及其能量利用( 如炼油、 制碳等) 等角度出发，而对污水的燃烧热的研究几乎没有。这些关于污泥热值 的研究虽然已经涉及到热力学研究的基础方法 然烧热值分析，但都不是围 绕热力学方法的应用开展的，也没有形成具体可行的测量污水污泥热值的方法 体系。 确定物质热值的方法基本有两类：一类是直接测定，可由氧弹式量热计或 差热分析仪完成；另一类是计算法，该法利用废水中有机物的组分与热值之间 的理论或者统计关系计算热值【1 0 1 。 1 3 1 直接测量法 目前，国内外对物质热值进行测量通常采用弹式热量计。这种测量手段在 煤炭、石油、固体废弃物等的热值分析领域已经有着十分广泛的应用。该法沿 4 重庆大学硕士学位论文1 绪论 用至今已有一个多世纪的历史，测量原理虽未改变，但随着科学技术的发展， 但是仪器的结构与性能已有很大的改进，操作自动化程度日趋提高，测量的技 术相对成熟可靠。由于热值并不是污水处理中的常规指标，因此这种在燃料厂 和焚化厂中经常使用的热量测量方法在污水处理厂从未得到应用，不过一些研 究人员已将此法应用到了污泥热值的测定中。 美国的a l p h o n se z a n o n i 等人针对不同类型污水厂的大量污泥样本的热值 与其对应的样本的c o d 等常规水质指标的相关性进行过研究，将美国威斯康星 州东南部十三个污水处理厂的3 6 个污泥样本放入1 0 3 烘箱，烘干一整夜，然 后混入助燃剂制成0 8 1 2 9 的丸放入氧弹中进行热值测量。试验结果发现测得 的污泥的燃烧热值与污泥c o d 之间的具有很好的相关性【“l 。 同济大学的钱君律、甘礼华等人采集了上海市区的1 0 种污泥，在自然条件 下晾干后将污泥磨成细粉末状，然后与助燃剂苯甲酸粉末按1 ：5 质量比混合均 匀，制得可用于污泥燃烧热测定试验的污泥样品。用台秤称取约1 9 污泥样品，在 压片机上压成松紧适当的圆片，再将其放入氧弹式量热计对样品进行了燃烧热值 测定，测定结果表明污泥有较高的燃烧热值，有的甚至高达2 3 2 6 8 5 j g ，几乎是 普通煤燃烧热值( 3 0 0 0 0j g ) 的4 5 。同时从表1 1 的数据也可以看到不同地区 的污泥的燃烧热值是有一定差异的，这可能是受到附近水域污染状况和污染物 性质的影响。表1 1 是测得的上海城市污泥燃烧热的数据啕。 表1 1 上海城市污泥燃烧热的测定数据 t a b1 1m e a s u r e m e n t sd a t a o f b u r n i n g c 以o r i f c v a l u e o f s h a n g h a i u r b a ns l u d g e 样品编号 室温( )水温( ) 样品质量( g )燃烧热值 1 9 j 3 2 甲基丁酸 1 3 63 5 8未检出 1 3 6 4 二甲苯 1 6 0 4 2 1未检出 1 5 0 5 2 甲基己酸 0 5 61 4 7未检出0 5 4