朱鹏飞-污泥含水率监测方法的选择与探讨

城市污泥含水率监测方法的选择与探讨城市污泥含水率监测方法的选择与探讨 朱鹏飞 王蔚 何晓蓉 曹佳红 成都排水有限责任公司监测中心 四川成都 摘要摘要 污泥是城市污水处理中分离出来的产物 现在城市污泥的处理方法一般是采用地下填埋法和焚烧法 在 CJ T221 2005 中城市污水处理厂污泥检验方法标准中 明确规定了在厂内经稳定处理后的城市污水处 理厂污泥宜进行脱水处理 其含水率应小于 80 但要使处理后污泥的含水率降低必然要消耗更大量的絮 凝剂和电能 这样势必增加污水处理厂的运行成本 污水处理厂要在污泥达到污泥排放标准的同时而不增 加运行成本 对污泥含水率的测定就显得非常重要 城市污泥脱水过程中 快速 准确的含水率测定方法 有助于掌握污泥水分脱除进程 并据此进行工艺的优化和反馈调控 本文介绍污泥含水率监测方法及其优 缺点 由于污泥的特殊性和复杂性 应根据污泥的性质 工况条件等选择合适的含水率测定技术 指导工 艺调控和优化 提高效率 关键词 关键词 城市污泥 含水率监测方法 含水率 前沿 前沿 城市污泥含水率是城市污水处理厂重要的工艺控制参数 实时了解含水率有助于操作者 了解污泥脱水进程 优化工艺参数 从而提高效率并降低投资费用等 因此选择合适的含 水率监测方法对污泥脱水工艺化应用尤为重要 由于含水率监测方法较多 如 恒温烘箱 干燥法 远红外干燥法 微波干燥法等 因此 建立一种适应于城市污泥含水率的快捷简 便的方法已成为必然趋势 本文就此探讨目前污泥含水率监测方法存在的问题及合适的发 展方向 试验部分 试验部分 1 恒温烘箱干燥法恒温烘箱干燥法 1 1 试验仪器 蒸发皿 100ml 烘箱 分析天平 0 0001g 干燥器 1 2 试验步骤 1 2 1 用已恒重为 m1的蒸发皿称取经捣碎均匀的污泥样品约 15g 该样品准确称至 0 001g 记为 m 1 2 2 对于经脱水后的污泥样品 可直接放入 103 105 烘箱中干燥 24h 取出放入干燥 器中冷却至室温 称重 反复多次 直至恒重记为 m2 1 2 3 计算污泥中的含水率 w 的数值 以 表示 按公式计算 w m m2 m1 m 100 式中 m 称取污泥样品质量的数值 单位为克 g m2 恒重后蒸发皿加恒重后污泥样品质量数值 单位为 g m1 恒重空蒸发皿质量数值 单位为 g 计算结果表示至小数点后一位 2 2 微波干燥法微波干燥法 2 1 实验仪器 微波水分测定仪 玻璃纤维膜 普通滤纸 镊子 样品勺 橡胶手套 2 2 实验步骤 2 2 1 打开微波水分测定仪电源开关和电源按钮开关 待其预热 30min 钟后进行样品测定 2 2 2 选择微波固体物质水分的测定方法 编辑完成后按返回键回到主页面 然后准备样品 的含水率的测定 2 2 3 用镊子把两片玻璃纤维膜 或者两张普通滤纸 放入四角支架盘上 然后合闭仪器 上盖 待仪器自动校零后可以开始加入样品 2 2 4 打开上盖后 用样品勺在四角支架盘上粗称重量大约为 5g 的样品 然后取出放在实 验桌上 2 2 5 在一张玻璃纤维膜 或者两张普通滤纸 上用勺子均匀抹平污泥 再用另一张玻璃 纤维膜平铺 或者两张普通滤纸 上面按压样品均匀后 然后缓慢放入四角支架盘上 然 后合闭仪器上盖 仪器自动通过微波加热进行样品检测 样品检测完成后 系统会自动显 示测定结果并打印该样品的相关测定结果 3 3 数据结果与统计 数据结果与统计 通过对 8 个不同样品 11 批次的恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对比分析 得 到其每个批次的样品对照图标 如下 74 8 72 6 77 378 7 79 3 77 2 79 1 72 8 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131024018131024019131024020131024021131024022131024023131024024131024025 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 纤维膜 表图表图 1 1 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 77 4 72 373 773 1 80 179 4 76 8 80 6 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131025027 131025028 131025029 131025030 131025031 131025032 131025033 131025034 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 纤维膜 表图表图 2 2 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 78 3 71 5 78 8 76 6 80 880 881 4 73 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131028027 131028028 131028029 131028030 131028031 131028032 131028033 131028034 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 纤维膜 表图表图 3 3 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 77 4 73 2 76 3 80 7 77 877 9 79 881 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131029018 131029019 131029020 131029021 131029022 131029023 131029024 131029025 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 纤维膜 表图表图 4 4 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 77 9 73 7 71 4 83 77 1 78 9 81 3 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131030027 131030028 131030029 131030031 131030032 131030033 131030034 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 纤维膜 表图表图 5 5 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 79 4 70 8 78 1 82 683 8 74 9 79 580 2 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131104027 131104028 131104029 131104030 131104031 131104032 131104033 131104034 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 滤纸 表图表图 6 6 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 78 2 71 2 78 8 83 5 80 8 78 178 6 80 4 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131105018 131105019 131105020 131105021 131105022 131105023 131105024 131105025 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 滤纸 表图表图 7 7 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 77 5 66 7 79 981 178 279 5 78 80 1 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131106027 131106028 131106029 131106030 131106031 131106032 131106033 131106034 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 滤纸 表图表图 8 8 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 77 8 59 8 76 4 82 1 80 77 4 80 780 4 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131107018 131107019 131107020 131107021 131107022 131107023 131107024 131107025 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 滤纸 表图表图 9 9 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 79 4 71 5 75 4 81 5 78 2 81 981 1 75 8 0 00 10 00 20 00 30 00 40 00 50 00 60 00 70 00 80 00 90 00 131108027 131108028 131108029 131108030 131108031 131108032 131108033 131108034 恒温烘箱干燥法 微波干燥法 滤纸 表图表图 1010 样品 恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥含水率对照图表 结果与讨论结果与讨论 1 从表图 1 到表图 10 中可以得出 对 88 个样品对比恒温烘箱干燥法和微波干燥法污泥 含水率测定结果偏差不大 其相对偏差都小于 3 0 由于恒温烘箱干燥法长时间加热 过程中容易造成污泥挥发性悬浮固体的挥发 即 VS 长时间加热挥发 一般情况下恒 温烘箱干燥法含水率测定结果比微波干燥法测定的结果偏高 2 从表图 1 到表图 10 中可以得出 恒温烘箱干燥法测定耗时费力 从采样 烘干到得到 数据结果 通常需要 24 小时以上 获得的结果滞后时间较长 不能快速 实时得到 样品的即时含水率 污泥的挥发性悬浮固体 即 VS 在长时间加热过程中损失 导致 测定结果偏高 其方法原理简单 操作方便 适用范围广泛 设备费用较低 电耗较 高 3 从表图 1 到表图 10 中可以得出 微波干燥法加热迅速 样品量小时受热均匀 不容易 造成污泥挥发性悬浮固体的挥发 设备易购买 易于操作控制 费用与能耗较低 能 到得到当天的样品的测定结果 能快速 实时得到样品的的即时含水率 能对进行工 艺的优化和即时反馈调控 但是 微波干燥法不能直接对污泥堆体加热 必须用样品 勺把污泥样品均匀抹平 容易造成水分的散失 其测定的往往比恒温干燥法测定的结 果低 4 在微波干燥法中 表图 1 2 3 4 5 与表 6 7 8 9 10 对比中 用玻璃纤维膜测 定的污泥含水率与用普通滤纸测定的污泥含水率结果相近 不影响测定结果的准确性 因此不能买玻