CN103149116B - 污水含砂量快速测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水含砂量快速测定方法，其特征在于：通过大量实验数据，建立单位体积水样中含砂量和沉砂体积数之间的关联系数，在以后对同一管网的测定过程中，通过污水含砂量快速测定装置测量污水中的沉砂体积数，利用关联系数计算，得到污水中不同粒径的砂的含量，污水含砂量快速测定装置包括漏斗状的盛水容器，该盛水容器下端通过开关阀连接一带刻度的计量管，所述开关阀与计量管之间设有与计量管内腔相连通的出气导管，出气导管位于计量管的刻度上方，计量管底端设有端盖，该端盖封盖住计量管底端。本方法能够快速准确的测量出污水中沉砂的体积，并能迅速的计算出污水中不同粒径的砂的含量，测量十分便捷，测得结果的误差小。

Description

污水含砂量快速测定方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种污水含砂量快速测定方法。

背景技术

在污水处理过程中，快速准确地测量出污水中不同粒径的含砂量，是进行沉砂工艺参数调整、设备改造等的重要依据，若能快速测定污水中不同粒径的含砂量，了解进入管网、各污水处理厂水样在不同季节、不同天气情况下的含砂量，便可以及时调整沉砂池运行参数，减少废水中比重较大的砂粒、灰渣等无机固体颗粒进入二级污水处理，减轻对水泵和管道的磨损和堵塞，减少污泥刮板的磨损，延长其使用寿命。在污水处理中通常用测定悬浮物(SS)、无机份含量两个参数来评估污水中的含砂量，其中悬浮物(SS)包含了粒径大于0.4μm的非沉淀的悬浮部分的颗粒物、无机份含量参数测定的是所有的不能被灼烧的无机物质，针对性不强，由于此方法每次测量都要用到电子天平、恒温干燥箱、马弗炉等设备，且测定时间长(需要8到10个小时)，对检测人员的要求较高，检测成本高，在生产运行过程中存在滞后性，另外还有电容法、超声波法等间接测量法，间接测量法受温度和砂粒大小影响较大，测量误差较大。因此，亟需一种能快速准确的测定污水中的不同粒径的砂的含量的方法。

现有技术的缺点是：传统的污水含砂量测量方法耗时较长，测量误差较大，不能快速准确的测定污水中不同粒径的砂的含量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能快速测定污水中不同粒径的砂的含量的污水含砂量快速测定方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种污水含砂量快速测定方法，包括以下步骤：

步骤一：取体积为V₁的水样并用常规方法测定水样中不同粒径的砂的质量m_i；

第一步：将多个蒸发皿在103～105℃烘箱中烘30分钟，冷却后称重，反复几次，直至单个蒸发皿的恒重m₀(两次称重相差不超过0.0002g)；

第二步：取体积为V₁的水样，装入容器内静置沉降10分钟，倒掉上清液，再计时沉降30分钟，倒掉上清液，将沉淀部分依次连续通过50目、100目、200目的尼龙筛；将尼龙筛上截留的砂粒，分别收集到上述蒸发皿中；

第三步：将装有不同粒径的砂的多个蒸发皿放在水浴锅上蒸，待其中水分蒸发近干，将其移入烘箱内103～105℃烘干2小时，然后取出放入干燥器内，冷却约半小时后称重，反复几次，直到恒重m₂；

第四步：按式4计算得到不同粒径的砂的质量m_i；

m_i＝m₂-m₀     ………………………………式4

按式1计算出单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C_i；

$C_i=\frac{m_i}{V_1}$          ………………………………式1

步骤二：取与步骤一相同管网处、相同时段的水样放入污水含砂量快速测定装置中，静置沉降一段时间，然后通过污水含砂量快速测定装置的测量出砂的体积，并计算出单位体积水样中砂的体积V；

步骤三：建立上述管网处水样中不同粒径的砂的含量C与单位体积水样中砂的体积V的关联系数f_含砂量，并按式2计算关联系数f_含砂量；

       ………………………………式2

步骤四：另取步骤二中管网处另一时段的水样放入污水含砂量快速测定装置中静置沉降，测得该水样中砂的体积，并计算出单位体积水样中砂的体积V₂，通过式3计算出单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C；

C＝f_含砂量*V₂      ………………………………式3

所述步骤二和步骤四中污水含砂量快速测定装置包括漏斗状的盛水容器，该盛水容器下端通过开关阀连接一带刻度的计量管，所述开关阀与计量管之间设有与计量管内腔连通的出气导管，所述计量管底端设有端盖，该端盖封盖住所述计量管底端。

使用上述装置，通过该开关阀可以控制盛水容器下端的通断，在污水倒入盛水容器前可以将开关阀关闭，让污水在盛水容器中静置沉降一段时间，然后再打开开关阀，让污水流下；如此，能使污水中的沉砂充分的沉降在盛水容器底部，并全部流入计量管内，再静置一段时间后通过计量管上的刻度读出计量管内沉淀物的体积数值，即可以快速的测量污水中沉砂的体积数，设置出气导管，在污水倒入时让计量管内空气排出，使污水能流入计量管内，计量管底端设置的端盖方便测量完成后排出装置内的污水，采用上述结构，使污水经过两次连续的沉降，能更准确的测量出沉砂的体积数。

所述出气导管位于计量管的刻度上方，该出气导管一端与计量管上部连接，另一端延伸至与所述盛水容器上端平齐。

采用上述结构，防止在污水倒入时，污水从出气导管中流出，且避免了污水中的砂进入出气导管导致测量不准确。

所述盛水容器呈梨形，该盛水容器上纵向设置有刻度，且该盛水容器上端设置有顶盖。

对同一管网点或污水处理厂管网点，通过大量收集其不同粒径的砂含量的数据和污水含砂量快速测定装置测得的砂的体积数据，得到具有代表性的关联系数f_含砂量，在以后对同一管网的测定过程中，仅需用污水含砂量快速测定装置测量并计算出单位体积污水中含砂的体积数，通过式3计算，即重复步骤四，便可快速测得该管网处此时不同粒径的砂的含量，避免了每次都用常规方法来测量含砂量C，而花费人力和较长的时间。

污水含砂量快速测定方法与现有方法测得含砂量C的数据对比：

污水含砂量快速测定方法：

S₁：取4个蒸发皿在103～105℃烘箱中烘30分钟，冷却后称重，反复几次，直至单个蒸发皿的恒重m₀(两次称重相差不超过0.0002g)，取20L混合均匀的水样于聚乙烯塑料桶中，沉降10分钟，倒掉上清液，再计时沉降30分钟，倒掉上清液，将沉淀部分依次连续通过50目、100目、200目的尼龙筛。将尼龙筛上截留的砂粒，分别收集到已恒重的蒸发皿中，将装有样品的蒸发皿放在水浴锅上蒸，待其中水分蒸发近干，将其移入烘箱内在103～105℃烘干2小时，取出放入干燥器内，冷却约半小时后称重，反复几次，直至到恒重m₂(小于50目、50～100目、100～200目、大于200目)，通过测得污水中不同粒径的砂的含量C_<50目＝21mg/L、C_50～100目＝5mg/L、C_100～200目＝13mg/L、C_>200目＝88mg/L，总的含砂量等于所有粒径的砂含量的总和127mg/L。

S₂：另取与上述水样同一管网处、同一时段的污水2L，转入污水含砂量快速测定装置中，计时沉降10分钟，将沉降的砂石等通过污水含砂量快速测定装置的开关阀放入计量管内，计时沉降30分钟，通过装置上计量管的刻度读出泥砂体积为2.90ml，每升污水对应的泥砂体积为1.45ml，通过式2可计算出不同粒径的砂粒对应的含量与沉砂体积的关联系数f_含砂量：

S₃：取上述管网处另一个时段的水样，通过污水含砂量快速测定装置测得单位体积水样中沉砂的体积V＝1.56ml，通过式3即可求得此时该管网处污水中不同粒径的砂的含量数据：

C_(<50目)＝f_{含砂量(<50目)}*V＝14.5g/L²×1.56ml＝23mg/L

C_{(50目～100目)}＝f_{含砂量(50目～100目)}*V＝3.45g/L²×1.56ml＝5mg/L

C_{(100目～200目)}＝f_{含砂量(100目～200目)}*V＝8.97g/L²×1.56ml＝14mg/L

C_(>200目)＝f_{含砂量(>200目)}*V＝60.7g/L²×1.56ml＝95mg/L

污水中含砂量的总和：

C＝C_(<50目)+C_{(50目～100目)}+C_{(100目～200目)}+C_(>200目)＝137mg/L

现有方法一：

第一步：取4个蒸发皿在103～105℃烘箱中烘30分钟，冷却后称重，反复几次，直至单个蒸发皿恒重m₀(两次称重相差不超过0.0002g)；

第二步：取20L与S₃中相同管网处同一时段的水样，装入容器内静置沉降，沉降10分钟，倒掉上清液，再计时沉降30分钟，倒掉上清液，将沉淀部分依次通过50目、100目、200目的尼龙筛；将尼龙筛上截留的砂粒，分别收集到上述蒸发皿中；

第三步：将装有不同粒径的砂的蒸发皿放在水浴锅上蒸，待其中水分蒸发近干，将其移入烘箱内103～105℃烘干2小时，取出放入干燥器内，冷却约半小时后称重，反复几次，直到不同粒径的砂和蒸发皿恒重m₂；

第四步：通过下式计算出单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C_i；

$C_i=\frac{m_2-m_0}{V_1}$

得到污水中含砂量的总和：

C＝C_(<50目)+C_{(50目～100目)}+C_{(100目～200目)}+C_(>200目)＝142mg/L

本方法测得的单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C与上述用污水含砂量快速测定方法测得的结果137mg/L基本一致，在误差允许范围内。

现有方法二：

另取200mL与S₃中相同管网处同一时段的水样，通过定量滤纸过滤，使水分全部通过滤纸，取出载有悬浮物的滤纸放在恒重为m₃的瓷坩埚里，移入烘箱中于103～105℃下烘干至恒重；将烘干后的样品和瓷坩埚放入马弗炉中550±50℃灼烧1小时，关掉电源，待炉内温度降至200℃左右时取出，放入干燥器，冷却后称重为m₄，污水中的含砂量为与上述用污水含砂量快速测定方法测得的结果137mg/L基本一致，在误差允许范围内。

表1是通过本发明所述的方法测得的同一管网处不同时段的f_含砂量值：

表-1同一管网处不同时段的f_含砂量的值

通过表1和大量的实验数据表明，对于同一个管网处，其关联系数f_含砂量在不同的时段内变化不大，可以一年测量一次。

表2是对不同管网处的水样，在不同时段通过现有方法测量和污水含砂量快速测定方法测量获得的含砂量C的数据：

表-2三种方法测得含砂量C的值

通过表2可以看出，对于同一管网，在同一时段，通过污水含砂量快速测定方法和现有方法所测得的含砂量C的值相差不大，在误差允许范围内，本发明所述的方法是可行的。

本发明的有益效果是：能够快速准确的测量出污水中沉砂的体积，并能迅速计算出污水中不同粒径砂的含量，测量十分便捷，测得结果的误差小。

附图说明

图1为本发明中污水含砂量快速测定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，图1为本发明中使用到的污水含砂量快速测定装置的结构示意图，该污水含砂量快速测定装置包括漏斗状的盛水容器1，该盛水容器1呈梨形，盛水容器1上纵向设置有刻度，且该盛水容器1上端设置有顶盖6，盛水容器1下端通过开关阀2连接有一带刻度的计量管3，开关阀2与计量管3之间设有与计量管3内腔连通的出气导管4，出气导管4位于计量管3的刻度上方，该出气导管4一端与计量管3上部连接，另一端延伸至与所述盛水容器1上端平齐，计量管3底端设有端盖5，该端盖5封盖住所述计量管3底端。

一种污水含砂量快速测定方法，包括以下步骤：

步骤一：取体积为20L的水样并测定水样中不同粒径的砂的质量m_i；

第一步：取4个蒸发皿在103～105℃烘箱中烘30分钟，冷却后称重，反复几次，直至单个蒸发皿的恒重m₀(两次称重相差不超过0.0002g)；

第二步：取体积为20L的水样，装入聚乙烯塑料桶内静置沉降10分钟，倒掉上清液，再计时沉降30分钟，倒掉上清液，将沉淀部分连续通过50目、100目、200目的尼龙筛；将尼龙筛上截留的砂粒，分别收集到上述蒸发皿中；

第三步：将装有不同粒径的砂的蒸发皿放在水浴锅上蒸，待其中水分蒸发近干，将其移入烘箱内103～105℃烘干2小时，取出放入干燥器内，冷却约半小时后称重，反复几次，直到不同粒径(小于50目、50～100目、100～200目、大于200目)的砂和蒸发皿的恒重m₂；

第四步：按式4计算得到不同粒径的砂的质量m_i，单位为mg；

m_i＝m₂-m₀   ………………………………式4

m_i(<50目)＝m_2(<50目)-m0＝420mg

m_{i(50目～100目)}＝m_{2(50目～100目)}-m0＝100mg

m_{i(100目～200目)}＝m_{2(100目～200目)}-m0＝260mg

m_i(>100目)＝m_2(>100目)-m0＝1760mg

按式1计算出单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C_i，单位为mg/L；

$C_i=\frac{m_i}{V_1}$          ………………………………式1

其中V₁＝20L

C_<50目＝21mg/L、C_50～100目＝5mg/L、C_100～200目＝13mg/L、C_>200目＝88mg/L

步骤二：取与步骤一同一管网处同一时段的2L水样放入污水含砂量快速测定装置的盛水容器1中，静置沉降10分钟，将沉降的砂石等通过污水含砂量快速测定装置的开关阀2放入计量管3内，计时沉降30分钟，通过装置上的计量管3刻度读出泥砂体积2.90ml，并计算出单位体积水样中砂的体积V＝1.45ml；

步骤三：建立上述管网处不同粒径的砂粒的含量C与单位体积水样中砂的体积V的关联系数f_含砂量，并按式2计算关联系数f_含砂量，单位为g/L²；

      ………………………………式2

步骤四：另取1.5L上述步骤中管网处另一时段的水样放入污水含砂量快速测定装置的盛水容器1中，静置沉降10分钟，将沉降的泥砂等通过污水含砂量快速测定装置的开关阀2放入计量管3内，计时沉降30分钟，通过计量管3的刻度读出泥砂体积数2.34ml，并计算出单位体积水样中砂的体积V₂＝1.56ml，通过式3计算出此时段污水中单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C；

C＝f_含砂量*V₂      ………………………………式3

C_(<50目)＝f_{含砂量(<50目)}*V＝14.5g/L²×1.56ml＝23mg/L

C_{(50目～100目)}＝f_{含砂量(50目～100目)}*V＝3.45g/L²×1.56ml＝5mg/L

C_{(100目～200目)}＝f_{含砂量(100目～200目)}*V＝8.97g/L²×1.56ml＝14mg/L

C_(>200目)＝f_{含砂量(>200目)}*V＝60.7g/L²×1.56ml＝95mg/L

污水中含砂量的总和：

C＝C_(<50目)+C_{(50目～100目)}+C_{(100目～200目)}+C_(>200目)＝137mg/L

对同一管网点或污水处理厂管网点，通过大量数据收集其不同粒径的砂的含量和污水含砂量快速测定装置测得的砂的体积数据，得到具有代表性的关联系数f_含砂量，在以后的测定过程中，检测同一管网处污水中含砂量时，仅需用污水含砂量快速测定装置测量单位体积污水的含砂体积数，通过式3计算，即重复步骤四，便可测得该管网处此时不同粒径的砂的含量。

Claims (5)

1.一种污水含砂量快速测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：取体积为V₁的水样并用常规方法测定水样中不同粒径的砂的质量m_i，按式1计算出单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C_i；

$C_i=\frac{m_i}{V_1}$          ………………………………式1

步骤二：取与步骤一同一管网处、同一时段的水样放入污水含砂量快速测定装置中静置沉降，测得该水样中砂的体积，并计算出单位体积水样中砂的体积V；

步骤三：建立上述管网处单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C_i与单位体积水样中砂的体积V的关联系数f_含砂量，并按式2计算f_含砂量；

     ………………………………式2

步骤四：另取上述管网处另一时段的水样放入污水含砂量快速测定装置中静置沉降，测得该水样中砂的体积，并计算出单位体积水样中砂的体积V₂，通过式3计算出单位体积水样中不同粒径的砂的含砂量C；

C＝f_含砂量*V₂     ………………………………式3。

2.根据权利要求1所述的污水含砂量快速测定方法，其特征在于：所述步骤一取体积为V₁的水样并用常规方法测定水样中不同粒径的砂的质量m_i为：

第一步：将蒸发皿放入烘箱中烘烤，冷却后称重，反复几次，直至恒重m₀；

第二步：取体积为V₁的水样，装入容器内静置沉降，然后通过不同大小的网孔的尼龙筛过滤，收集到不同粒径的砂，分别放入上述蒸发皿中；

第三步：将装有不同粒径的砂的蒸发皿放在水浴锅上蒸，待其中水分蒸发近干，将其移入烘箱内烘干，放入干燥器，待冷却后测得不同粒径的砂和蒸发皿的恒重m₂；

第四步：按式4计算得到不同粒径的砂的质量m_i；

m_i＝m₂-m₀       ………………………………式4。

3.根据权利要求1所述的污水含砂量快速测定方法，其特征在于：所述步骤二和步骤四中污水含砂量快速测定装置包括漏斗状的盛水容器(1)，该盛水容器(1)下端通过开关阀(2)连接一带刻度的计量管(3)，所述开关阀(2)与计量管(3)之间设有与计量管(3)内腔相连通的出气导管(4)，所述计量管(3)底端设有端盖(5)，该端盖(5)封盖住所述计量管(3)底端。

4.根据权利要求3所述的污水含砂量快速测定方法，其特征在于：所述出气导管(4)位于计量管(3)的刻度上方，该出气导管(4)一端与计量管(3)上部连接，另一端延伸至与所述盛水容器(1)上端平齐。

5.根据权利要求3或4所述的污水含砂量快速测定方法，其特征在于：所述盛水容器(1)呈梨形，该盛水容器(1)上纵向设置有刻度，且该盛水容器(1)上端设置有顶盖(6)。