CN103196781B - 一种颗粒污泥机械强度的测定方法及其测定装置 - Google Patents
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Abstract
一种颗粒污泥机械强度的测定方法及其测定装置，所述的测定方法步骤如下：取待测颗粒污泥，用筛分装置筛除细小颗粒污泥后混入1L蒸馏水后通气1h，将所得泥水混合物筛分过滤，同时将剩余颗粒污泥重复上述步骤4～5次；其中，最后一次颗粒污泥筛分过滤后，连同剩余颗粒污泥和其它过滤后污泥烘干称重，得出磨损率系数；所述的测定装置包括圆筒、微孔布气装置、空气流量计、空气压缩机，微孔布气装置安装在圆筒底部；微孔布气装置与空气压缩机之间通过空气流量计连通。本发明的有益效果是：测定方法可操作性强，测定参数易于调控；该方法和装置可测定多种颗粒污泥，且测试成本低；颗粒污泥在测定装置内所受剪切力均匀，能够准确测定颗粒污泥的机械强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种颗粒污泥机械强度的测定方法及其测定装置。
背景技术
在废水处理领域，反应器内颗粒污泥的形成有利于微生物的持留，增强对污染物的处理能力。然而，反应器内上升水流和沼气气泡产生的搅拌和剪切作用，以及内部压力波动等均可能导致颗粒破裂、磨损或剥落等，不利于颗粒污泥的长期保持和反应器的稳定运行。因此，机械强度是颗粒污泥的重要物理特性，很有必要对其进行定量表征。然而，迄今为止，测定颗粒污泥机械强度的装置及方法仍较为缺乏。在已经公开的相关专利中，机械强度的测定装置和方法都比较复杂，且测定成本较高。
针对这些问题，本发明提出一种颗粒污泥机械强度的测定方法及其测定装置，模拟颗粒污泥反应器内实况，对颗粒污泥进行均匀磨损，使得颗粒污泥在测定装置内所受剪切力均匀，从而较为准确地表征颗粒污泥的机械强度，操作方法简单，且测试成本低。
发明内容
本发明针对目前颗粒污泥机械强度的测定方法操作复杂、测试成本高的问题，提出了一种操作简单、测试成本低、测定准确的颗粒污泥机械强度测定方法及其测定装置。
一种颗粒污泥机械强度的测定方法，其特征在于：所述测定方法包括以下步骤：
（1）取30-50g待测颗粒污泥，用筛孔直径为0.2mm的筛分装置筛除细小颗粒污泥；
（2）添加1L蒸馏水于测定装置的圆筒内，将步骤（1）中粒径大于筛孔直径的颗粒污泥混入蒸馏水中；
（3）开启空气压缩机，调控空气流量计控制曝气量恒定，气体通过微孔布气装置实现均匀布气，使圆筒内各颗粒污泥所受剪切力相同，圆筒内的颗粒污泥与蒸馏水充分混合形成泥水混合物；
（4）间隔1h后，关闭空气压缩机，将步骤（3）所得泥水混合物用上述的筛分装置筛分去除粒径小于0.2mm的颗粒污泥，进行过滤，同时将剩余粒径大于等于0.2mm的颗粒污泥重复上述步骤4～5次；
（5）步骤（4）中完成最后一次颗粒污泥筛分后，过滤并将剩余粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥连同步骤（4）中过滤后粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥在105℃下烘干24h后分别测定干重；
（6）根据上述测定结果以及公式（1），进行数据处理，得出磨损率系数，用以度量颗粒污泥的机械强度：
ln[(X0-XF)/X0]=-kt （1）
其中，XF为单位体积和单位时间内产生的细小颗粒污泥，X0为圆筒内待测颗粒初始浓度，t为曝气时间，k为用以度量颗粒污泥机械强度的磨损率系数。
进一步，所述的曝气量为160～200L/h。
按照所述的颗粒污泥机械强度的测定方法构建的测定装置，其特征在于：包括圆筒、微孔布气装置、空气流量计、空气压缩机，所述的微孔布气装置安装在所述的圆筒的底部；所述的微孔布气装置与所述的空气压缩机之间通过空气流量计连通。
进一步，所述的圆筒的高径比为5～6，体积为1.4～1.5L。
本发明的有益效果是：①测定方法可操作性强，测定参数易于调控；②该方法和装置可测定多种颗粒污泥，且测试成本低；③颗粒污泥在测定装置内所受剪切力均匀，能够准确测定颗粒污泥的机械强度。
附图说明
图1是颗粒污泥机械强度测定装置结构图（箭头代表气体流向），其中，图中：圆筒（1）、微孔布气装置（2）、空气流量计（3）、空气压缩机（4）。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：参照图1，按照本发明所述的测定方法及其测定装置对厌氧氨氧化颗粒污泥的机械强度进行了测定，具体如下：（1）取50g待测厌氧氨氧化颗粒污泥，用筛分装置筛除粒径小于0.2mm的颗粒污泥；（2）加入1L蒸馏水于圆筒内，其中圆筒的高径比为5，体积为1.4L，将步骤（1）中得到的粒径大于0.2mm的颗粒污泥混入蒸馏水中；（3）开启空气压缩机，调控空气流量计控制曝气量为160L/h，气体通过圆筒底部的微孔布气装置实现均匀布气，使得圆筒内的颗粒污泥所受剪切力相同，圆筒内的颗粒污泥与蒸馏水充分混合形成泥水混合物；（4）间隔1h后，关闭空气压缩机，将步骤（3）中得到的泥水混合物经过筛分装置筛分，将剩余的粒径大于0.2mm的颗粒污泥重复上述操作步骤4次；（5）步骤（4）中完成最后一次颗粒污泥筛分后，过滤并将剩余粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥连同步骤（4）中过滤后粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥在105℃下烘干24h后分别测定干重；（6）根据上述测定结果（如表1）以及公式ln[(X0-XF)/X0]=-kt，以t为横坐标，ln[(X0-XF)/X0]为纵坐标，由此可得所测厌氧氨氧化颗粒污泥的磨损率系数k为0.00297；其中，XF为单位体积和单位时间内产生的细小颗粒污泥，X0为圆筒内待测颗粒初始浓度，t为曝气时间，k为用以度量颗粒污泥机械强度的磨损率系数；SS为污泥浓度。
表1数据记录表
实施例2：参照图1，按照本发明所述的测定方法及其测定装置对产甲烷颗粒污泥的机械强度进行了测定，具体如下：（1）取30g待测产甲烷颗粒污泥，用筛分装置筛除粒径小于0.2mm的颗粒污泥；（2）加入1L蒸馏水于圆筒内，其中圆筒的高径比为5，体积为1.4L，将步骤（1）中得到的粒径大于0.2mm的颗粒污泥混入蒸馏水中；（3）开启空气压缩机，调控空气流量计控制曝气量为200L/h，气体通过圆筒底部的微孔布气装置实现均匀布气，使得圆筒内的颗粒污泥所受剪切力相同，圆筒内的颗粒污泥与蒸馏水充分混合形成泥水混合物；（4）间隔1h后，关闭空气压缩机，将步骤（3）中得到的泥水混合物经过筛分装置筛分，将剩余的粒径大于0.2mm的颗粒污泥重复上述操作步骤4次；（5）步骤（4）中完成最后一次颗粒污泥筛分后，过滤并将剩余粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥连同步骤（4）中过滤后粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥在105℃下烘干24h后分别测定干重；（6）根据上述测定结果（如表2）以及公式ln[(X0-XF)/X0]=-kt，以t为横坐标，ln[(X0-XF)/X0]为纵坐标，由此可得所测产甲烷颗粒污泥的磨损率系数k为0.0015。
表2数据记录表
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (4)
1.一种颗粒污泥机械强度的测定方法，所述测定方法包括以下步骤：
(1)取30-50g待测颗粒污泥，用筛孔直径为0.2mm的筛分装置筛除细小颗粒污泥；
(2)添加1L蒸馏水于测定装置的圆筒内，将步骤(1)中粒径大于筛孔直径的颗粒污泥混入蒸馏水中；
(3)开启空气压缩机，调控空气流量计控制曝气量恒定，气体通过微孔布气装置实现均匀布气，使圆筒内各颗粒污泥所受剪切力相同，圆筒内的颗粒污泥与蒸馏水充分混合形成泥水混合物；
(4)间隔1h后，关闭空气压缩机，将步骤(3)所得泥水混合物用上述的筛分装置筛分去除粒径小于0.2mm的颗粒污泥，进行过滤再在105℃下烘干24h后测定干重，同时将剩余粒径大于等于0.2mm的颗粒污泥重复上述步骤(1)～(4)4～5次；
(5)步骤(4)中完成最后一次颗粒污泥筛分后烘干称重，过滤并将剩余粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥连同步骤(4)中过滤后粒径大于等于筛孔直径的颗粒污泥在105℃下烘干24h后分别测定干重，同时结合步骤(4)测定结果计算出不同时间内测定的单位体积和单位时间内产生的细小颗粒污泥的浓度XF和待测颗粒污泥的初始浓度X0；
(6)根据上述测定结果以及公式(1)，进行数据处理，得出磨损率系数，用以度量颗粒污泥的机械强度：
ln[(X0-XF)/X0]＝-kt (1)
其中，XF为单位体积和单位时间内产生的细小颗粒污泥浓度，X0为圆筒内待测颗粒初始浓度，t为曝气时间，k为用以度量颗粒污泥机械强度的磨损率系数。
2.按照权利要求1所述的一种颗粒污泥机械强度的测定方法构建的测定装置，其特征在于：所述的曝气量为160～200L/h。
3.如权利要求2所述的测定装置，其特征在于：包括圆筒、微孔布气装置、空气流量计、空气压缩机，所述的微孔布气装置安装在所述的圆筒的底部；所述的微孔布气装置与所述的空气压缩机之间通过空气流量计连通。
4.如权利要求3所述的测定装置，其特征在于：所述的圆筒的高径比为5～6，体积为1.4～1.5L。
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