一种测量污泥结合水含量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量污泥结合水含量的方法，属污泥含水指标表征领域。包括：测得模拟物料的不同类型水分的谱图特征；将污泥样品置于能改变温度的环境中，采用差示扫描量热仪测得所述污泥样品在形态转化时吸收或者释放的热量；对测得的所述热量进行热分析得到热分析图谱，计算所述热分析图谱中放热峰峰面积得到所述污泥样品的凝结热；利用所述凝结热计算得到所述污泥样品的结合水含量。该方法能准确测量污泥结合水含量。
【专利说明】一种测量污泥结合水含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污泥含水率测量领域，特别是涉及一种测量污泥结合水含量的方法。
【背景技术】
[0002] 污泥是污水处理最终产物，是一种非均质体，主要由有机残片、细菌菌体、无机颗 粒、胶体等组成，其成分非常复杂。污泥中所含水分可以分为四类：自由水、间隙水、表面水 和结合水。其中自由水不以任何形态与污泥附着或结合，约占污泥水分的70%，可用重力分 离；间隙水是污泥间因毛细管现象而保持的水，可用离心、真空等机械力使颗粒变形、压缩 而分离；表面水是通过氢键附着在胶体表面的水分子层，只有经过调理才能用机械方式脱 水去除；结合水指的是通过化学键与污泥紧密结合的水，约占污泥水分的4%。通过国内外 研究情况的调研，可知污泥非自由水的分布情况直接影响污泥脱水的难易程度，因此，进行 污泥脱水特性特别是水分分布的研究非常必要。
[0003] 从污泥絮体所含有的各种水分不难看出，污泥中结合水的含量对于污泥脱水特性 来说也是一个重要指标，能够从水分分布的方面来表征污泥脱水的难易程度，从而达到表 征污泥脱水特性的目的。
[0004] 结合水的表征方法有很多，常用的方法主要包括热干燥法、膨胀计法、热重-差热 分析法（TG-DTA)、抽滤法和水活度法等。但如何更方便、准确地测量污泥中结合水的含量是 需要解决的问题。
【发明内容】
[0005] 基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种能更方便准确测量污泥中结合 水含量的方法，解决现有方法测量结合水不方便或不准确的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种测量污泥结合水含量的方法，可先使用模 拟物料，得到不同类型水分的谱图特征与热量变化规律；
[0007] 将污泥样品置于能改变温度的环境中，采用差示扫描量热仪测得所述污泥样品在 形态转化时吸收或者释放的热量；
[0008] 对测得的所述热量进行热分析得到热分析图谱，将所述热分析图谱与测得的模拟 物料的不同类型水分的谱图特征进行对比，并计算所述热分析图谱中放热峰峰面积得到所 述污泥样品的凝结热；
[0009] 利用所述凝结热计算得到所述污泥样品的结合水含量。
[0010] 本发明的有益效果为：该方法对污泥样品产生的热效应能及时提供应有的补偿， 使得污泥样品与参比物之间呈无温差、无热交换状态，污泥样品升温速度始终跟随环境温 度呈线性升温，从而使测量灵敏度和精度大为提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。
[0012] 图1为本发明实施例提供的测量方法流程示意图；
[0013] 图2为本发明实施例提供的测量方法测量的干燥后污泥的热分析图；
[0014] 图3为本发明实施例提供的测量方法测量的污泥样品的热分析图。
【具体实施方式】
[0015] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0016] 本发明实施例提供一种测量污泥结合水含量的方法，可以准确测量污泥结合水的 含量，该方法如图1所示，包括以下步骤：
[0017] 测得模拟物料的不同类型水分的谱图特征；
[0018] 将污泥样品置于能改变温度的环境中，采用差示扫描量热仪DSC(可采用热流型 DSC)测得所述污泥样品在形态转化时吸收或者释放的热量；
[0019] 利用测得的所述热量进行热分析得到热分析图谱，将所述热分析图谱与所述模拟 物料的不同类型水分的谱图特征进行对比，并计算所述热分析图谱中放热峰峰面积得到所 述污泥样品的凝结热；
[0020] 利用所述凝结热计算得到所述污泥样品的结合水含量。
[0021] 上述方法中，计算所述热分析图谱中放热峰峰面积得到所述污泥样品的凝结热， 可按下述公式（1)计算得到热分析图谱中放热峰峰面积：
【权利要求】
1. 一种测量污泥结合水含量的方法，其特征在于，包括： 测得模拟物料的不同类型水分的谱图特征； 将污泥样品置于能改变温度的环境中，采用差示扫描量热仪测得所述污泥样品在形态 转化时吸收或者释放的热量； 对测得的所述热量进行热分析得到热分析图谱，将所述热分析图谱与测得的所述模拟 物料的不同类型水分的谱图特征进行对比，并计算所述热分析图谱中放热峰峰面积得到所 述污泥样品的凝结热； 利用所述凝结热计算得到所述污泥样品的结合水含量。
2. 根据权利要求1所述的一种测量污泥结合水含量的方法，其特征在于，所述将污泥 样品置于能改变温度的环境中，利用差示扫描量热仪测得所述污泥样品在形态转化时吸收 或者释放的热量为： 测量时的气氛为N2气氛，气体流速为50mL/min，升或降温速率为2°C /min，将测量的所 述污泥样品先降至_80°C再回升至指定温度，测得所述污泥样品在形态转化时吸收或者释 放的热量。
3. 根据权利要求1所述的一种测量污泥结合水含量的方法，其特征在于，所述测定所 述污泥样品的形态转化为水冰转化。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的一种测量污泥结合水含量的方法，其特征在于，所 述模拟物料为：土壤、牛奶、葡萄糖溶液、牛奶和葡萄糖混合溶液中一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的一种测量污泥结合水含量的方法，其特征在于，所述污泥样 品为脱水后的干泥和/或经不同微波功率调理后的污泥样品。
【文档编号】G01N25/20GK104155338SQ201410441816
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】周翠红, 凌鹰, 陈家庆, 曾萌, 杨长顺 申请人:北京石油化工学院