测定污泥含砂量的方法与流程

本发明涉及检测方法领域，具体的说是一种测定污泥含砂量的方法。

背景技术：

城镇污水处理厂的污水中往往携带一定量的砂粒，这些砂粒大部分在沉砂池沉淀，少部分最终会进入到污泥中。污泥中的砂粒如果得不到有效地去除，就可能对后续各处理单元的运行带来诸多的影响：不仅会加剧污水处理厂初沉池污泥刮板、污泥泵叶轮和污泥脱水机等设备的磨损，而且易导致排泥管道的堵塞；砂粒在生化池的沉积，会导致生化池有效容积的减少，并对曝气器产生不利影响；砂粒进入污泥消化池中，将减少有效容积，缩短清理周期。同时，污泥中砂粒过多，会导致污泥厌氧消化由于污泥中有机质含量低而不稳定，如沼气产率降低等，消化工艺甚至不得不停止运行。

顾瑞环、黄青在《污水处理厂进水中大量泥砂对生产运行的影响研究》一文中指出“大量细微泥砂进入生物处理系统后，对生物池的运行影响比较严重：一、大量细微泥砂使活性污泥的活性微生物占比降低，为维持一定的活性微生物量，需要适当增加污泥浓度、增加泥龄，这样反而加剧了细微泥砂的淤积，使细胞处于内源呼吸状态，污泥活性进一步降低。二、为了保持高浓度活性污泥良好的悬浮状态，提高氧的传递效率，需要增加曝气量，大量的曝气量虽然可以使污泥混合更均匀，但是会影响菌胶团凝聚，破坏絮体结构，能耗也相应增加。三、过高的溶解氧会使有机物分解过快，微生物营养缺乏，污泥老化，活性下降。四、泥砂增加了剩余污泥量，增加了污泥处理设备的处理负荷。如果不能及时排除还会造成污泥浓度持续升高，进入了一个恶性循环的怪圈。大量细微泥砂导致预处理单元与泥处理单元设备经常堵塞。吸砂泵、初沉池排泥泵、污泥粉碎机、脱水机进泥泵、脱水机等等设备管道经常由于砂量太大堵塞，同时设备磨损严重，脱水机泵类转动部位受损最重，比如粉碎机刀片原来2年更换一次，现在砂量最严重时1个月就把刀片磨秃了。在污泥处理过程中，大量砂粒存在会导致一种类似混凝土凝固的问题出现，只能通过人工从设备中挖出来，不但浪费人力，而且还时时存在着很大的安全隐患。”

因此，污水处理厂急需通过一些应对措施来尽量减少砂量大对系统的影响，或者采取一些方法来降低污泥中的含砂量。因此，对于污泥含砂量的准确测定就显得非常重要。

中国专利cn104198333a《一种基于过滤的水样含砂量测定方法》公开了一种利用滤纸过滤速度推求含砂量测量方法。但是，此方法是用于水土流失监测中含砂量的测定，这是因为水流中除砂子以外的杂质极少，且砂水流动性好，对于滤纸的透过性较好，可以采用滤纸过滤的速度来推求含砂量，且此方法推求得到的含砂量不够精确，仅为一个大概值。

污水处理厂中产生的污泥主要包含有机质和无机质，污泥无机质又包括水溶性无机质、酸不溶性无机质、非酸溶解性无机质。污泥中水溶性无机质主要包括可溶于水的k、na、ca、mg等的氧化物和盐类；酸溶解性无机质主要包括fe、al等的氧化物、碱土金属的碱式磷酸盐；非酸溶解性无机质主要包括成分为sio2的无机砂质颗粒等物质，即为较为纯净的砂粒。

所以说，本发明所要测定污泥中的含砂量，其污泥中杂质极多，且相对粘厚，流动性不佳，不合适采用在先专利所公开的方法。另一方面，由于污泥中成分的复杂性，因此，在先专利的背景技术中公开的其他的含砂量的测定方法，均不适合用来测定污水处理厂中的污泥含砂量。

我国污泥普遍存在含砂量高、有机质含量低的问题，而我国目前还鲜有关于污泥含砂量测定的方法，严重影响污泥的处理，存在处理成本高，设备损耗较大，减量化效果不明显，经济效益不显著等问题，影响了污泥的妥善处理。

技术实现要素：

根据上述不足之处，本发明的目的在于提供一种用于测定污水处理厂中污泥含砂量的方法。该方法步骤简单，对检测人员技术要求低，结果准确稳定，解决了目前我国城镇污泥含砂量测定方法的空白。

为实现上述目的，本发明的技术方案在于：一种测定污泥含砂量的方法，包括如下步骤：

(1)污泥前处理：将污水处理厂产生的污泥进行干燥，并测定其含水率；

(2)灼烧：将干燥后的污泥准确称重，于马弗炉中灼烧至恒重；

(3)反应：在灼烧至恒重的污泥中加入浓酸，水浴加热进行反应；

(4)过滤：用定量滤纸将反应后的溶液进行过滤，用去离子水将滤渣充分洗涤干净；

(5)再次灼烧：将所述的滤渣及所述的定量滤纸置于马弗炉中灼烧至恒重，得纯净的砂；

(6)计算：通过计算得到污泥的含砂量。

优选的是：污泥前处理时，操作人员佩戴口罩进行操作。

优选的是：水浴温度为80-100℃。

优选的是：水浴时间为10-15min。

优选的是：浓酸为浓盐酸。

本发明的有益效果在于：

1、通过本方法可以快速准确的测定污泥中的含砂量，对城镇污泥的处理提供了理论依据，在环境保护及固体废弃物处理利用等领域具有广泛的应用前景；

2、本发明提供的检测方法，实验安全简单，条件温和，数据准确稳定，成本低，实验过程中无任何表面活性剂和有机试剂的添加，且反应较为彻底，绿色环保，操作过程容易控制并且技术要求不高，适合长期准确对污泥中含砂量的测定。

附图说明

图1为本发明污泥样品与浓酸反应效果图；

图2为本发明产生的较为纯净的砂。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明涉及一种测定污泥含砂量的方法，包括如下步骤：

(1)污泥前处理：将污水处理厂产生的污泥进行干燥，并测定其含水率；其中，干燥至样品恒重，确保彻底去除水分。

(2)灼烧：将干燥后的污泥准确称重，于马弗炉中灼烧至恒重；同样，灼烧至样品恒重，确保彻底去除有机质。

(3)反应：在灼烧至恒重的污泥中加入过量的浓酸，水浴加热进行反应；浓酸可以与污泥中的无机盐等反应，生成水溶性无机盐，从而通过去离子水洗涤去除。过量的浓酸是确保使得污泥中的无机盐完全生成水溶性无机盐，得以完全去除污泥中的无机盐。

(4)过滤：用定量滤纸将反应后的溶液进行过滤，用去离子水将滤渣充分洗涤干净；直至洗涤液颜色不变为止，确保去离子水将残渣中的水溶性离子彻底洗净。

(5)再次灼烧：将所述的滤渣及所述的定量滤纸置于马弗炉中灼烧至恒重，得纯净的砂；再次灼烧至恒重，确保完全去除定量滤纸的重量。

(6)计算：通过计算得到污泥的含砂量。

作为优选的实施例，由于城镇污泥具有较大的气味，污泥前处理时，操作人员佩戴口罩进行操作。

作为优选的实施例，水浴温度为80-100℃。此水浴温度是加快浓酸与无机盐的反应时间。

作为优选的实施例，水浴时间为10-15min。在此水浴时间下，确保浓酸与无机盐完全发生反应。

作为优选的实施例，浓酸为浓盐酸。

本发明采用重量法，一方面是有效的提高了物质反应的效率，缩短反应时间，提高了实验数据的准确稳定性；另一方面也能有效的防止反应过程中物料的损失。此外，重量法的使用也可使整个测定实验更加简单便捷。

实施例1

一种测定污泥含砂量的方法，包括如下步骤：

(1)污泥前处理：将污水处理厂产生的污泥进行干燥，并测定其含水率；其中，污泥前处理时，操作人员佩戴口罩进行操作。

(2)灼烧：将干燥后的污泥准确称重，于马弗炉中灼烧至恒重。

(3)反应：在灼烧至恒重的污泥中加入浓盐酸，水浴加热进行反应。其中，水浴温度为80℃，水浴时间为10min。

(4)过滤：用定量滤纸将反应后的溶液进行过滤，用去离子水将滤渣充分洗涤干净。

(5)再次灼烧：将所述的滤渣及所述的定量滤纸置于马弗炉中灼烧至恒重，得纯净的砂。

(6)计算：通过计算得到污泥的含砂量含砂量。

实施例2

一种测定污泥含砂量的方法，包括如下步骤：

(1)污泥前处理：将污水处理厂产生的污泥进行干燥，并测定其含水率；其中，污泥前处理时，操作人员佩戴口罩进行操作。

(2)灼烧：将干燥后的污泥准确称重，于马弗炉中灼烧至恒重。

(3)反应：在灼烧至恒重的污泥中加入浓盐酸，水浴加热进行反应。其中，水浴温度为100℃，水浴时间为15min。

(4)过滤：用定量滤纸将反应后的溶液进行过滤，用去离子水将滤渣充分洗涤干净。

(5)再次灼烧：将所述的滤渣及所述的定量滤纸置于马弗炉中灼烧至恒重，得纯净的砂。

(6)计算：通过计算得到污泥的含砂量。

实施例3

一种测定污泥含砂量的方法，包括如下步骤：

(1)污泥前处理：将污水处理厂产生的污泥进行干燥，并测定其含水率；其中，污泥前处理时，操作人员佩戴口罩进行操作。

(2)灼烧：将干燥后的污泥准确称重，于马弗炉中灼烧至恒重。

(3)反应：在灼烧至恒重的污泥中加入浓盐酸，水浴加热进行反应。其中，水浴温度为90℃，水浴时间为12min。

(4)过滤：用定量滤纸将反应后的溶液进行过滤，用去离子水将滤渣充分洗涤干净。

(5)再次灼烧：将所述的滤渣及所述的定量滤纸置于马弗炉中灼烧至恒重，得纯净的砂。

(6)计算：通过计算得到污泥的含砂量。

实例

以青岛某两处污水处理厂产生的污泥作为原料，为了缩短试验时间，先行将污泥进行初步干燥。取干燥洁净的蒸发皿取样进行测定重量，其中蒸发皿的重量为m0，污泥样品重量m1。将盛有污泥样品的蒸发皿放置鼓风干燥箱内进行干燥(105℃)，称量，再次于鼓风干燥箱中烘干，冷却，称量，直至恒重(连续两次称量相差不超过0.002g)，盛有干燥污泥样品的蒸发皿重量为m2，得到干燥的污泥，计算污泥的含水率a。

污泥含水率的计算公式为：a＝(m2-m0)/m1×100％

将上述的干燥污泥放于马弗炉(550±50℃)中灼烧1小时，于干燥器中冷却至室温，称量，再次于马弗炉中灼烧，冷却，称量，直至恒重(连续两次称量相差不超过0.002g)，加入足量的浓酸反应，参见图1。图1为本发明污泥样品与浓盐酸反应效果图。在水浴99℃条件下反应10分钟，用定量滤纸过滤，用去离子水进行充分洗涤干净，参见图2。图2为本发明产生的较为纯净的砂。将滤渣及定量滤纸置于相应的表面皿中。

将盛有滤渣及定量滤纸的表面皿置于马弗炉(550±50℃)下灼烧1小时，取出表面皿，在干燥器中冷却至常温，称量，再次于马弗炉中灼烧，冷却，称量，直至恒重(连续两次称量相差不超过0.002g)，盛有剩余残渣的表面皿重量为m3。其中，剩余的残渣即是比较纯净的砂，通过计算，得到污泥中的含砂量b。

污泥含砂量的计算公式为：b＝{(m3-m0)/[m1(1-a)]}×100％

计算结果如下表1-4。

表1青岛污水处理厂一的污泥的含水率测定结果

表2青岛污水处理厂一的污泥的含砂量测定结果

表3青岛污水处理厂二的污泥的含水率测定结果

表4青岛污水处理厂二的污泥的含砂量测定结果

通过计算可知，青岛某两处污水处理厂产生的污泥，其含砂量分别为22.71％和15.59％。

本方法可以快速准确的测定污泥中的含砂量，对城镇污泥的处理提供了理论依据，在环境保护及固体废弃物处理利用等领域具有广泛的应用前景；并且，本发明操作安全简单，条件温和，数据准确稳定，成本低，实验过程中无任何表面活性剂和有机试剂的添加，且反应较为彻底，绿色环保，操作过程容易控制并且技术要求不高，适合长期准确对污泥中含砂量砂的测定。