专利名称：一种工业或城市污水污泥结合水形态及含量测量装置的制作方法
技术领域：
本发明属污水处理技术领域，特别是涉及一种工业或城市污水污泥结合水形态及
含量测量装置。
背景技术：
在工业污水和城市污水处理过程中，会产生大量的污泥。污泥中含有大量的水分，根据水分结合态的不同，可分为自由水、间隙水、表面结合水、分子结合水。这四种结合态的水分根据其结合能由强到弱依次为分子结合水>表面结合水>间隙水>自由水。污泥水分的结合形态对于污泥的后续脱水和干化处理有着重要的影响，例如自由水含量越高，污泥越容易脱水；反之，分子结合水含量越高，污泥越难脱水。此外，不同来源的污泥中，各种结合态水分所占比例也各不相同。因此，测量污泥的水分结合态很有必要。然而，目前市面上并没有一种针对污泥水分结合态的分析测量装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工业或城市污水污泥结合水形态及含量测量装置，用于测量工业或城市污水污泥中自由水、间隙水、表面结合水、分子结合水的含量，解决了目前工业应用和科研工作中污泥结合水形态测量难的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种工业或城市污水污泥结合水形态及含量测量装置，包括低温失重箱、分析天平、温度控制仪、加热电阻丝、温度传感器、导流风扇，所述的低温失重箱外围由保温材料包覆，顶部一侧设有盖子，所述的盖子后端与低温失重箱顶板相连，前端位于低温失重箱侧板上方并设有箱扣，所述的盖子前端与侧板之间设有密封材料；所述的低温失重箱侧面一侧伸入进气管，另一侧伸入出气管，所述的出气管上设有空气止回阀；所述的低温失重箱下方设有分析天平，所述的分析天平探头伸入低温失重箱内，探头末端上方放置托盘，所述的托盘内放置待测污泥样品；所述的低温失重箱配有温度控制仪，所述的温度控制仪通过导线分别连接位于低温控制箱内的加热电阻丝和温度传感器；所述的低温失重箱顶部设有导流风扇，所述的导流风扇通过位于低温失重箱顶板上方的电机带动。所述的盖子后端通过铰链合页与低温失重箱顶板相连。所述的进气管连接气体流量计，所述的气体流量计另一端连接压缩空气罐，所述的压缩空气罐出气口设有减压阀。所述的分析天平数据线连接计算机。所述的温度控制仪通过支架设置于低温失重箱顶板上方。所述的电机为调速电机。
_0] 有益.效果本发明用于测量工业或城市污水污泥中自由水、间隙水、表面结合水、分子结合水的含量，装置结构合理且简洁、测量精度高、操作方便、安全可靠、实用性强，具有广阔的应用前景。
图I为本发明整体结构示意图；图2为污泥失重曲线图； I.低温失重箱 2.保温材料 3.盖子 4.铰链合页 5.密封材料 6.箱扣7.进气管8.出气管 9.空气止回阀 10.压缩空气罐 11.减压阀 12.气体流量计13.加热电阻丝14.温度传感器15.导线16.温度控制仪17.导流风扇18.电机19.分析天平20.探头21.托盘22.待测污泥样品23.计算机
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。如图I所示，本发明包括低温失重箱I、分析天平19、温度控制仪16、加热电阻丝13、温度传感器14、导流风扇17，所述的低温失重箱I外围由保温材料2包覆，顶部一侧设有盖子3，所述的盖子3后端与低温失重箱I顶板相连，前端位于低温失重箱I侧板上方并设有箱扣6，所述的盖子3前端与侧板之间设有密封材料5 ;所述的低温失重箱I侧面一侧伸入进气管7，另一侧伸入出气管8，所述的出气管8上设有空气止回阀9 ;所述的低温失重箱I下方设有分析天平19，所述的分析天平19探头20伸入低温失重箱I内，探头20末端上方放置托盘21，所述的托盘21内放置待测污泥样品22 ;所述的低温失重箱I配有温度控制仪16，所述的温度控制仪16通过导线15分别连接位于低温控制箱I内的加热电阻丝13和温度传感器14 ;所述的低温失重箱I顶部设有导流风扇17，所述的导流风扇17通过位于低温失重箱I顶板上方的电机18带动。所述的盖子3后端通过铰链合页4与低温失重箱I顶板相连。所述的进气管7连接气体流量计12，所述的气体流量计12另一端连接压缩空气罐10，所述的压缩空气罐10出气口设有减压阀11。所述的分析天平19数据线连接计算机23。所述的温度控制仪16通过支架设置于低温失重箱I顶板上方。所述的电机18为调速电机。本发明采用的低温失重箱I为一个密封的箱体，整个箱体外围由保温材料2包覆，顶部有一个可开启的盖子3，用于待测污泥样品22的进样和取样，盖子3和箱体之间由铰链合页4连接，盖子3和箱体之间接触的部位设有密封材料5，防止箱体泄漏，当盖子3关闭时，由箱扣6扣紧密封；箱体的一侧伸入进气管7，另一侧伸入出气管8，为防止环境气体进入低温失重箱I，在出气管8上装有空气止回阀9 ;低温失重箱I下方放置一台电子分析天平19，电子分析天平19的探头20伸入低温失重箱I内，探头20端部置有一托盘21，托盘21内放置待测污泥样品22 ;低温失重箱I内布置了一组加热电阻丝13和一只温度传感器14，加热电阻丝13和温度传感器14分别通过导线15连接放置在低温失重箱I顶部的温度控制仪16，加热电阻丝13用于加热低温失重箱I内的空气温度，温度传感器14用于测量低温失重箱I内的温度，温度控制仪16根据温度传感器14所测得的温度来调节加热电阻丝13的加热功率；为了使箱体内温度场更加均匀，布置了一个导流风扇17，导流风扇17由放 置在低温失重箱I顶部上方的电机18带动。相关附属部件包括压缩空气罐10、减压阀11、气体流量计12、计算机23，压缩空气罐10连接气体流量计12，气体流量计12连接低温失重箱I进气管7，压缩空气罐10出气口设有减压阀11，压缩空气罐10为低温失重箱I提供干燥空气，压缩空气由减压阀11减压，由气体流量计12调节出气流量；电子分析天平19的数据线连接计算机23，由计算机23实时记录待测污泥样品22的重量数据。测量过程中，先开启电子分析天平19和计算机23，称取约5克质量的待测污泥样品22，打开盖子3，将待测污泥样品22放入托盘21内，关闭盖子3，扣上箱扣6。然后，打开空气压缩罐10的开关，打开减压阀11对压缩空气进行减压，调节气体流量计12，将空气的流量调节为200毫升每分钟，开启温度控制仪16，启动加热电阻丝13，将加热温度调为30°C，启动调速电机18，将导流风扇17的转速调为60转每分钟。利用计算机23实时记录污泥重量的变化，将计算机23自动记录的时间间隔设为I分钟，当污泥的重量不再发生变化时，将加热温度调至105°C，直至污泥重量不再变化为止。污泥的含水率和失重速率根据下列公式计算Μι = % ^ X100%
mr
■mI ~ mr+l叫=——-——式中，Mi为第i次记录时对应的污泥含水率(％ )，Hii为第i次记录时对应的污泥质量(kg), mE为待测污泥样品22在105°C下干燥后最终质量(kg),埤为第i次记录时对应的污泥失重速率(kg/s) ,mi+1为第i+1次记录时对应的污泥质量(kg)，t为两次记录的时间间隔(S)。根据污泥的含水率和失重速率，可以作出纵坐标为失重速率，横坐标为含水率的曲线。如图2所示，根据曲线的形状，将污泥的失重速率曲线分为A-B、B-C、C_D和D-E等四段，A-B段为恒速率区，所失去的水分为自由水；B-C段为一次降速区，所失去的水分为间隙水；C-D段为二次降速区，所失去的水分为表面结合水；D-E段为零速率区，所对应的水分为分子结合水。不同水分的含量由下列公式计算m 自由=mA_mBm 间隙=mB-mcm_=mc-mDm 分子=mD-mE式中，111自^、1]1_$、1]1#55和1]18^分别表不污泥中的自由水含量、间隙水含量、表面结合水含量和分子结合水含量；mA为污泥在A点时的质量，也是污泥的初始质量；mB、mc和mD分别为污泥在B点、C点和D点时的质量；mE为污泥在E点时的质量,也是污泥的最终质量。
权利要求
1.一种エ业或城市污水污泥结合水形态及含量測量装置，包括低温失重箱(I)、分析天平(19)、温度控制仪(16)、加热电阻丝(13)、温度传感器(14)、导流风扇(17)，其特征在于所述的低温失重箱⑴外围由保温材料⑵包覆，顶部ー侧设有盖子(3)，所述的盖子(3)后端与低温失重箱(I)顶板相连，前端位于低温失重箱(I)侧板上方并设有箱扣(6)，所述的盖子(3)前端与侧板之间设有密封材料(5);所述的低温失重箱(I)侧面ー侧伸入进气管(7)，另ー侧伸入出气管(8)，所述的出气管(8)上设有空气止回阀(9);所述的低温失重箱(I)下方设有分析天平(19)，所述的分析天平(19)探头(20)伸入低温失重箱(I)内，探头(20)末端上方放置托盘(21)，所述的托盘(21)内放置待测污泥样品(22);所述的低温失重箱(I)配有温度控制仪(16)，所述的温度控制仪(16)通过导线(15)分别连接位于低温控制箱(I)内的加热电阻丝(13)和温度传感器(14);所述的低温失重箱(I)顶部设有导流风扇(17)，所述的导流风扇(17)通过位于低温失重箱(I)顶板上方的电机(18)带云力。
2.如权利要求I所述的ー种エ业或城市污水污泥结合水形态及含量測量装置，其特征在于所述的盖子(3)后端通过铰链合页(4)与低温失重箱(I)顶板相连。
3.如权利要求I所述的ー种エ业或城市污水污泥结合水形态及含量測量装置，其特征在于所述的进气管(7)连接气体流量计(12)，所述的气体流量计(12)另一端连接压缩空气罐(10)，所述的压缩空气罐(10)出气ロ设有减压阀(11)。
4.如权利要求I所述的ー种エ业或城市污水污泥结合水形态及含量測量装置，其特征在于所述的分析天平(19)数据线连接计算机(23)。
5.如权利要求I所述的ー种エ业或城市污水污泥结合水形态及含量測量装置，其特征在于所述的温度控制仪(16)通过支架设置于低温失重箱(I)顶板上方。
6.如权利要求I所述的ー种エ业或城市污水污泥结合水形态及含量測量装置，其特征在于所述的电机(18)为调速电机。
全文摘要
本发明涉及一种工业或城市污水污泥结合水形态及含量测量装置，包括低温失重箱、分析天平、温度控制仪、加热电阻丝、温度传感器、导流风扇，所述的低温失重箱外围由保温材料包覆，顶部一侧设有盖子；所述的低温失重箱侧面一侧伸入进气管，另一侧伸入出气管；所述的分析天平探头末端上方放置托盘；所述的温度控制仪通过导线分别连接位于低温控制箱内的加热电阻丝和温度传感器；所述的低温失重箱顶部设有导流风扇。本发明用于测量工业或城市污水污泥中自由水、间隙水、表面结合水、分子结合水的含量，装置结构合理且简洁、测量精度高、操作方便、安全可靠、实用性强，具有广阔的应用前景。
文档编号G01N5/04GK102628784SQ20121010938
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者吴双凤, 王晓磊, 苏亚欣, 邓文义 申请人:东华大学