隨著(zhù)我國工業(yè)生產(chǎn)規模日益增大,生產(chǎn)系統會(huì )產(chǎn)生大量污水,且水質(zhì)與生活污水差異較大,各種工業(yè)廢水的處理成為了各行業(yè)研究的重點(diǎn)。目前普遍采用活性污泥法作為廢水處理的重要工藝環(huán)節之一。生化污泥的有機物含量作為指導污水生化系統運行的重要指標,檢測準確性將影響其對系統運行的指導效果。工業(yè)廢水中常常具有高濃度鹽分,采用城市污水處理廠(chǎng)污泥檢驗方法測定污泥有機物含量時(shí),高濃度鹽分會(huì )影響污泥有機物含量檢測結果。
本實(shí)驗主要對粘膠纖維生產(chǎn)高鹽廢水生化污泥有機物含量進(jìn)行修正,從而提高其對污水生化系統運行指導的準確性。
一、檢測實(shí)驗
1.1 設備與儀器
TDZ5-WS離心機,湖南湘儀實(shí)驗室儀器開(kāi)發(fā)有限公司
SXC-12-16一體化程控高溫爐,杭州藍天儀器有限公司
101A-3B電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司
ME204E電子天平(精確度0.1mg),梅特勒托利多儀器(上海)有限公司。
1.2 重量法測定污泥有機固體
1.2.1 測定原理
將混合均勻的污泥樣品,放在稱(chēng)至恒重的瓷坩堝內,將其放入烘箱干燥至恒重,然后放入高溫爐內進(jìn)行灼燒,根據重量差值計算有機物含量,用有機物含量來(lái)對污水有機物污染程度進(jìn)行間接評價(jià)。
1.2.2 實(shí)驗步驟
1.2.2.1 取足量具有代表性的氧化溝生化污泥,剔除其中各類(lèi)大型纖維等有機雜質(zhì)和大小碎石等無(wú)機雜質(zhì),采集的樣品盡快分析測定。如需放置,應貯存在4℃冷藏冰箱中,保存時(shí)間不超過(guò)24h。
1.2.2.2 將干凈的瓷坩堝放入烘箱中干燥2h,取出放在干燥器中,冷卻至平衡溫度后稱(chēng)重,重復烘干稱(chēng)重至兩次稱(chēng)重相差不大于0.4mg,記錄此時(shí)坩堝重量為m1。
1.2.2.3 用已稱(chēng)至恒重的坩堝在天平上稱(chēng)取約10g的污泥樣品。
1.2.2.4 將盛有污泥樣品的瓷坩堝放在水鍋上蒸,待其中水分蒸發(fā)近干,將其移入105℃烘箱內烘干2h,取出放入干燥器內,冷卻至平衡溫度后稱(chēng)重,反復幾次,直到恒重為m2。
1.2.2.5 將烘干后的污泥和瓷坩堝一同放入高溫爐中,隨爐升溫至(550±50)℃開(kāi)始計時(shí)灼燒2h,待爐內溫度降至200℃左右時(shí)取出,放入干燥器,在干燥器中冷卻至平衡溫度后稱(chēng)重,記錄此時(shí)坩堝重量為m3。
1.2.3 計算
污泥中有機物含量ω的數值,以%表示,按式(1)計算:
式中:
m1—恒重瓷坩堝的質(zhì)量,單位為克(g),
m2—恒重瓷坩堝加烘干后樣品的質(zhì)量,單位為克(g),
m3—恒重瓷坩堝加灼燒后樣品的質(zhì)量,單位為克(g)。
計算結果保留兩位小數。
1.3 修正高鹽濃度影響后的污泥有機物含量檢測
1.3.1 測定原理
當泥樣含水中含有大量溶解鹽時(shí),采用水浴蒸干與烘箱烘干的組合處理方法存在誤差,其中泥樣含水中的溶解鹽分會(huì )直接殘留在烘干泥樣中。采用離心脫水加烘箱烘干的組合處理方法,測定離心脫出水的含鹽濃度,通過(guò)計算將剩余泥樣含水中的溶解鹽排除。
混合均勻的污泥樣品離心后,將上清液移至恒重的燒杯中,污泥移至恒重的瓷坩堝中,均放入105℃烘箱內烘至恒重,根據重量差值計算上清液含鹽量和離心后污泥的含水量,然后將瓷坩堝放入高溫爐內進(jìn)行灼燒,根據修正后的重量差值計算有機物含量。
1.3.2 實(shí)驗步驟
1.3.2.1 將洗凈的燒杯放置于105℃烘箱中烘干2h,放入干燥器冷卻至平衡溫度后稱(chēng)重,重復烘干稱(chēng)重直至兩次稱(chēng)重相差小于等于0.4mg,記此時(shí)燒杯重量為m1。
1.3.2.2 將干凈的坩堝放入烘箱中干燥兩小時(shí),取出放在干燥器中,冷卻至平衡溫度后稱(chēng)重,重復烘干稱(chēng)重至兩次稱(chēng)重相差不大于0.4mg,記錄此時(shí)坩堝重量為m2。
1.3.2.3 備用潔凈干燥的離心管稱(chēng)重,取充分混合均勻的生化污泥樣品裝入潔凈干燥的離心管中,離心管前后重量差為m3,3000r/min轉速下離心3min,將離心后管中上清液倒入燒杯中,記錄此時(shí)燒杯重量為m4,用去離子水沖洗離心管兩次,將污泥樣品移入坩堝中。將燒杯、坩堝移入105℃烘箱中烘干2h后移入干燥器中,冷卻至平衡溫度后稱(chēng)重,重復烘干稱(chēng)重至兩次稱(chēng)重相差不大于0.4mg,此時(shí)燒杯重量記為m5,坩堝重量記為m6。
1.3.2.4 將烘干后的污泥和瓷坩堝一同放入高溫爐中,隨爐升溫至(550±50)℃開(kāi)始計時(shí)灼燒2h,待爐內溫度降至200℃左右時(shí)取出,放入干燥器中,冷卻至平衡溫度后稱(chēng)重,此時(shí)坩堝重量記為m7。
1.3.3 計算
混合污泥離心后上清液含鹽質(zhì)量濃度ω1,以%表示,按式(2)計算:
式中:
m1—恒重燒杯的質(zhì)量,單位為克(g)
m4—恒重燒杯加離心后上清液樣品的質(zhì)量,單位為克(g)
m5—恒重燒杯加烘干后樣品的質(zhì)量,單位為克(g)
計算結果保留兩位小數。
混合污泥離心后剩余污泥中溶于水的鹽在剩余污泥中的質(zhì)量濃度ω2,以%表示,按式(3)計算:
式中:
m2—恒重坩堝的質(zhì)量,單位為克(g)
m3—混合均勻的生化泥樣品質(zhì)量,單位為克(g)
m6—恒重坩堝加離心后污泥樣品烘干后的質(zhì)量,單位為克(g)
計算結果保留兩位小數。
修正后污泥中有機固體含量ω3的數值,以%表示,按式(4)計算:
式中:
m7—恒重坩堝加離心后的污泥灼燒后的質(zhì)量,單位為克(g)
計算結果保留兩位小數。
二、實(shí)驗結果及分析
2.1 實(shí)驗結果
取不同氧化溝污泥樣品1、樣品2、樣品3,且每個(gè)樣品均做兩個(gè)平行樣,每一樣品稱(chēng)取10g。按照1.2.2和1.3.2實(shí)驗步驟分別處理每一樣品。按照1.2.3和1.3.3分別計算未修正污泥有機物含量和修正后污泥有機物含量,檢測結果如表1所示。
2.2 結果分析
從表1可以看出,污泥有機物含量檢測結果在經(jīng)過(guò)修正后增加明顯。樣品1有機物含量由55.13%增加到61.27%,有機物含量提高了6.14%,樣品2有機物含量由53.70%增加到59.61%,有機物含量提高了5.91%,樣品3有機物含量由54.20%增加到60.33%,有機物含量提高了6.13%。因為重量法不經(jīng)修正時(shí),污泥中溶于水的鹽分在利用重量法測定時(shí)會(huì )增加無(wú)機物含量,從而導致有機物含量下降,因樣品水中含鹽量高,使得數據偏差較大。生化污泥有機物含量檢測結果的較大偏差會(huì )直接影響對實(shí)際生產(chǎn)的指導。而修正以后消除了高鹽分物質(zhì)對檢測結果造成的偏差,使污泥有機物含量的檢測結果更加準確。
三、結論
采用修正后的方法對高鹽廢水生化污泥有機物含量進(jìn)行測定,與重量法相比,檢測結果明顯提高,提高幅度與所檢測生化污泥高鹽含量的程度密切相關(guān)。通過(guò)修正降低了高鹽工業(yè)污水系統污泥與城市污水系統污泥因組成差異導致的檢測偏差,改進(jìn)后的檢測方法對各種高鹽廢水運行實(shí)踐具有指導意義。( >
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