[发明专利]一种结合水含量的快速测量方法

说明书

本发明公开了一种结合水含量的快速测量方法。该方法的原理及测试过程如下：(1)利用热分析仪测试待测样品如污泥的DSC曲线，得到污泥从室温降至‑30℃的凝固热Q；(2)污泥由‑30℃升到105℃恒温10分钟，能使样品的水分完全失去，利用热分析仪待测样品的TG曲线，得到样品的含水率W_t；(3)DSC曲线和TG曲线通过程序温度控制一步完成，一次测试得到样品的Q和W_t；(4)样品结合水含量计算公式为：式中W_b为样品的结合水含量(kg/kgDS)；W_t为样品的含水率(％)；Q为样品的凝固热(J/g)；ΔH为水的标准凝固热(334.7J/g)。本发明用于快速测量污泥结合水含量，为指导污泥的调质与深度脱水，实现污泥的资源化利用提供技术支持，对节约资源，保护环境，具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及结合水含量的测定，涉及一种结合水含量的快速测量方法。

背景技术

结合水含量是评价脱水难度的技术指标之一，准确快速地测定污泥、牛奶、黏土等物质中的结合水含量具有重要意义，尤其是对污泥而言意义更为重大。污泥是水处理过程中形成的以有机物为主要成分的泥状物质，由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机和无机颗粒组成的集合体，含有大量的水分及难降解的有机物、重金属和盐类、病原菌、寄生虫卵等，其成分非常复杂。污泥中水分根据存在形式和结合方式的不同，可细分为自由水、间隙水、表面结合水和内部结合水，常用的水分测量方法简单的把水区分为自由水和结合水。结合水与固体颗粒间存在键结，活动能力较低，需要机械力或化学反应才能移除，而自由水不受固体颗粒束缚，可通过浓缩或机械脱水从污泥中分离出来。污泥结合水含量越高，污泥脱水越困难，因此，污泥结合水含量是评价污泥脱水难易程度的重要技术指标，对指导污泥调质与深度脱水及其资源化利用有重要意义。

随着世界经济的高速发展以及污水处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产量与日俱增。如果污泥得不到恰当的处理，将会给环境与生态造成严重的二次污染。为此，污泥的深度脱水及其资源化利用成为污水处理领域急需解决的关键技术难题。而污泥结合水含量是污泥脱水处理难易程度的重要指标之一，对选择污泥脱水方法和工艺有重要的指导作用，因此，创新一种准确、快速测试污泥结合水含量的方法有重要的意义。

目前，污泥结合水的测量方法较多，主要包括了热干燥法、膨胀计法、 TG-DTA法、抽滤法、压滤法和水活度法等，但存在测试时间长、误差大等缺陷，因此，如何快速、准确地测量污泥结合水的含量是污泥资源化利用领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合水含量的快速测量方法，主要测量对象是污泥，能够为指导污泥调质与深度脱水，实现污泥的高效资源化利用提供技术支持。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种结合水含量的快速测量方法，包括以下原理及步骤：

(1)利用热分析仪测试待测样品的DSC曲线，得到待测样品从室温降至 -30℃的凝固热Q；

(2)由-30℃升到105℃恒温10分钟以上，能使待测样品的水分完全失去，利用热分析仪测试待测样品的TG曲线，得到待测样品的含水率W_t；

(3)DSC曲线和TG曲线通过程序温度控制一步完成，一次测试得到待测样品的Q和W_t；

(4)待测样品结合水含量计算公式为：式中W_b为待测样品结合水含量(kg/kgDS)；W_t为待测样品含水率(％)；Q为待测样品的凝固热(J/g)；ΔH为水的标准凝固热(334.7J/g)。

进一步地，待测样品为污泥、牛奶或黏土，每次待测样品的质量为10±1mg。