[发明专利]一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法

说明书

本发明公开了一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法，属于生物膜法污水处理技术领域。本发明的步骤为：一、测定填料堆积容重ρ_b；二、测定填料密度ρ_a；三、平均壁厚测定d；四、根据ρ_b，ρ_a，d计算填料总比表面积；五、确认能够为生物膜提供有效附着空间的填料表面，根据总比表面积计算有效比表面积。本发明有效解决生物膜填料比表面积测定操作繁琐、误差大的问题，方法操作简便、准确性高，并且可以计算填料有效比表面积，为工程填料筛选、性能评估等提供科学依据，具有广阔推广应用前景。

技术领域

本发明涉及生物膜法污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法。

背景技术

生物膜法具有生物量高、耐冲击负荷、剩余污泥少等优点，在污(废)水的二级和深度处理，以及微污染水的生物预处理中获得广泛应用。填料是生物膜法水处理技术的核心之一，它的性能直接影响到生物处理工艺的效率、能耗和稳定性。多孔道有机填料(材质为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚乙烯醇缩醛(PVF)及各种改性材质等)具有比表面积大、易悬浮流化、污染物去除率高、更换方便、使用寿命长等优点，在世界各国污(废)水处理活性污泥法的提标升级及移动床生物膜反应器等工艺、设备和工程中得到大范围应用。

填料表面是微生物的附着场所，一般情况下，填料的有效比表面积越大，所提供的气液传质面积则越大，微生物在填料表面的附着生长及对污染物的降解转化则更易进行，因此，科学确定填料有效比表面积具有重要意义。现有的多孔道有机填料有效比表面积的测定，往往是依托千分尺、游标卡尺等测量工具、对填料展开/铺开后的平面尺寸测定、转化计算或估算得到，操作繁琐、经验化、误差大，导致企业或第三方检测机构对多孔道有机填料产品性能的验证难以进行，亟需高效、准确的测定方法支撑。

发明内容

本发明针对多孔道有机填料比表面积测定操作繁琐、误差大的问题，提供了一种基于填料堆积容重、填料密度和平均壁厚、工业显微镜-图像分析法的测定和计算方法。

本发明的技术方案为：一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法，包括以下步骤：

步骤1：将填料自然堆积于固定体积容器中，称取填料质量，测得单位体积填料质量即填料堆积容重ρ_b；

步骤2：采用浸渍法测定填料密度ρ_a；

步骤3：采用工业显微镜-图像分析法测定填料平均壁厚d；

步骤4：按照公式(6)计算填料总比表面积：

S＝(2×ρ_b)/(d×ρ_a)······(6)

式(6)中：S为填料总比表面积，单位为m²/m³；d为填料平均壁厚，单位为mm；ρ_b为堆积容重，单位为kg/m³；ρ_a为填料密度，单位为g/cm³；

步骤5：确认能够为生物膜提供有效附着空间的填料表面，根据总比表面积计算有效比表面积。

进一步地，步骤1中所述填料堆积容重的测定方法为：将填料自然堆积于正方体箱体中，使填料堆积平面与箱体上平面平齐，称取填料质量，重复3次，按照公式(1)计算其算数平均值，即为填料堆积容重；

ρ_b＝(m₁+m₂+m₃)/(3×L³)······(1)