多孔道有机填料有效比表面积的测定方法与制作流程

图片简介:
技术介绍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。本技术的步骤为:一、测定填料堆积容重ρb;二、测定填料密度ρa;三、平均壁厚测定d;四、根据ρb,ρa,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。本技术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。
技术要求
1.一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法,其特征在于,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
ρb;
步骤2:采用浸渍法测定填料密度ρa;
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×ρb)/(d×ρa) (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;ρb为堆积容重,单位为kg/m3;ρa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。
2.如权利要求1所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法,其特征在于,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;
ρb=(m1+m2+m3)/(3×L3) (1)
式中:ρb为堆积容重,单位为kg/m3;m1为单位堆积体积填料第一次称量质量,单位为kg;m2为单位堆积体积填料第二次称量质量,单位为kg;m3为单位堆积体积填料第三次称量质量,单位为kg。
3.如权利要求1所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法,其特征在于,步骤2中所述填料密度的测定方法为:采用直径不大于0.5mm的金属丝将填料悬挂在空中,称量填料在空气中的质量;用系有重锤的金属丝悬挂填料浸入放在固定支架上装满浸渍液的烧杯里,并用金属丝除去粘附在填料上的气泡,称量填料在浸渍液中的质量,填料密度计算公式(2)如下所示:
式(2)中:ρa为填料密度,单位为g/cm3;mS,A为填料在空气中的质量,单位为g;ρL为浸渍液的密度,单位为g/cm3;mK,L为重锤在浸渍液中的表观质量,单位为g;mS+K,L为填料加重锤在浸渍液中的表观质量,单位为克g。
4.如权利要求3所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法,其特征在于,所述浸渍液为蒸馏水或去离子水,或含有体积浓度不大于0.1%润湿剂的蒸馏水或去离子水。
5.如权利要求1所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法,其特征在于,步骤3中所述工业显微镜-图像分析法测定填料平均壁厚的步骤包括:
S1:采用工业显微镜对填料样品的图像进行采集和存储;
S2:将填料样品根据相同特征整体划分为一个部,再以每个部中最小重复单位作为取样段的方法对S1中的图像进行分析;
S3:利用图像处理软件分别读取S2中取样段的厚度和长度数据,取样段的厚度为该段测得的最大和最小厚度值的算术平均值;
S4:根据公式(3)-(5)计算填料平均壁厚:
式(3)、(4)、(5)中:d为填料的平均壁厚,单位为mm;Lx为每个分部的长度,单位为mm;dx为每个分部的平均壁厚,单位为mm;x为各个分部,用a、b、c、d….表示;Sx为每个分部的总段数;fn为各个分段的长度,单位为mm;fn′为各个分段的厚度,单位为mm;n为取样的段数。
6.如权利要求5所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法,其特征在于,S2中取样段采用等距取样法取样,取样数n根据部的总段数确定,当Sx≤10,n不得低于总段数的50%;当10<Sx<50,n不得低于总段数的20%;当Sx≥50,n可取总段数的10%。
7.如权利要求5所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法,其特征在于,步骤5所述有效附着空间是指:填料内表面积、内部构型表面积以填料外部受保护的褶皱处面积,有效比表面积计算公式如公式(7)所示:
式(7)中,Se为有效比表面积,单位为m2/m3;S为总比表面积,单位为m2/m3;Lin为填料外圈无效表面积的长度,单位为mm。
技术说明书
简易信号发生器一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法
技术领域
本技术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。
技术内容
本技术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。
本技术的技术方案为: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
ρb;
步骤2:采用浸渍法测定填料密度ρa;
步骤3:采用工业显微镜-图像分析法测定填料平均壁厚d;
防伪打印机
工程车辆步骤4:按照公式(6)计算填料总比表面积:
S=(2×ρb)/(d×ρa) (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;ρb为堆积容重,单位为kg/m3;ρa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。米饭碗
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;
ρb=(m1+m2+m3)/(3×L3) (1)
低频声波吹灰器式中:ρb为堆积容重,单位为kg/m3;m1为单位堆积体积填料第一次称量质量,单位为kg;m2为单位堆积体积填料第二次称量质量,单位为kg;m3为单位堆积体积填料第三次称量质量,单位为kg。
进一步地,步骤2中所述填料密度的测定方法为:采用直径不大于0.5mm的金属丝将填料悬挂在空中,称量填料在空气中的质量;用系有重锤的金属丝悬挂填料浸入放在固定支架上装满浸渍液的烧杯
里,并用金属丝除去粘附在填料上的气泡,称量填料在浸渍液中的质量,填料密度计算公式(2)如下所示:
式(2)中:ρa为填料密度,单位为g/cm3;mS,A为填料在空气中的质量,单位为g;ρL为浸渍液的密度,单位为g/cm3;mK,L为重锤在浸渍液中的表观质量,单位为g;mS+K,L为填料加重锤在浸渍液中的表观质量,单位为克g。
更进一步地,所述浸渍液为蒸馏水或去离子水,或含有体积浓度不大于0.1%润湿剂的蒸馏水或去离子水。
8gggg进一步地,步骤3中所述工业显微镜-图像分析法测定填料平均壁厚的步骤包括:

本文发布于:2024-09-23 18:17:42,感谢您对本站的认可!

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