[發明專利]一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 201810019463.0
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN107957394A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 鄧文義;蘇亞欣
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 宋纓,孫健

技術領域

本發明屬污泥高溫粘附力和結團力的測試技術領域，特別是涉及一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置及測試方法。

背景技術

隨著我國污水排放總量的不斷提升，市政及工業機械脫水污泥(以下簡稱“濕污泥”)的排放量也持續增加。截至目前，我國濕污泥年排放量已超過4千萬噸，預計2020年將達到6～9千萬噸。濕污泥的干化處理是完成污泥減量化和穩定化，并實現污泥資源化利用的重要手段。濕污泥經干化后，污泥體積大幅降低，形成了顆粒或粉狀穩定產品。所以無論焚燒、農業利用還是熱能利用，都要求對污泥進行干化處理。

大量的工程實踐及研究表明，在污泥干化過程中，隨著含水率降低，污泥逐漸變得粘稠，通常將污泥含水率為45～65％的區間稱為“粘滯區”。在粘滯區內，污泥具有很強的粘附力，粘附在干化機表面難以脫落，使得干化機的傳熱阻力大幅提升，降低了干化效率。此外，粘滯區內的污泥還具有很大的結團力，污泥攪拌難度大，使得干化機的機械能耗大幅提升，嚴重的甚至阻礙干化機正常工作。

因此，粘附力和結團力是表征污泥粘滯特性的兩個重要指標。典型的粘附力和結團力的測試方法是Jenike法，但該法一般只適用于顆粒狀的物料，對于粘稠狀的污泥適用度不高；Jenike法針對粘附力和結團力要分開測量，測量過程較繁瑣；此外，Jenike法只適用于常溫測量，這是因為一旦加熱后物料水分就會散失，測量值就失去了意義。由于污泥在熱力干化過程中的溫度接近水的蒸發溫度(100℃)，因此只有測量達到或接近污泥實際干化溫度下的粘附力和結團力，才對工程實際更有指導意義。

目前為止，尚無針對污泥在高溫條件下的粘附力和結團力的測試裝置。僅專利CN202994610涉及污泥粘附性的測量，但該裝置只能粗略測量污泥在金屬壁面的粘附質量，無法測量污泥的粘附力和結團力。鑒于污泥粘附力和結團力測試對污泥熱力干化工程實際的重要指導意義，本發明專利公開了一種污泥高溫粘附力和結團力的測試方法及裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置及測試方法，解決目前為止，尚無針對污泥在高溫條件下的粘附力和結團力的測試裝置的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，包括測量筒、壓塊、電子天平、步進電機、支撐架、測試平臺和溫控表，其中所述支撐架和步進電機均固定在測試平臺上，所述電子天平設置在步進電機上方、支撐架上，所述壓塊通過掛鉤安裝在電子天平下端，所述壓塊下端設有吊桿，所述壓塊下端、吊桿內設有壓塊螺絲，所述測量筒通過掛桿設置在吊桿下端，所述測量筒外壁設有保溫層，所述測量筒下端設有中空螺帽，用于支撐測量活塞，所述測量筒內設有密封活塞、測量活塞和溫度計，所述密封活塞包括密封軸、活塞頭、密封圈和加熱片，所述密封軸上端安裝在吊桿內、在吊桿內上下移動，所述密封軸下端與活塞頭連接，所述密封圈設置在活塞頭上，所述活塞頭下端設有加熱片，所述加熱片通過加熱電源線與溫控表連接，所述測量活塞設置在密封活塞下端、通過伸縮桿與步進電機連接，所述測量活塞用于放置污泥樣品，所述溫度計穿過測量活塞、插進污泥樣品內，所述溫度計通過電源線與溫控表連接。

本發明的進一步技術方案是，所述支撐架為“Γ”形不銹鋼支架。

本發明的又進一步技術方案是，所述吊桿為內部中空結構、下端開口處設有法蘭，

本發明的再進一步技術方案是，所述密封軸通過雙頭螺帽安裝在吊桿內。

本發明的再進一步技術方案是，所述伸縮桿上升、下降速度為0.5～2厘米/秒。

本發明的再進一步技術方案是，所述污泥樣品通過污泥制樣模具制作，所述污泥制樣模具包括制樣筒、底座壓桿和砝碼，所述制樣筒設置在底座上，所述制樣筒內用于放置污泥樣品，所述壓桿插進制樣筒內、設置在污泥樣品上端，所述壓桿上端設有砝碼，用于壓制污泥樣品。

本發明的再進一步技術方案是，所述溫度計探頭直徑小于等于2毫米，且溫度計插入污泥樣品的深度為污泥樣品高度的1/10～1/5。

本發明的再進一步技術方案是，所述測量筒內徑為1～5厘米、材質為不銹鋼。

本發明的更進一步技術方案是，所制污泥樣品外徑比測量筒內徑大0.1～1.0毫米。

一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置測試方法，其中包括以下步驟：

(a)將制樣筒固定在底座上，稱取已知質量和含水率的污泥樣品，并將污泥樣品加入到制樣筒中，通過壓桿和砝碼將污泥樣品壓制成圓柱形；