[發(fā)明專(zhuān)利]一種多孔道有機(jī)填料有效比表面積的測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010733366.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111929217B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃輝;樊璇;朱燕;許珣;任洪強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/08;G01N21/84
• 代理公司: 北京棧橋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉婷

本發(fā)明公開(kāi)了一種多孔道有機(jī)填料有效比表面積的測(cè)定方法，屬于生物膜法污水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的步驟為：一、測(cè)定填料堆積容重ρ_b；二、測(cè)定填料密度ρ_a；三、平均壁厚測(cè)定d；四、根據(jù)ρ_b，ρ_a，d計(jì)算填料總比表面積；五、確認(rèn)能夠?yàn)樯锬ぬ峁┯行Ц街臻g的填料表面，根據(jù)總比表面積計(jì)算有效比表面積。本發(fā)明有效解決生物膜填料比表面積測(cè)定操作繁瑣、誤差大的問(wèn)題，方法操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確性高，并且可以計(jì)算填料有效比表面積，為工程填料篩選、性能評(píng)估等提供科學(xué)依據(jù)，具有廣闊推廣應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物膜法污水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種多孔道有機(jī)填料有效比表面積的測(cè)定方法。

背景技術(shù)

生物膜法具有生物量高、耐沖擊負(fù)荷、剩余污泥少等優(yōu)點(diǎn)，在污(廢)水的二級(jí)和深度處理，以及微污染水的生物預(yù)處理中獲得廣泛應(yīng)用。填料是生物膜法水處理技術(shù)的核心之一，它的性能直接影響到生物處理工藝的效率、能耗和穩(wěn)定性。多孔道有機(jī)填料(材質(zhì)為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚乙烯醇縮醛(PVF)及各種改性材質(zhì)等)具有比表面積大、易懸浮流化、污染物去除率高、更換方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在世界各國(guó)污(廢)水處理活性污泥法的提標(biāo)升級(jí)及移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器等工藝、設(shè)備和工程中得到大范圍應(yīng)用。

填料表面是微生物的附著場(chǎng)所，一般情況下，填料的有效比表面積越大，所提供的氣液傳質(zhì)面積則越大，微生物在填料表面的附著生長(zhǎng)及對(duì)污染物的降解轉(zhuǎn)化則更易進(jìn)行，因此，科學(xué)確定填料有效比表面積具有重要意義。現(xiàn)有的多孔道有機(jī)填料有效比表面積的測(cè)定，往往是依托千分尺、游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具、對(duì)填料展開(kāi)/鋪開(kāi)后的平面尺寸測(cè)定、轉(zhuǎn)化計(jì)算或估算得到，操作繁瑣、經(jīng)驗(yàn)化、誤差大，導(dǎo)致企業(yè)或第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)多孔道有機(jī)填料產(chǎn)品性能的驗(yàn)證難以進(jìn)行，亟需高效、準(zhǔn)確的測(cè)定方法支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)多孔道有機(jī)填料比表面積測(cè)定操作繁瑣、誤差大的問(wèn)題，提供了一種基于填料堆積容重、填料密度和平均壁厚、工業(yè)顯微鏡-圖像分析法的測(cè)定和計(jì)算方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種多孔道有機(jī)填料有效比表面積的測(cè)定方法，包括以下步驟：

步驟1：將填料自然堆積于固定體積容器中，稱取填料質(zhì)量，測(cè)得單位體積填料質(zhì)量即填料堆積容重ρ_b；

步驟2：采用浸漬法測(cè)定填料密度ρ_a；

步驟3：采用工業(yè)顯微鏡-圖像分析法測(cè)定填料平均壁厚d；

步驟4：按照公式(6)計(jì)算填料總比表面積：

S＝(2×ρ_b)/(d×ρ_a)······(6)

式(6)中：S為填料總比表面積，單位為m²/m³；d為填料平均壁厚，單位為mm；ρ_b為堆積容重，單位為kg/m³；ρ_a為填料密度，單位為g/cm³；

步驟5：確認(rèn)能夠?yàn)樯锬ぬ峁┯行Ц街臻g的填料表面，根據(jù)總比表面積計(jì)算有效比表面積。

進(jìn)一步地，步驟1中所述填料堆積容重的測(cè)定方法為：將填料自然堆積于正方體箱體中，使填料堆積平面與箱體上平面平齊，稱取填料質(zhì)量，重復(fù)3次，按照公式(1)計(jì)算其算數(shù)平均值，即為填料堆積容重；

ρ_b＝(m₁+m₂+m₃)/(3×L³)······(1)