第3卷第11期環(huán)境工程學(xué)報(bào)Vol.3,No. 112009年1 1月Chinese Journal of Environmental EngineeringNov.2009城市污水廠污水污泥的熱值測(cè)定分析方法研究高旭'馬蜀2郭勁松'范瑩'(1.重慶大學(xué)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,敢慶400045;2.中煤國(guó)際工程來(lái)團(tuán)重慶設(shè)i計(jì)研究院,重慶400016)摘要建立熱力學(xué)指標(biāo)是污水生物處理過(guò)程熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)工作,目前仍缺乏污水污泥化學(xué)能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)方法。采用IKAC5000型自動(dòng)熱量計(jì)對(duì)某城市二級(jí)污水處理廠進(jìn)水.出水、初沉污泥、剩余污泥、混合污泥和脫水污泥進(jìn)行了熱值測(cè)定,樣品前處理采用103~105C烘干獲得干燥基,用苯甲酸進(jìn)行加標(biāo)問(wèn)收。參照媒的發(fā)熱敬測(cè)定方法得到樣品的高位熱值。試驗(yàn)結(jié)果顯示:出水干燥基的熱值為0.5 kJ/g, 進(jìn)水干燥基的熱值為4 kJ/g以上,各T藝段的污泥干燥其熱值較高,基本都在12 kJ/g以上,接近右江褐煤水平。測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差≤+0. 452% ,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤+0. 136%。通過(guò)同一批樣品的元素分析及Dulong公式理論推算,發(fā)現(xiàn)2種方法可得到相似的結(jié)果。關(guān)鍵詞污水污泥熱值氧彈式量熱計(jì) 元素 分析中圖分類號(hào)X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9108( 2009)11-1938-05Determination of the calorific value of wastewater and sludgefrom a municipal wastewater treatment plantGao Xu' Ma Shu2 Guo Jinsong' Fan Ying'(1. Key Laboratory of the Three Corges Reservoir Region' s Eco-Environment, Ministry of Education, Congqing University，Chongqing 400045 ,China;2. Chongqing Rearch & Design Insitute of Sino-Coal Intemational Engineering Group, Chongqing 400016 ,China)Abstract It's a primary step to establish thermodynamic indices for thermodynamic analysis of biologicalwastewater treatment processes ，unfortunately standardized measurement method for chemical energy withinwastew ater and sludge has not been developed. An automatic calorimetric method was adopted to determine calo-rific values of influent, effluent, primary sedimentary sludge, surplus sludge, mixed sludge and dehydraledsludge samples from several municipal wastewater trealment plants. The samples were dried at 103 ~ 105 C dur-ing preparing course and the quality control scheme of determination was set up. Referring to calorific valuemeasurement of coal, gross calorifie values of samples were acquired. The result indicates that the calorifie valueof effluent dry basis is0.5 kJ/g, and that of the infuent is above 4 kJ/g; moreover, the calorific values of thesludge samples are as high as above 12 kJ/g which is close to the Y oujiang lignite ' s level. The standard devia-tions (SD) of the Lest results are all less than土0.452% and the relative standard deviations ( RSD) are no morethan 0.136%。Based on the element analysis of the same set of samples , the calorific values were also calculatedwith the Dulong formula. The results of the two methods are pretty close.Key words wastewater; sludge; heat value; bomb calorimeter; element analysis污水的生物處理過(guò)程是一個(gè)包含物質(zhì)變化和能宏觀上反映污水生物處理系統(tǒng)各環(huán)節(jié)污水污泥的含量轉(zhuǎn)化2個(gè)方面的綜合過(guò)程,存在大量的化學(xué)動(dòng)力學(xué)、生物化學(xué)和熱力學(xué)現(xiàn)象,具有熱力學(xué)研究對(duì)象的基金項(xiàng)目:國(guó)家 自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50508046);教育部科學(xué)研基本特點(diǎn)"。任意時(shí)刻狀態(tài)下的熱力學(xué)體系都具究重大項(xiàng)目(308020);重慶市科委自然科學(xué)基金資助項(xiàng)備特定的性質(zhì)，需要通過(guò)溫度、壓力、體積、焓和熵等目( CSTC20098B0029 )熱力學(xué)指標(biāo)來(lái)描述。建立與傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)相收稿日期中國(guó)煤化工-06類似的熱力學(xué)指標(biāo)是污水生物處理熱力學(xué)分析的重作者簡(jiǎn)介:TYHCNMH G究工作。要從事水處理熱力要步驟。污染物能值是基本的熱力學(xué)指標(biāo),它能從E-mail:gaoxu@ cqu. edu. cn第11期高旭等:城市污水廠污水污泥的熱值測(cè)定分析方法研究1939能水平,以及整個(gè)系統(tǒng)能量的構(gòu)成,對(duì)其測(cè)試方法開(kāi)本原理 相同:將- -定量的待測(cè)物質(zhì)放人氧彈中,在充展研究是廢水生物處理熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)工作。有過(guò)量氧氣的條件下完全燃燒,其燃燒的熱效應(yīng)使在常規(guī)污水生物處理過(guò)程中,需要依靠微生物氧彈本身及其周圍的介質(zhì)和量熱計(jì)有關(guān)附件的溫度的分解代謝作用將污水污染物中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化升高,測(cè)量介質(zhì)在燃燒前后的溫度變化值ST,即可為細(xì)胞合成及維持生命所需的各類能量,釋放出熱，根據(jù)溫度的變化和測(cè)量介質(zhì)的比熱計(jì)算出測(cè)量物質(zhì)并使污染物含能水平降低或向低能態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化,從的燃燒熱。氧彈量熱計(jì)的熱容量通過(guò)在相似條件下而完成有機(jī)污染物質(zhì)層面的降解和無(wú)害化。該系統(tǒng)燃燒--定量的基準(zhǔn)量熱物苯甲酸來(lái)確定,根據(jù)試樣中微生物可利用的污染物能量目前幾乎無(wú)法用較簡(jiǎn)點(diǎn)燃 前后量熱系統(tǒng)內(nèi)水產(chǎn)生的溫升,并對(duì)點(diǎn)火熱等便的方法準(zhǔn)確測(cè)定可,但整個(gè)過(guò)程的焓變化可根據(jù)附加熱 進(jìn)行校正后即可求得試樣的彈簡(jiǎn)發(fā)熱量。從進(jìn)出生物反應(yīng)器有機(jī)物的燃燒熱值來(lái)確定。進(jìn)出反彈簡(jiǎn)發(fā)熱量中扣除硝酸形成熱和硫酸校正熱(硫酸應(yīng)器的有機(jī)物包含在進(jìn)水、出水和新增微生物(污和二氧化硫形 成熱之差)后即得高位發(fā)熱量。泥)中,而可燃物質(zhì)絕大部分為有機(jī)物。雖然可燃1.2 樣品的采集和預(yù)處理物的熱值并不能直接反映微生物可利用的能量及程本研究所用的樣品主要采自重慶市唐家沱污水度,但燃燒熱可以涵蓋所有有機(jī)物,從而能宏觀上反處理廠 , 包括污水廠進(jìn)水、出水、初沉污泥、剩余污映污水污泥的含能水平,測(cè)試也相對(duì)容易，故將其作泥、混合污泥和脫水污泥(初沉污泥為初沉池底部為污染物的含能水平指標(biāo)是適宜的。排放污泥,剩余污泥為二沉池底部排放污泥,混合污目前,對(duì)城市污水處理廠污泥的燃燒熱值分析，泥為 初沉污泥與剩余污泥在均質(zhì)池后混合得到,脫通常是基于污泥焚燒及其能量利用(如煉油、制碳水污泥為經(jīng)脫水 工藝后排放的污泥)。污泥平均含等)等目的(4),而較少用于研究污水生化反應(yīng)過(guò)程水率依次為:95. 5%、99. 2% .96. 3%和76.8%。樣的熱效應(yīng)。一般常采用彈式熱量計(jì)對(duì)物質(zhì)熱值進(jìn)行品采集時(shí)間在 2007年1月~2月,每隔7 d取一次測(cè)量,這種方法在煤炭、石油和固體廢棄物等的熱值樣,共計(jì)30個(gè)樣品。為了進(jìn)行橫向比較,在這期間分析領(lǐng)域已經(jīng)有著十分廣泛的應(yīng)用1.]。Zanoni 還采集了 重慶市唐家橋污水處理廠、城南污水處理等'”針對(duì)不同類型污水廠污泥樣本的熱值與其對(duì)廠 和北碚污水處理廠的污水和污泥樣品。樣品用塑應(yīng)的COD等常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行過(guò)研究;錢料桶采集后 ,放入密封盒內(nèi)密封保存,2 h內(nèi)送至實(shí)君律等別也采用氧彈式量熱計(jì)對(duì)上海市區(qū)的10種驗(yàn)室對(duì) 樣品進(jìn)行預(yù)處理。污泥樣品進(jìn)行了燃燒熱值測(cè)定。對(duì)污水中有機(jī)物熱根據(jù)文獻(xiàn)，在樣品前處理時(shí)有采用自然晾值的量度,目前僅有Shizas 等9]作過(guò)試驗(yàn)。使用氧干81 ,也有采用100C以上烘干的[79。自然晾干耗彈式量熱計(jì)能夠獲得較準(zhǔn)確的數(shù)值,但國(guó)內(nèi)外研究時(shí)過(guò)長(zhǎng)并 有有機(jī)物分解的可能。根據(jù)Werther 的研者在使用其測(cè)量污泥熱值時(shí),在樣品的前處理,添加究"] ,對(duì)于熱力學(xué)變化來(lái)說(shuō),105C并不能使樣品中助燃劑等具體操作方法上有較大差異,故燃燒熱值的揮發(fā)分 充分釋放,或發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。污泥測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化也是需要進(jìn)一步研究的課溫度緩慢升高的過(guò)程中, 在100 ~ 150之間幾乎沒(méi)題。另外一種獲知熱值的方法是利用污水或污泥中 有重量的損失。這也說(shuō)明了在150以下原污水和有機(jī)物的組分與熱值之間的理論或者統(tǒng)計(jì)關(guān)系進(jìn)行原污泥中 的揮發(fā)分釋放很少,或者沒(méi)有釋放。因此推算1.10] ,但還沒(méi)有與實(shí)測(cè)值進(jìn)行相互應(yīng)證的研究。在干燥過(guò)程中 ,除了大量的水蒸氣被蒸發(fā),污泥中的本研究目的是利用自動(dòng)熱量計(jì)對(duì)某城市二級(jí)污成分幾乎不會(huì)發(fā)生改變。 本實(shí)驗(yàn)在樣品分析前,將水處理廠進(jìn)水、出水、初沉污泥、剩余污泥、混合污泥密封 盒內(nèi)的樣品振蕩均勻,倒人蒸發(fā)皿或者燒杯中,和脫水污泥進(jìn)行熱值測(cè)定,以期建立城市污水和污置于溫度為 103 ~ 105C鼓風(fēng)烘箱烘干至恒重。月用泥的熱值測(cè)定規(guī)范化方法;通過(guò)對(duì)同一樣品的元素研缽將烘干的樣 品研磨成細(xì)粉狀,以保證樣品的均分析結(jié)果進(jìn)行理論熱值計(jì)算,驗(yàn)證實(shí)測(cè)方法的可靠勻性和后續(xù)完全燃燒， 隨后將研磨好的樣品放入帶性,以便為整個(gè)污水處理系統(tǒng)的熱力學(xué)研究確立指標(biāo)簽的玻璃試管中放于 干燥器內(nèi)備用,于研磨當(dāng)天標(biāo)基礎(chǔ)。測(cè)定。1.3試驗(yàn)儀 器、試劑以及控制條件1材料與方法1.3.1試驗(yàn)儀器1.1 測(cè)量原理中國(guó)煤化工A公司),元素分本研究采用主要儀器為德國(guó)IKA公司的C5000析儀 :CNMH(公司)。型自動(dòng)熱量計(jì)。該熱量計(jì)與傳統(tǒng)氧彈式量熱計(jì)的基量照方們電了入TI因廠1:稱量范圍:最大1940環(huán)境工程學(xué)報(bào)第3卷120 g;可讀性:0.0001 g每個(gè)污水污泥樣品進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn),同一樣元素分析電子微量天平(METTLER公司):稱品同步進(jìn)行3 次重復(fù)元素分析。量范圍0.2 ~200 mg,可讀性0.001 mg。1.5質(zhì)量控制氧氣:純度>99. 99%。1.5.1 儀器的校正1.3.2標(biāo)準(zhǔn)試劑IKAC5000量熱儀的熱容量是影響測(cè)量精度的量熱分析:苯甲酸(德國(guó)IKA公司)26 460 J/g，主要 因素,應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行校正。每次校正時(shí),開(kāi)機(jī)點(diǎn)火棉線(德國(guó)IKA公司)50 J/根。待儀器達(dá)到穩(wěn)定后,稱取約0.3~0.4 g的苯甲酸標(biāo)元素分析:氨基苯磺酸、苯甲酸(德國(guó)Elementar樣,放人氧彈中,在選定的儀器工作條件下,按照儀公司)。器校正程序,對(duì)量熱儀進(jìn)行校正,取6次以上試驗(yàn).1.3.3 控制條件(分布的時(shí)間應(yīng)不少于3 d)的平均數(shù)據(jù)作為該氧彈量熱分析控制條件:充氧壓力3.0 MPa,測(cè)量模的熱容 量。式為絕熱模式。本試驗(yàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試劑苯甲酸進(jìn)行了8次重復(fù)測(cè)元素分析儀控制條件:爐1(燃燒管)1 150C;試， 測(cè)定結(jié)果的平均值為26 481 J/g,0Q=21 J/g<爐2(還原管)850C(氧模式下為0C),氦氣(載50J/g, 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0. 09% ,滿足《煤的發(fā)熱量氣)壓力0.20 MPa,氦氣(載氣)流速200 mL/min，測(cè)定 方法>GB/T 213-2003的試驗(yàn)測(cè)試要求。氧氣(氧化氣體)壓力0. 25 MPa(氧模式下關(guān)閉)。1.5.2 加標(biāo)回收結(jié)果1.4 試驗(yàn)步驟在已知熱量的樣品中按比例加人不等量的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱值測(cè)定時(shí),稱取- -定量(重量根據(jù)樣品試劑苯甲酸,按 1.4所述試驗(yàn)方法操作,回收試驗(yàn)結(jié)的大約熱值和標(biāo)定的熱容確定)的研磨試樣,用已果如表 1所示。知質(zhì)量和單位重量熱值的擦鏡紙包緊放人石英坩堝復(fù)1苯甲酸加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果內(nèi)。擦鏡紙能夠防止試樣在測(cè)量過(guò)程中飛濺,同時(shí)Table 1 Recovery test results of benzoic acid其具有較高的熱值,對(duì)于不易燃燒完全的污泥和污樣品質(zhì)址加人熱量測(cè)得總熱址.回收率水樣品來(lái)說(shuō)，可以起到助燃的作用。本試驗(yàn)未額外(g)(J)(J(%)添加助燃劑。按量熱儀要求進(jìn)行后續(xù)操作,進(jìn)行自.1. 052327 843. 85826 82496.3動(dòng)測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)束后,讀取測(cè)試樣品的彈簡(jiǎn)熱值0. 554114 661. 48614 05295.8Q，參照煤的發(fā)熱量測(cè)定方法'21 ,計(jì)算試樣的高.8 948.7729 116101. 9位發(fā)熱量Qe:注:加人熱斌(J) =樣品質(zhì)址(g) x26 460(J/g)Qgad=Qb.d- (94.1Ska +aQku)式中:本試驗(yàn)中苯甲酸的回收率在95.8%~lgnd-分析試樣的高位發(fā)熱量(J/g),是指 101.9% ,符合化學(xué)分析的質(zhì)量控制要求;標(biāo)準(zhǔn)偏差化合物在一-定溫度下反應(yīng)達(dá)到最終產(chǎn)物的焓的為0.09% ,測(cè)量的精密度也較好。變化。元素分析儀的質(zhì)控揩施按要求進(jìn)行”。0n-分 析試樣的彈簡(jiǎn)發(fā)熱量(J/g) ,是指在2結(jié)果與分析有過(guò)剩氧氣的情況下,通常在氧的初始?jí)毫?.6 ~3.0 MPa下,絕熱燃燒單位質(zhì)量的樣品所產(chǎn)生的熱2.1 樣 品熱值測(cè)定的結(jié)果量。這時(shí),彈筒內(nèi)的燃燒產(chǎn)物為CO2、硫酸、硝酸、呈每批樣品3次平行測(cè)定結(jié)果如表2所示。液態(tài)的水和固態(tài)的灰渣。在本次燃燒熱測(cè)定試驗(yàn)中,唐家沱污水處理廠Ssu-樣品的含硫量(%),當(dāng)全硫含量低于 的污水污泥樣品 干燥基測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差≤土4%時(shí),或發(fā)熱量大于14. 60 MJ/kg時(shí)，可用全硫或0. 452% ,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤+0. 136%。作為比較將可燃硫代替Sna;根據(jù)樣品的元素分析結(jié)果取值。重慶唐家橋、城南和北碚3個(gè)污水處理廠的同類樣94. 1一煤中每1%硫的校正值(J);品的燃燒熱(高位熱值)及我國(guó)右江地區(qū)的褐煤的a一硝酸校正系數(shù):燃燒熱值(高位熱值12. 510 kJ/g)也一并列出分析，當(dāng)Q?！?6.70 MJ/kg,a =0.001可根據(jù)表2的數(shù)據(jù);繪制各樣品高位熱值柱狀圖,如當(dāng)16. 7070 MJ/kg 25. 10 MJ/kg,a =0.0016MHCNMHG1941第11期高旭等:城市污水廠污水污泥的熱值測(cè)定分 析方法研究表3唐家沱污水處理廠 污水污泥樣晶各表2污水污泥高位熱值測(cè)定結(jié)果元素的質(zhì)量百分含量Table2 Gross calorilne values of samplesTable3 Average percentagesofC, N,S, H and商儀熱值(J/k)o of samples from Tangjiatuo WWTP樣晶來(lái)源進(jìn)水出水韌沉阿泥剩余污配能合污泥脫水污琵元素質(zhì)址百分含戰(zhàn)平均值(%)唐家論4.025 0.178 7.100 11.543 11.483 1.514樣品來(lái)源N(2007.1. 15)進(jìn)水13.81 1.74 3.472.3022.85唐家陀4.4830.274 13.450 12.323 12.859 13.295出水5.59 2.24 4.441.1618. 64(2007. 1.22)初沉污泥26. 683.071.424.73 .21. 964.089 0.274 12.621 13.157 12.675 13.273剩余污泥26. 443.66 1. 294.8425. 76(2007. 1. 29)混合污泥27.873.41.214.8820. 10(2007.2.5)唐家沱3.863 0.226 11.023 12.356 12.145 13.743脫水時(shí)泥28.163.991.364.954.165 0.297 13.543 12.865 13.115 13.755碳是有機(jī)物中主要的可燃元素之一-,完全燃燒(2007.2. 26)時(shí)生成CO2,此時(shí)每千克純碳可放出32 866 kJ熱家橋.4.283 0.356 13.183 13.077 13.082 13.684量:4)。污水污泥中的碳主要是存在于其有機(jī)污染城南4.323 0.32412.978 11.483 14. 266_北碚5.863 0.352 .13.578 0.000 14. 823物之中。氫是有機(jī)物中單位質(zhì)量提供燃饒熱最多的注:表中唐家沱樣晶注明了采樣門期物質(zhì),每千克氫燃燒后的高位發(fā)熱量達(dá)141790kJ/kgi4。但從樣品元索分析可知,污水污泥中可燃?xì)湓刭|(zhì)量含量并不高,大約在1% ~5%。在燃饒北培中,碳和氫提供了主要的燃燒熱,這2種元素的含量越高,也就表明熱值越高。值得注意的是脫水污泥實(shí)質(zhì)上也是混合污泥,但其中C、H和0等元素的含量卻比混合污泥略高，這主要是混合污泥在脫水的過(guò)程中投加聚炳烯酰胺,增加了這幾種元素的質(zhì)量含量所致。因此有機(jī)絮凝劑的添加可能導(dǎo)致單位質(zhì)進(jìn)水出水初風(fēng)污泥剩余污泥混合污泥脫水污泥量的脫水污泥的燃燒熱值有所增加。污水中的可燃硫主要是單質(zhì)硫和有機(jī)硫,含量圖1污水污泥高倪熱值柱狀圖都比較低,單質(zhì)硫的含量?jī)H為0. 65%。它的燃燒產(chǎn)Fig1 Histogam of calorifie value of物為so,,與水結(jié)合生成稀硫酸會(huì)產(chǎn)生生成熱,對(duì)物wastewater and sludge質(zhì)燃燒熱的測(cè)定存在一定的影響。氧和氮都不是可由圖1可知,污水千燥基的高位熱值較低,進(jìn)水燃成分,當(dāng)有機(jī)物燃燒時(shí),其中的氧與碳或氫結(jié)合成CO2和H,0析出，從而減少了碳和氫的熱量。所大約在4-5 kJ/g,而出水熱值還不到0.5kJ/go污以, 當(dāng)物質(zhì)中氧含量越高時(shí)，被它奪走的碳和氫的熱泥干燥基的高位熱值較高，基本上都在12 kJ/g以量也越多,物質(zhì)的燃燒熱也就越低。氮元素在高溫上,唐家沱污水處理廠的各種污泥干燥基的高位熱下形成氨氧化合物NO., 與水結(jié)合生成稀硝酸會(huì)產(chǎn)值的平均值為12. 392 kJ/go根據(jù)資料,我國(guó)右江地生生 成熱,因此氧、氮元素的存在會(huì)使燃料發(fā)熱量有區(qū)褐媒的熱值為12. 510 kJ/g.唐家沱污水處理廠污所下降“4。泥干燥蔦的平均高位熱值已經(jīng)十分接近右江褐煤的熱值.其中脫水污泥干燥基的熱值已經(jīng)超過(guò)了右江3熱值分 析方法的驗(yàn)證褐煤的熱值,面北碚污水處理廠的脫水污泥干燥店按照元素分析結(jié)果,采用經(jīng)典的Dulong 公式的熱值已經(jīng)高達(dá)近15 kJ/go這一實(shí)測(cè)結(jié)果與理論(該公式將高位熱值定義為碳 .氫、氧、硫和氮在燃推導(dǎo)極為接近“"。燒過(guò)程中所釋放出來(lái)的熱量的組合)計(jì)算污水和污2.2樣 晶元素分析測(cè)定的結(jié)果泥的高位熱值'”):唐家沱污水處理廠5批污水污泥樣品3次平行Q_ =33.930C+144. 320x(H-0.1250) +元素分析測(cè)定結(jié)果的均值,用質(zhì)量百分含量表示,列中國(guó)煤化工于表3中。HCNMHGC的質(zhì)量百分含量(% );1942環(huán)境工程學(xué)報(bào)第3卷H一每克樣品 干燥基中H的質(zhì)量百分含量(%);分析標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)性工作。S一-每 克樣品干燥基中S的質(zhì)量百分含量(%);(2)經(jīng)熱值測(cè):量表明,重慶某城市污水處理廠-每克樣品干燥基中0的質(zhì)敏百分含量(%);出水干燥基的熱值為0.5 kJ/g, 進(jìn)水干燥基的熱值N_每克樣品干燥其中 N的質(zhì)量百分含量(% )。為4 kJ/g以上,各工藝段的污泥干燥基熱值則較Dulong公式將物質(zhì)中的有機(jī)碳元索確定為無(wú)高 ,基本都在12 kJ/g以上,接近右江褐煤水平,說(shuō)定形碳存在.故以33.930 kJ/g作為其單位熱值;而明城市 污水廠污泥具有較高的含能水平。物質(zhì)中的氫則假設(shè)燃燒后均呈液態(tài)的水存在,故取(3)同一批樣品的元素分析結(jié)果進(jìn)行熱值的理其燃燒熱為144. 320 kJ/g;同時(shí)公式中又假設(shè)物質(zhì)論計(jì)算 ,與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好。中氧元素全部與氫相結(jié)合,這樣物質(zhì)的可燃?xì)涞暮瑓⒖嘉墨I(xiàn)量相對(duì)減少,這在式中都有體現(xiàn)。將實(shí)測(cè)熱值與Dulong 公式計(jì)算的熱值進(jìn)行對(duì)[1] 高旭.城市污水處理工藝能最平衡分析研兗和應(yīng)用.比,列于表4。重慶:重慶大學(xué)博士學(xué)位論文, 2002表4唐家沱污水處理廠污水污泥樣品實(shí)測(cè)熱值[2]陳文威,李滬萍.熱力學(xué)分析與節(jié)能，北京:科學(xué)出版社，1999與計(jì)算熱值對(duì)比[3] MansonI.，LiuJ.S. , AmpueroS.，et al. Biological reac-Table 4 Comparison of determined caloriflc valuesand calculated ones of samples fromrimeters. Thermochimica Acta, 1998, 309: 157 ~ 173Tangjiatuo WWTP[4]張立峰，呂榮湖。剩余括性污泥的熱化學(xué)處理技術(shù).化Dulong計(jì)算高位熱值實(shí)測(cè)熱值工環(huán)保，2003, 23(3): 146 ~ 149樣品來(lái)源(kJ/g)5] Nuiez-Regueira L, Rodriguez-An6n J.，Proupfn-Casin-進(jìn)水3. 9124.13eirasJ. , et al. Energetic evaluation of biomass originating0.250. 25from forest waste by bomb calorimetry. Jourmal of Thermal初沉污泥11. 941.5s5Analysis and Calorimetry ,2001, 66(1): 281 -292剩余污泥11.3312.45[6] Nunez - Regueira L.. , Rodriguez- AnonJ. A. , Proupin -混合污泥11. 8212.46Castineiras J.，et al. Deternination of calorific values of脫水污泥.12. 1313. 12forest waste biomass by static bomb calorimetry. Themno-chimica Acta, 2001, 371(1-2):23~31從表中可知,實(shí)測(cè)值與元素分析結(jié)果的計(jì)算值.7] ZanoniA. E. , Mueller D. L Calorifie value of wastewater較為吻合,并且脫水污泥熱值確實(shí)稍高,說(shuō)明本試驗(yàn)plant sludges. Jourmal of the Environmental Engineering所采用的污水污泥有機(jī)物熱值分析方法可與元素分Division, 1982, 108(1): 187 -195析方法相互驗(yàn)證。元素分析法較為成熟和可靠,國(guó)[8] 錢君律，甘禮華,李光明，等。上海城市污泥燃燒熱的標(biāo)有煤的碳、氫、氮元素分析法( GB/T 476-2001),測(cè)定。實(shí)驗(yàn)室研究與探索,999,(3): 49~51可以參照應(yīng)用。而關(guān)于污水污泥的熱值測(cè)定,尚無(wú).[9] ShizasI. , Bagley D. M. Experimental determination of en-ergy content of unknown organics in municipal wastewater統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)的模式。本研究旨在推動(dòng)城市污水污泥streams. J Energy Engineering, 2004, 130(2):45 ~53量熱分析方法的標(biāo)準(zhǔn)化。[10] Daverio E Calorimetric asessment of activity in WWTP以本試驗(yàn)研究方法作為污水污泥有機(jī)物化學(xué)能biomass. W ater Science and Technology, 2003 , 48(3):測(cè)量的基礎(chǔ),還可以建立污水處理系統(tǒng)的基本熱力31 ~38學(xué)指標(biāo)。在熱力學(xué)過(guò)程分析中,有機(jī)物的單位化學(xué)[11] Werther J.，Oganda T. Sewage sludge combustion. Pro-gress in Energy and Combustion Science,1999, 25(1):能指標(biāo)與進(jìn)出污水處理系統(tǒng)的污水污泥量結(jié)合,可55 ~116以整體把握系統(tǒng)的能量利用、構(gòu)成和轉(zhuǎn)化情況,從而[12] CB/T 213-2003.煤的發(fā)熱量測(cè)定方法為系統(tǒng)節(jié)能或者新技術(shù)開(kāi)發(fā)提供切入點(diǎn)。[13]馬蜀，高旭，郭勁松。城市污水處理廠剩余污泥的元素含量分析.中國(guó)給水排水，2007. 23(19) :60 -634.結(jié)論[14] 徐旭常，毛健雄，曾瑞良,等.燃燒理論與燃燒設(shè)備.(1)本研究以C5000量熱計(jì)為手段,確立了城北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1988市污水污泥樣品的有機(jī)物燃燒熱值測(cè)定方法,樣品.[15] Permy R. H.，Chilton C. H. Heat generation, transportand storage. Section 9 in; Chemical Engineer' 8 Hand-前處理采用103 ~ 105 C直接烘干。本研究是建立污水處理過(guò)程熱力學(xué)分析指標(biāo)體系和污水污泥量熱中國(guó)煤化工-Craw- Hill, 1973TYHCNMHG