一種有機廢物物料含水量的測定方法技術

本申請涉及固體廢物處理領域，具體講，涉及一種有機廢物物料含水量的測定方法。本申請涉及一種有機廢物物料含水量的在線測定方法，通過TDR測定得到表觀介電常數與含水量之間的對應關系繪制標準曲線，然后在線測定表觀介電常數，通過所述標準曲線獲得有機廢物物料的含水量。本申請還可通過獲得的數據繪制表觀介電常數與含水量、容重之間的標定曲面。本申請提高了有機廢物物料含水量測定的精度。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及固體廢物處理領域，具體講，涉及一種有機廢物物料含水量的測定方法。
技術介紹
有機廢物物料的含水量是影響堆肥進程的關鍵因素之一。有機廢物物料的含水量過高或者過低都會影響堆肥的發酵效果。在工廠化堆肥生產過程中，及時獲取每一批有機廢物物料的含水量信息對于指導堆肥操作者配置有機廢物物料的最佳起始條件具有重要的意義。堆肥過程中物料含水量的變化會影響到發酵的效果，及時了解堆肥過程中物料含水量的變化可以為通風和濕度調節等過程控制提供數據支持。在有機廢物物料產品的后續篩分和干燥等處理過程中，及時了解有機廢物物料的水分含量也可以有效地指導實際操作，達到節約成本和提高產品質量的目的。有機廢物物料的水分存在特性和堆體的固有特性決定了其含水量測定存在較大難度，主要包括：1)有機廢物物料含水量的變化范圍更寬，其體積含水量一般在0～80％，而土壤體積含水量范圍一般在0～50％左右；2)有機廢物物料的堆肥是固體發酵的過程，堆體中物料的溫度在時空上變化較大，一般在0～80℃；3)有機廢物物料的容重、孔隙率和電導率等根據來源的不同而存在較大的差異。此外，堆體中容重和孔隙率至上而下存在顯著的差異；4)有機廢物物料的有機質含量較高，而有的水分測定方法受到有機質的影響較大，且很難排除；5)在有機廢物物料這種疏松的多孔介質中，傳感器與物料的接觸程度對測定影響較大。以上這些不利因素導致大部分含水量測定的方法和傳感器技術不能在有機廢物物料含水量測定中應用。目前物料含水量測定的方法主要包括烘干法、電阻法、電容法、時域反射儀、中子儀、γ射線法和X射線等方法。烘干法直接、簡單，且精度高，但是對于樣品有破壞性，費時費工，測定的滯后時間較長，且不能原位測定。電阻式傳感器的測定精度較低，不能重復利用，且在低含水量測定時受到限制。電容式傳感器易受安裝過程的影響，且對測定物料質地等條件要求較高。中子儀的使用會有機廢物物料中大量的有機物質干擾。而時域反射儀測定物料含水量具有以下優勢：1)測定精度較高；2)時間和空間上的測定分辨率高；3)沒有輻射危害(與中子儀和γ射線法比較)；4)可實現實時在線的原位監測等。故TDR技術在實現有機廢物物料含水量實時在線監測中具有較高的潛在應用價值。鑒于此，特提出本申請。
技術實現思路
本申請的首要專利技術目的在于提出一種有機廢物物料含水量的測定方法。為了完成本申請的目的，采用的技術方案為：本申請涉及一種有機廢物物料含水量的在線測定方法，所述在線測定方法為：通過TDR測定得到表觀介電常數與含水量之間的對應關系繪制標準曲線，然后在線測定表觀介電常數，通過所述標準曲線獲得有機廢物物料的含水量，所述標準曲線的繪制方法包括以下步驟：(1)將待測有機廢物物料中添加去離子水，將待測有機廢物物料調節至設定含水量，靜置；(2)將待測有機廢物物料分別設定2～6個容重梯度，按照設定容重梯度將所述待測有機廢物物料填裝入樣品筒中；(3)在填裝好的樣品中安裝TDR探針，并靜置；(4)將待測有機廢物物料逐漸烘干，采用Mini-Trase TDR儀器逐級測定每個水分含量下的表觀介電常數值；(5)通過軟件處理數據，得到不同容重梯度下的表觀介電常數與含水量之間的標準曲線。優選的，在步驟(1)和步驟(3)中，靜置的時間為12～48小時，優選18～36小時。優選的，在步驟(2)中，將待測有機廢物物料分層分批填裝到所述樣品筒中。優選的，每層4～8厘米的厚度進行填裝。優選的，在步驟(3)中，所述TDR探針的表面包覆有聚四氟乙烯涂層。優選的，在步驟(4)中，采用烘干的方式逐漸去除待測有機廢物物料所含的水分。優選的，在步驟(4)中，測定過程中的溫度為20℃。優選的，在步驟(5)中，通過軟件處理數據，將不同容重梯度下的表觀介電常數與含水量之間的數據繪制成在表觀介電常數與含水量、容重之間的標定曲面。優選的，在步驟(1)中，采用烘干法測定所述有機廢物物料的初始含水量；將待測有機廢物物料置于70℃的烘箱中烘干至恒重。優選的，在步驟(4)中，采用稱重法計算被測樣品中水分的減少量，計算得到每個所述水分含量。本申請的技術方案至少具有以下有益的效果：本申請采用TDR技術測定有機廢物物料含水量進行了研究，通過獲得不同容重物料的含水量標定曲線，達到改善TDR測定有機廢物物料含水量精度的目的。在本申請的優選技術方案中，還可以建立含水量與表觀介電常數、容重時間的關系，即標定曲面。其中，有機物料的含水量直接與表觀介電常數相關，并且受到容重變化的影響。本申請通過標定曲面的建立，將容重的影響因素考慮進來，可以大大提高有機物料含水量在線測定的精度，由此可以進行工業化應用。在本申請中TDR儀器測定有機廢物物料介電常數和體積含水量的范圍分別在0～50和0～100％之間。TDR測定不同有機廢物物料含水量的精確度存在一定的差異，經驗證，本申請中TDR測定的精度小于4％，該精度達到測量儀器在工業上精度不低于4％的應用標準。TDR儀器的靈敏度相對較高，體積含水量變化1％將會引起介電常數的變化值為0.5，且TDR儀器所能檢測的最小介電常數和體積含水量變化分別為0.1和0.2％。采用TDR儀器測定的重復性較好，其大小約為2％。附圖說明圖1～4為TDR測定城市污泥與木屑混合物料含水量的標定曲線；圖5為TDR測定城市污泥與木屑混合物料含水量的總體標定曲線；圖6～9為TDR測定城市污泥與木屑混合物標定曲面的生成過程；圖10為采用標定曲線模型對城市污泥與木屑混合物進行含水量預測的結果；圖11為采用標定曲面模型對城市污泥與木屑混合物進行含水量預測的結果。具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本申請。應理解，這些實施例僅用于說明本申請而不用于限制本申請的范圍。本申請涉及一種有機廢物物料含水量的在線測定方法，本申請的有機廢物物料包括城市污泥、造紙污泥、畜禽糞便等。通常，有機廢物物料具有鹽分含量高、水分含量高等特點，且其中的水分主要以束縛水的形式存在。上述有機廢物物料多采用堆肥進行相應的資源化、無害化和減量化處理，而堆肥化過程中通過有機質的降解產熱使堆體溫度升高，從而實現有機廢物物料的穩定化和無害化。因此，需要針對其特點對其含水量檢測方法進行設計和改進。本申請的在線測定方法為：通過TDR測定得到表觀介電常數與含水量之間的對應關系繪制標準曲線，然后在線測定表觀介電常數，通過標準曲線獲得有機廢物物料的含水量；其中，標準曲線的繪制方法包括以下步驟：(1)將待測有機廢物物料中添加去離子水，將待測有機廢物物料調節至設定含水量，靜置；(2)將待測有機廢物物料分別設定2～6個容重梯度，按照設定容重梯度將所述待測有機廢物物料填裝入樣品筒中；優選4～5個容重梯度；(3)在填裝好的樣品中安裝TDR探針，并靜置；(4)將待測有機廢物物料逐漸烘干，采用Mini-Trase TDR儀器逐級測定每個水分含量下的表觀介電常數值；(5)通過軟件處理數據，得到不同容重梯度下的表觀介電常數與含水量之間的標準曲線。本申請設置不同容重梯度的原因是：堆肥實際環境中，物料的自重壓實作用導致容重至上而下呈增加的趨勢。物料的不同緊實度決定了固液氣三相之間體積比例的變化，從而造成固液氣三相各自對于總體表觀介電常數貢獻存在變化。所以，考慮容重對于TDR測定對于水分的影響可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機廢物物料含水量的在線測定方法，其特征在于，所述在線測定方法為：通過TDR測定得到表觀介電常數與含水量之間的對應關系繪制標準曲線，然后在線測定表觀介電常數，通過所述標準曲線獲得有機廢物物料的含水量，所述標準曲線的繪制方法包括以下步驟：(1)將待測有機廢物物料中添加去離子水，將待測有機廢物物料調節至設定含水量，靜置；(2)將待測有機廢物物料分別設定2～6個容重梯度，按照設定容重梯度將所述待測有機廢物物料填裝入樣品筒中；(3)在填裝好的樣品中安裝TDR探針，并靜置；(4)將待測有機廢物物料逐漸烘干，采用Mini?Trase?TDR儀器逐級測定每個水分含量下的表觀介電常數值；(5)通過軟件處理數據，得到不同容重梯度下的表觀介電常數與含水量之間的標準曲線。

【技術特征摘要】
1.一種有機廢物物料含水量的在線測定方法，其特征在于，所述在線測定方法為：通過TDR測定得到表觀介電常數與含水量之間的對應關系繪制標準曲線，然后在線測定表觀介電常數，通過所述標準曲線獲得有機廢物物料的含水量，所述標準曲線的繪制方法包括以下步驟：(1)將待測有機廢物物料中添加去離子水，將待測有機廢物物料調節至設定含水量，靜置；(2)將待測有機廢物物料分別設定2～6個容重梯度，按照設定容重梯度將所述待測有機廢物物料填裝入樣品筒中；(3)在填裝好的樣品中安裝TDR探針，并靜置；(4)將待測有機廢物物料逐漸烘干，采用Mini-Trase TDR儀器逐級測定每個水分含量下的表觀介電常數值；(5)通過軟件處理數據，得到不同容重梯度下的表觀介電常數與含水量之間的標準曲線。2.根據權利要求1所述的有機廢物物料含水量的測定方法，其特征在于，在步驟(1)和步驟(3)中，靜置的時間為12～48小時，優選18～36小時。3.根據權利要求1所述的有機廢物物料含水量的測定方法，其特征在于，在步驟(2)中，將待測有機廢物物料分層分批填裝到所述樣品筒中。4.根據權利要求3所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：岳波，陳同斌，黃啟飛，鄭國砥，高定，
申請(專利權)人：中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11