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1、(10)申请公布号 CN 103822846 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103822846 A (21)申请号 201410030481.0 (22)申请日 2014.01.23 G01N 5/04(2006.01) (71)申请人 浙江工商大学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区学 正街 18 号 (72)发明人 龙於洋 杨煜强 王坤 曹霞 沈东升 冯华军 申屠佳丽 汪美贞 殷峻 周玉央 李娜 (74)专利代理机构 杭州天勤知识产权代理有限 公司 33224 代理人 胡红娟 (54) 发明名称 一种有机废弃物水分形态的检测方法 (57) 摘要 本发明公开了。
2、一种有机废弃物水分形态的检 测方法， 包括如下步骤 ：（1） 对有机废弃物进行破 碎 ； 称量破碎后的有机废弃物， 并且将其平铺在 承装的器具表面 ；（2） 将承装了有机废弃物的器 具依次放入温度为 29 31、 39 41、 49 51 、 59 61 、 69 71 、 79 81 、 89 91、 99 101的恒温鼓风烘箱内， 进行梯度干 燥， 每个梯度下干燥时间为 58 62min， 梯度干 燥结束后将承装了有机废弃物的器具在 104 106下烘干， 直至前后两次称量的质量差小于 0.5% ；（3） 以干燥温度为横坐标， 持水量为纵坐标 绘制曲线图， 持水量下降趋势出现两次突变， 根。
3、据 突变点判断有机废弃物的水分形态。本发明利用 天平和恒温鼓风烘箱通过梯度升温的方式对有机 废弃物水分形态进行表征简单易行、 普适性高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103822846 A CN 103822846 A 1/2 页 2 1. 一种有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： （1） 对有机废弃物进行破碎 ； 称量破碎后的有机废弃物， 并且将其平铺在承装的器具表 面 ； （2） 将承装了有机废弃物的器具依次放入温度为 。
4、29 31、 39 41、 49 51、 59 61、 69 71、 79 81、 89 91、 99 101的恒温鼓风烘箱内， 进行梯度干 燥， 梯度干燥结束后将承装了有机废弃物的器具在 104 106下烘干， 直至前后两次称量 的质量差小于 0.5% ； 每个温度梯度下干燥时间为 58 62min， 每个梯度烘干后称量并记录器具和有机废弃 物的总质量， 计算此时有机废弃物的持水量 ； （3） 以干燥温度为横坐标， 持水量为纵坐标绘制曲线图， 持水量下降趋势出现两次突 变， 第一次突变之前脱去的是有机废弃物的滞化水， 两次突变之间脱去的是有机废弃物的 毛细水， 第二次突变之后脱去的是有机废弃。
5、物的结合水。 2. 根据权利要求 1 所述有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 步骤 （3） 中 ： 以 干燥温度为横坐标， 持水量为纵坐标绘制曲线图， 持水量下降趋势分别在4951和69 71时出现突变， 第一次突变之前即 29 31、 39 41和 49 51下脱去的是有机废 弃物的滞化水 ； 两次突变之间即 59 61和 69 71下脱去的是有机废弃物的毛细水 ； 第二次突变之后 79 81、 89 91、 99 101和 104 106下脱去的是有机废弃物 的结合水。 3. 根据权利要求 2 所述有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中 ： 将 承装了有机。
6、废弃物的器具依次放入温度为 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90、 100 的恒温鼓风烘箱内， 进行梯度干燥， 梯度干燥结束后将承装了有机废弃物的器具在 105下 烘干， 直至前后两次称量的质量差小于 0.5% ； 每个温度梯度下干燥时间为 60min， 每个梯度烘干后称量并记录器具和有机废弃物的 总质量， 计算有机废弃物下降的持水量 ； 步骤 （3） 中 ： 以干燥温度为横坐标， 持水量为纵坐标绘制曲线图， 持水量下降趋势分别 在 50和 70时出现突变， 第一次突变之前即 30、 40和 50下脱去的是有机废弃物 的滞化水 ； 两次突变之间即 60和 70下脱去的是有机废弃。
7、物的毛细水 ； 第二次突变之后 80、 90、 100和 105下脱去的是有机废弃物的结合水。 4.根据权利要求1或3所述有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 所述有机废 弃物的有机质含量占有机废弃物干重的 50% 以上。 5.根据权利要求1或2所述有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 所述有机废 弃物为污泥、 食品废弃物、 餐厨垃圾、 庭院废弃物、 秸秆， 以及所述有机废弃物生化、 物化处 理处置过程中的产物。 6. 根据权利要求 1 或 3 所述有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中 粉碎后的有机废弃物粒径小于 5mm。 7.根据权利要求1或3所述有。
8、机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 有机废弃物 平铺在器具表面， 厚度控制在 101mm， 且厚度均匀。 8. 根据权利要求 1 所述有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中在 104 106下烘干， 直至前后两次称量的质量差小于 0.5%， 前后两次称量间隔为 1h。 权 利 要 求 书 CN 103822846 A 2 2/2 页 3 9.根据权利要求1或3所述有机废弃物水分形态的检测方法， 其特征在于， 有机废弃物 的初始称量质量控制在 8 12g。 权 利 要 求 书 CN 103822846 A 3 1/4 页 4 一种有机废弃物水分形态的检测方法 技术。
9、领域 0001 本发明涉及水分形态测定领域， 具体涉及一种有机废弃物水分形态的检测方法。 背景技术 0002 通常有机废弃物的水分含量较高， 影响其后续的处理和资源化， 例如污泥由于其 高含水率而不能直接进行焚烧和填埋， 同样有机废弃物进行堆肥也需控制其含水率， 因此 调节并控制有机废弃物的水分含量， 能够提高有机废弃物处理处置的效率。有机废弃物水 分的调控受其水分形态的影响， 其中水分形态以其脱除难易程度可以分为滞化水、 毛细水 和结合水， 因此简单并有效地表征有机废弃物水分存在形态， 能有效指导有机废弃物水分 的脱除和有机废弃物的综合利用。 0003 目前表征物料水分存在形态的方法主要有差。
10、热分析法、 差示扫描量热法、 热重分 析法、 核磁共振法， 以及恒温热干燥法、 抽滤法、 压滤法、 水活度法、 膨胀计法和阿贝折射仪 法等。 0004 其中差热分析法、 差示扫描量热法、 热重分析法、 恒温热干燥法、 抽滤法、 压滤法、 水活度法、 膨胀计法和阿贝折射仪法只能表征自由水和结合水， 无法区分自由水中的滞化 水和毛细水。差热分析法、 差示扫描量热法和热重分析法对样品有特殊要求， 因其测定体 系一般小于 100mg， 只能满足均质样品的测定， 因此不能作为有机废弃物这类混合物质的 测定 ； 恒温热干燥法、 抽滤法、 压滤法和膨胀计法一般用于污泥体系， 有机废弃物的基本性 状和污泥之间。
11、存在显著差异， 也不广泛应用于有机废弃物 ； 阿贝折射仪法是浓溶液吸收物 料的自由水， 然后测量浓溶液折光率的变化， 从而计算得到物料的水分存在形态， 但是一般 有机废弃物都含有大量可溶性物质， 在测定过程中部分可溶性物质会进入溶液中影响折光 率， 所以阿贝折射仪法也不适用于有机废弃物。 0005 综上所述， 现有水分形态的测定方式并不能简单有效地表征有机废弃物的水分形 态。 本发明的水分形态检测方法的基本原理是不同形态的水在恒温鼓风条件下脱除阻力的 不同， 因此通过梯度升温的方式实现不同形态的水分的脱除从而表征有机废弃物的水分形 态。 发明内容 0006 本发明提供一种有机废弃物水分形态的检。
12、测方法， 利用天平和恒温鼓风烘箱通过 梯度升温的方式对有机废弃物水分形态进行表征简单易行、 普适性高。 0007 一种有机废弃物水分形态的检测方法， 包括如下步骤 ： 0008 （1） 对有机废弃物进行破碎 ； 称量破碎后的有机废弃物， 并且将其平铺在承装的器 具表面 ； 0009 （2）将承装了有机废弃物的器具依次放入温度为 29 31、 39 41、 49 51、 59 61、 69 71、 79 81、 89 91、 99 101的恒温鼓风烘箱内， 进行梯 度干燥， 梯度干燥结束后将承装了有机废弃物的器具在 104 106下烘干， 直至前后两次 说 明 书 CN 103822846 A 。
13、4 2/4 页 5 称量的质量差小于 0.5% ； 0010 每个温度梯度下干燥时间为 58 62min， 每个梯度烘干后称量并记录器具和有机 废弃物的总质量， 计算此时有机废弃物的持水量 ； 0011 （3） 以干燥温度为横坐标， 持水量为纵坐标绘制曲线图， 持水量下降趋势出现两次 突变， 第一次突变之前脱去的是有机废弃物的滞化水， 两次突变之间脱去的是有机废弃物 的毛细水， 第二次突变之后脱去的是有机废弃物的结合水。 0012 优选地， 步骤 （3） 中 ： 0013 以干燥温度为横坐标， 持水量为纵坐标绘制曲线图， 持水量下降趋势分别在 49 51和 69 71时出现突变， 第一次突变之。
14、前脱去的是有机废弃物的滞化水， 即 29 31、 39 41和 49 51下脱去的是有机废弃物的滞化水 ； 两次突变之间脱去的是有 机废弃物的毛细水， 即 59 61和 69 71下脱去的是有机废弃物的毛细水 ； 第二次突 变之后脱去的是有机废弃物的结合水， 即7981、 8991、 99101和104106 下脱去的是有机废弃物的结合水。 0014 一种优选的技术方案， 步骤 （2） 中 ： 将承装了有机废弃物的器具依次放入温度为 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90、 100的恒温鼓风烘箱内， 进行梯度干燥， 梯度干 燥结束后将承装了有机废弃物的器具在 105下烘干， 直至。
15、前后两次称量的质量差小于 0.5% ； 0015 每个温度梯度下干燥时间为 60min， 每个梯度烘干后称量并记录器具和有机废弃 物的总质量， 计算有机废气物的持水量 ； 0016 步骤 （3） 中 ： 以干燥温度为横坐标， 持水量为纵坐标绘制曲线图， 持水量下降趋势 分别在50和70时出现突变， 第一次突变之前即30、 40和50下脱去的是有机废弃 物的滞化水 ； 两次突变之间即 60和 70下脱去的是有机废弃物的毛细水 ； 第二次突变之 后 80、 90、 100和 105下脱去的是有机废弃物的结合水。 0017 在该优选条件下， 测出的结果更准确。 0018 作为优选， 所述有机废弃物的。
16、有机质含量占有机废弃物干重的 50% 以上。 0019 作为优选， 所述有机废弃物为污泥、 食品废弃物、 餐厨垃圾、 庭院废弃物、 秸秆， 以 及所述有机废弃物生化、 物化处理处置过程中的产物。 0020 作为优选， 步骤 （1） 中粉碎后的有机废弃物粒径小于 5mm。 0021 作为优选， 有机废弃物平铺在器具表面， 厚度控制在 101mm， 且厚度均匀。 0022 作为优选， 步骤 （2） 中在 105下烘干， 直至前后两次称量的质量差小于 0.5%， 前 后两次称量间隔为 1h。 0023 作为优选， 有机废弃物的初始称量质量控制在 8 12g。 0024 器具和有机废弃物从烘箱内取出后。
17、放在干燥器内冷却至室温， 然后使用精度为 0.001g 的天平进行称量。 0025 所述恒温鼓风烘箱恒温状态下， 内部温度波动为 1。 0026 所述有机废弃物的持水量是指每个温度结束时有机废弃物保留的水分除以有机 废弃物初始质量得到的比值。 0027 所述器具本身具有良好的导热能力， 干燥且不吸水， 表面光滑平整。 0028 与现有技术相比， 本发明具有如下有益效果 ： 说 明 书 CN 103822846 A 5 3/4 页 6 0029 本发明从简单易行、 普适性的角度出发， 利用天平和恒温鼓风烘箱， 通过梯度升温 的方式对有机废弃物的水分形态进行表征。 具体实施方式 0030 选取 1。
18、1 种不同性状的有机废弃物， 分别为 2 种厨余垃圾、 2 种土豆皮、 3 种蔬菜、 3 种好氧发酵腐熟产物和1种污泥。 其中2种厨余垃圾来自两个不同的社区， 2种土豆皮分别 为风干土豆皮和风干后重新吸水的土豆皮， 3 种蔬菜中的 1 种为新鲜蔬菜、 其余两种为风干 蔬菜和风干后重新吸水的蔬菜， 3 种腐熟产物分别为不同初始粒径厨余垃圾好氧发酵的腐 熟产物， 污泥为普通的厌氧颗粒污泥。 0031 每一种有机废弃物取代表性样品100g破碎至5mm以下， 每个样品称取的质量约为 10g， 称取后的样品均匀平铺在培养皿的表面， 准确称量并记录培养皿和样品的质量， 每种 有机废弃物均同时称取 3 份平。
19、行样品。 0032 将承装了有机废弃物的培养皿依次放入温度为 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90、 100和 105的恒温鼓风烘箱内 (GZX-9076MBE， 上海博迅 )， 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90和100这8个温度梯度每个温度下有机废弃物停留时间为1h， 1h之 后称量并记录培养皿和有机废弃物的总质量， 然后将称量之后的培养皿和有机废弃物放入 下一个温度的恒温鼓风箱内。 0033 最后将培养皿和有机废物在 105下烘干， 直至前后称量的质量差小于 0.5%， 每 次称量间隔为 1h， 同样每次称量都记录培养皿和有机废弃物的总质量。 0034 。
20、测试结果如表 1 所示 ： 0035 表 1 各阶段持水量线性拟合结果 0036 0037 0038 * 阶段 1 指的是 30、 40、 50， 阶段 2 指的是 60、 70， 阶段 3 指的是 80、 说 明 书 CN 103822846 A 6 4/4 页 7 90、 100和 105。 0039 由表 1 可知， 上述 11 种有机废弃物持水量下降的两个拐点均出现在 50和 70， 因此上述11种有机废弃物在30、 40和50下脱去的水分为滞化水， 60和70下脱除 的水分为毛细水， 80、 90、 100和 105下脱除的水分为结合水。11 种有机废弃物具体 的水分形态分布详见表 2。 0040 表 2 有机废弃物水分存在形态 （克每克干样） 0041 0042 由表 2 可知， 本发明的方法能够精准度测出各种有机废弃物中的水分形态。 说 明 书 CN 103822846 A 7 。