污泥處理的意義
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污泥處理的意義范文第1篇
一、目前處理工藝存在問(wèn)題
采油二廠每年用于注水殘?jiān)卫硗度氲馁Y金達(dá)到200×104元，而且處理工藝只是簡(jiǎn)單的回注，不能夠起到降水增油的目的，處理工藝經(jīng)濟(jì)效益差。
二、開(kāi)展注水殘?jiān)w粒調(diào)驅(qū)劑研究的意義
1.通過(guò)開(kāi)展注水殘?jiān)芯浚?逐步摸索以注水殘?jiān)鼮橹饕煞值哪z顆粒加工工藝，為注水殘?jiān)幚砉に噷で蠹夹g(shù)支撐；
2.將注水殘?jiān)w粒用于水井調(diào)剖試驗(yàn)，一方面可以解決部分吸水剖面不均井的調(diào)剖，另一方面可以提高注水殘?jiān)幚淼慕?jīng)濟(jì)效益；
3.通過(guò)開(kāi)展注水殘?jiān)芯浚档驼{(diào)剖措施成本；
4.通過(guò)注水殘?jiān){(diào)剖技術(shù)的研究，以滿足沙二上2+3油藏調(diào)剖調(diào)驅(qū)開(kāi)發(fā)需要。
三、注水殘?jiān)M份分析
通過(guò)X射線衍射分析方法確定注水殘?jiān)某煞秩缦隆?/p>
注水殘?jiān)煞直?/p>
注水殘?jiān)械奶妓徕}、碳酸鎂、硫化鐵、硫酸鈣不會(huì)與引發(fā)劑發(fā)生反應(yīng)，對(duì)聚合沒(méi)有影響，但是氫氧化鈣可能會(huì)加快聚合反應(yīng)。
1.注水殘?jiān)椒治?/p>
80%注水殘?jiān)綖?0μm左右，與鈣基膨潤(rùn)土（20-35μm）粒徑相當(dāng)，能夠?qū)崿F(xiàn)注水殘?jiān)w粒在高聚物三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的填充。
2.注水殘?jiān)芤簯腋⌒?/p>
2.1注水殘?jiān)稚⑿阅軐?shí)驗(yàn)
將注水殘?jiān)砑拥角逅袛嚢?，進(jìn)行分散性試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)注水殘?jiān)芤罕戎氐?.3g/cm3出現(xiàn)攪拌困難，因此我們選用注水殘?jiān)戎乇仨毿∮?.3g/cm3。
2.2注水殘?jiān)芤悍謱訉?shí)驗(yàn)
把分散好的注水殘?jiān)芤海瑪嚢杈鶆蚝?，迅速倒入量筒中觀察沉降時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明注水殘?jiān)芤罕戎剡_(dá)到1.20g/cm3后沉降加快，在生產(chǎn)過(guò)程中聚合時(shí)會(huì)發(fā)生堆積，甚至有可能造成聚合物包裹不全造成注水殘?jiān)摮?。為了滿足注水殘?jiān)w粒的生產(chǎn)要求，選擇比重小于1.20g/ cm3的注水殘?jiān)骸?/p>
3. 聚合物單體的優(yōu)選
陳安等[1]在比重1.1～1.25g/cm3注水殘?jiān)芤褐屑尤氩煌康谋０罚ˋM）攪拌均勻后，倒入量筒中，觀察沉降時(shí)間。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，8～10%單體濃度和比重為1.10～1.20g/cm3的注水殘?jiān)芤阂呀?jīng)可以實(shí)現(xiàn)較好的聚合。為了更大限度的消耗注水殘?jiān)?，降低單體用量，我們選擇8%單體和比重為1.2 g/cm3注水殘?jiān)鰧?shí)驗(yàn)。
4.交聯(lián)劑的優(yōu)選
實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)交聯(lián)劑濃度在0.05～0.15%之間，注水殘?jiān)赡z時(shí)間和顆粒強(qiáng)度能夠滿足要求，為了保證生產(chǎn)效率和注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒質(zhì)量，交聯(lián)劑濃度定為0.1%。
5.引發(fā)劑的優(yōu)選
實(shí)驗(yàn)表明，在溫度一定的情況下，引發(fā)劑濃度越高，反應(yīng)速度越快。為了防止引發(fā)劑濃度高反應(yīng)速度快，短時(shí)間形成爆聚，或引發(fā)劑濃度過(guò)低不易成膠，在10～30℃時(shí)，引發(fā)劑濃度范圍定在0.1%～0.2%。
0根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，確定注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒配方為：
8%單體 + 1.20g/cm3注水殘?jiān)?.1%交聯(lián)劑+0.1%～0.2%引發(fā)劑。
6.注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒性能評(píng)價(jià)
為了檢測(cè)注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒的性能，開(kāi)展了注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒的物性（膨脹時(shí)間、吸水能力、強(qiáng)度、韌性）、適應(yīng)性（高溫老化性、抗鹽）、注入性評(píng)價(jià)。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒具有較好的彈性和韌性，且耐溫抗鹽性能良好，與鈣土凝膠顆粒相當(dāng)。
四、實(shí)施情況及效果
2011年～2012年完井12口，累計(jì)注入注水殘?jiān){(diào)剖劑46212m3，注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒415t，注水殘?jiān)?475t。措施前后對(duì)比，平均注水壓力上升9.3MPa，日注水下降34m3。有可對(duì)比剖面5口，吸水厚度增加24.4m/11n；其中啟動(dòng)新吸水層33.5m/16n，減少?gòu)?qiáng)吸水層9.1m/5n，有效解決了層間矛盾，提高了開(kāi)發(fā)效果。有10口水井對(duì)應(yīng)的18口油井不同程度見(jiàn)到增油效果。措施前后對(duì)比，日產(chǎn)液下降2.4t，日產(chǎn)油上升20.5t，含水下降1.1個(gè)百分點(diǎn)。截止2012年12月，措施累計(jì)增油2576t。
五、經(jīng)濟(jì)（社會(huì)）效益分析
1.投入
該項(xiàng)目實(shí)際投入資金180.7萬(wàn)元。
2.效益
累計(jì)增油2576噸，創(chuàng)效：2576噸×0.4788萬(wàn)元/噸=1233.39萬(wàn)元；
3.投入產(chǎn)出比
投入：產(chǎn)出=180.7：1233.39=1：6.8。
六、結(jié)論與認(rèn)識(shí)
1.油田注水殘?jiān)男院罂梢陨a(chǎn)加工成注水殘?jiān)A(yù)凝膠顆粒，替代凝膠顆粒用于水井調(diào)剖調(diào)驅(qū)，降低了措施成本，提高了注水殘?jiān)幚淼慕?jīng)濟(jì)效益。
2.注水殘?jiān){(diào)剖項(xiàng)目實(shí)施后，措施井注水壓力上升，剖面得到改善，對(duì)應(yīng)油井見(jiàn)到了較好的增油效果，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
污泥處理的意義范文第2篇
關(guān)鍵詞：水廠，污泥處置，綜合利用
1.污泥處置方法
1.1脫水泥餅的陸上埋棄
脫水泥餅的處置是污泥處理的關(guān)鍵問(wèn)題，其中之一就是陸上埋棄。泥餅的陸上埋棄應(yīng)遵循有關(guān)的法律法規(guī)。目前，大部分是利用附近較充裕的空地、荒漠、土坑、洼地、峽谷或是廢棄的礦井等來(lái)埋置泥餅。如果水廠附近沒(méi)有適宜的泥餅埋置地或不允許在附近埋棄，就需要考慮將泥餅運(yùn)到適宜的地方埋棄。泥餅陸上埋棄時(shí)，應(yīng)注意考慮以下一些因素:
(l)有充沛的埋棄場(chǎng)地。
(2)泥餅從水廠送到埋棄地，應(yīng)有安全可靠的運(yùn)輸方案。
(3)對(duì)泥餅的承載能力進(jìn)行測(cè)定。如泥餅的承載能力不佳，還需對(duì)其進(jìn)行各種處理，以提高其承載能力。
(4)泥餅作陸上埋棄后，會(huì)產(chǎn)生壓密沉降，因此泥餅的埋棄深度以3m左右為佳。
(5)泥餅埋棄后，對(duì)其含水率，承載能力要作定期試驗(yàn)，并詳細(xì)記錄。
(6)泥餅埋棄場(chǎng)地最好屬水廠所有，以免出現(xiàn)種種麻煩。如委托其它單位
完成泥餅埋棄工作，則在埋棄之前須簽定合同，保證泥餅?zāi)苷Ｂ駰墶?/p>
1.2泥餅的衛(wèi)生填埋
所謂泥餅的衛(wèi)生填埋，就是將水廠內(nèi)的脫水泥餅同城市垃圾處理場(chǎng)中的生活垃圾一起填埋，用作垃圾處理場(chǎng)的覆土。泥餅衛(wèi)生填埋也是水廠污泥處置的一個(gè)被廣泛采用的方法。垃圾填埋場(chǎng)對(duì)覆土的上質(zhì)要求，一是要達(dá)到衛(wèi)生填埋的要求，二是要兼顧填埋垃圾的土地的最終利用，恢復(fù)土地的利用價(jià)值。水廠脫水泥餅土質(zhì)一般能夠滿足垃圾填埋場(chǎng)的覆土要求。
2.水廠污泥處理的綜合利用
水廠污泥處理的目的是為了減少對(duì)自然水體的污染，保護(hù)環(huán)境。污泥處理費(fèi)用昂貴，會(huì)大大增加水廠的投資和制水成本。因而，如何在污泥處理過(guò)程中綜合利用污泥處理中的各種副產(chǎn)物，回收部分污泥，是一個(gè)極有益的課題。
2.1再生鋁鹽
約有70%的水廠使用硫酸鋁作為混凝劑來(lái)去除原水中的濁度，硫酸鋁的消耗量依據(jù)水源水質(zhì)的不同，從30mg/L到60mg/L，甚至更高，因而混凝劑費(fèi)用在制水成本中占很大的比重。免費(fèi)論文。沉淀池的底泥中一般都含有較多的氫氧化鋁沉淀物，尤其是低濁度原水的污泥中氫氧化鋁的比重更高，氫氧化鋁的存在往往給污泥脫水帶來(lái)困難。從污泥中回收鋁鹽，可以使污泥更容易濃縮和脫水，同時(shí)可以大大減少污泥的總固體量，降低后續(xù)污泥脫水設(shè)備的規(guī)模，減少投資?；厥盏匿X鹽可以用作給水處理的混凝劑，從而可以抵消部分污泥處理運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
從沉淀污泥中回收硫酸鋁，國(guó)外自60年代就己進(jìn)行了很多試驗(yàn)研究。免費(fèi)論文。早期的較為成熟的鋁鹽回收工藝首先從沉淀池排出的污泥首先應(yīng)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臐饪s，回收硫酸鋁較為理想的污泥濃度應(yīng)該在20%以下，然后向濃縮污泥中加入硫酸，氫氧化鋁同硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁，而再次溶于水中，最后加酸反應(yīng)后的泥水進(jìn)行固液分離。
1972年美國(guó)紐約州進(jìn)行了一次中試規(guī)模的回收硫酸鋁試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)他們得出了以下結(jié)論:采用回收鋁鹽作混凝劑，能夠達(dá)到同商業(yè)硫酸鋁相似的凈水效果;使用回收鋁鹽的濾后水濁度約升高0.1JTU;濾后水中的鋁含量稍有升高;回收的鋁鹽可以作為凈水混凝劑使用。由于混凝劑的循環(huán)使用而形成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，在加酸溶解氫氧化鋁的時(shí)候，污泥中的其它雜質(zhì)，如金屬沉淀物鐵、錳、鉻等，各種有機(jī)物質(zhì)，也可能重新溶入水中，而這些從原水中或硫酸中進(jìn)入該系統(tǒng)的雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)多次的循環(huán)，可能得到富集和濃縮，從而影響到出廠水的水質(zhì)。出于這樣的擔(dān)心，在1972年前采用這種鋁回收工藝的多家水廠在1972后都放棄了這種工藝。為了克服用酸直接再生鋁鹽的缺點(diǎn)，美國(guó)于70年代初進(jìn)行了一種離子交換萃取法從沉淀污泥中回收鋁鹽的研究。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得到如下一些結(jié)論:
(l)用離子交換萃取法可回收沉淀污泥中卯%以上的鋁鹽，且再生硫酸鋁的濃度很高。
(2)用離子交換萃取法獲得的硫酸鋁，在質(zhì)量上同新鮮硫酸鋁相仿。
(3)由于萃取劑的選擇性強(qiáng)，所以再生而得的硫酸鋁純度很高，污泥中的其它重金屬不再混合在再生液中。
但是，離子交換萃取法還需解決一些問(wèn)題，如:價(jià)廉，毒性小的萃取劑的選擇;萃取過(guò)程太復(fù)雜，從而使污泥處理的系統(tǒng)變得也很復(fù)雜。由于離子交換萃取法回收的硫酸鋁的純度和濃度較高，鋁的回收率也較高，如果通過(guò)進(jìn)一步研究能夠降低其成本，簡(jiǎn)化工藝流程，它將會(huì)有很大的發(fā)展前途。
2.2再生鐵鹽
在給水處理中，鐵鹽也常被用作混凝劑。鐵盆經(jīng)使用后，基本上變成沉淀物，混合在沉淀污泥中。如何對(duì)水廠的沉淀污泥進(jìn)行適當(dāng)處理，回收其中的鐵鹽，是給水工程中長(zhǎng)期沒(méi)有解決的一大研究課題。鐵鹽的回收和鋁鹽的回收一樣，對(duì)水廠污泥處理具有相似的優(yōu)越性。有資料報(bào)道，以類(lèi)似于鋁鹽的再生辦法，用酸來(lái)再生鐵鹽。在用鐵鹽作混凝劑的沉淀污泥中加入一定量的酸，使污泥的pH值降低，此時(shí)污泥中的氫氧化鐵會(huì)溶于水中。當(dāng)pH值控制適宜時(shí)，溶液中會(huì)有一定量的再生鐵鹽。用酸來(lái)再生鐵鹽，再生率最高可達(dá)60%-70%。免費(fèi)論文。但是要達(dá)到這個(gè)再生率，需向沉淀污泥中加入大量的酸，使沉淀污泥的pH值降到1.5-2.0,該法的缺點(diǎn)是酸的用量大，因而回收鐵鹽的成本很高;酸處理后較低pH值的剩余污泥的化學(xué)調(diào)節(jié)費(fèi)用也高。此法的應(yīng)用還
存在一些問(wèn)題，如再生液中存在剩余還原劑(Na2S)，如何用簡(jiǎn)單的方法將其取出再使用，如何進(jìn)一步降低處理成本等。
3.總結(jié)
脫水污泥也是一種資源，但目前大都還是花錢(qián)請(qǐng)環(huán)保部門(mén)統(tǒng)一處置，這里有一個(gè)行業(yè)合作和市場(chǎng)開(kāi)拓的問(wèn)題。將給水脫水泥餅作填地埋棄處置是一種消極方法，而通過(guò)對(duì)泥餅進(jìn)行加工制作成有用的物品則是積極的，值得推廣的變廢為寶的資源化工程。但是，目前污泥的資源化利用還存在著制造過(guò)程復(fù)雜，成本較高，難以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化以及由于污泥的性質(zhì)不斷變動(dòng)，造成產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定的問(wèn)題。但是從環(huán)保長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來(lái)看，會(huì)有廣闊的前景。因此，如何將污泥資源化利用過(guò)程簡(jiǎn)單化、實(shí)用化、商品化，是一個(gè)函待解決的課題。
參考文獻(xiàn)
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污泥處理的意義范文第3篇
1 前言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于紡織服裝業(yè)CAD/CAM的應(yīng)用要求也越來(lái)越高，二維服裝CAD系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足要求，人們迫切希望借助計(jì)算機(jī)完成一些更加實(shí)用的三維功能。若能直接將二維服裝CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)的衣片，在計(jì)算機(jī)上真實(shí)地模擬出穿在人體上的效果，便可以幫助設(shè)計(jì)師直接在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行著裝效果檢查、服裝裁剪片縫合檢查等工作。這樣就可大大提高服裝從設(shè)計(jì)階段到生產(chǎn)階段間的效率，具有非常重要的實(shí)用價(jià)值。要通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)這一功能，有兩個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題必須解決:1)建立合適的織物變形模型;2)選擇高效而實(shí)用的碰撞檢測(cè)算法。
研究織物變形仿真的方法通常分為三類(lèi):幾何的、物理的和混合的(幾何和物理方法的混合)。純幾何的造型方法很難反映織物的物理特性，因此基于物理的方法研究，近年來(lái)已占據(jù)了主導(dǎo)地位。在織物變形物理仿真模型中[1]，按比擬織物結(jié)構(gòu)的方式又可分為兩大類(lèi):1)離散質(zhì)點(diǎn)型模型:比較典型的有Feynma等建立的質(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格模型、Breen等建立的粒子模型和XProvot等建立的彈簧質(zhì)點(diǎn)模型;2)連續(xù)介質(zhì)型模型:比較典型的有Terzopoulos等建立的彈性變型模型、Liling等建立的空氣動(dòng)力模型、Aono建立的波傳播模型、Collier等建立的有限元模型等。
以上的織物變形物理仿真模型，由于其建模的原理和方法不盡相同，因此，它們適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
我們結(jié)合設(shè)計(jì)虛擬穿衣功能的實(shí)際，認(rèn)為XProvot所建立的彈簧質(zhì)點(diǎn)模型，模型簡(jiǎn)單，易于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，在模擬衣片復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程時(shí)，能夠取得比較真實(shí)的模擬效果和較快的模擬速度。
在模擬三維服裝穿在人體上的真實(shí)效果時(shí)，會(huì)遇到大量的碰撞現(xiàn)象:衣片同人模之間以及衣片自身間的一種相互滲透和穿越。只有很好地解決了滲透和穿越的問(wèn)題，才能逼真地完成虛擬穿衣的模擬過(guò)程。因此，碰撞檢測(cè)是整個(gè)模擬過(guò)程的關(guān)鍵。碰撞檢測(cè)非常耗時(shí)，最簡(jiǎn)單的碰撞檢測(cè)算法是對(duì)兩個(gè)碰撞體中的所有基本幾何元素(通常為三角形)進(jìn)行兩兩相交測(cè)試。
現(xiàn)有的碰撞檢測(cè)算法大致可劃分為兩大類(lèi):空間分解法(spacedecomposition)，和層次包圍盒法(hierarchicalboundingvolumes)。前者是將整個(gè)虛擬空間劃分成相等體積的小單元格，只對(duì)占據(jù)同一單元格或相鄰單元格的幾何對(duì)象進(jìn)行相交測(cè)試。比較典型的方法有八叉樹(shù)和BSP樹(shù)。層次包圍盒法的核心思想是利用體積略大而幾何特性簡(jiǎn)單的包圍盒將復(fù)雜幾何對(duì)象包裹起來(lái)，在進(jìn)行碰撞檢測(cè)時(shí)，首先進(jìn)行包圍盒之間相交測(cè)試，只有包圍盒相交時(shí)，才對(duì)其所包裹的對(duì)象，做進(jìn)一步求交計(jì)算。在構(gòu)造碰撞體的包圍盒時(shí)，若引入樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)，可快速剔除不發(fā)生碰撞的元素，減少大量不必要的相交測(cè)試，從而提高碰撞檢測(cè)效率。比較典型的包圍盒類(lèi)型有沿坐標(biāo)軸的包圍盒AABB(axisalignedboundingboxes)，包圍球(sphere)，方向包圍盒OBB(orientedboundingbox)等。
在本文中，我們充分利用了AABB層次包圍盒法的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在構(gòu)建靜態(tài)人模的AABB樹(shù)時(shí)，又借助層次空間分解法中子空間在空間排列上的有序性和相關(guān)性的思想，將縫合衣片的相對(duì)位置同人模自身的結(jié)構(gòu)信息相結(jié)合，靈活地構(gòu)造人模AABB樹(shù)，這樣減少了需相交測(cè)試的元素，從而提高了碰撞檢測(cè)的效率。
2 織物的變形模型
2.1 織物變形模型的描述
我們建立的織物變形模型是以XProvot的彈簧質(zhì)點(diǎn)模型作為基礎(chǔ)，將織物設(shè)想為一個(gè)個(gè)質(zhì)點(diǎn)集合，質(zhì)點(diǎn)間相互關(guān)系歸結(jié)為質(zhì)點(diǎn)間的彈簧作用。其中彈簧分為三類(lèi):結(jié)構(gòu)彈簧、剪切彈簧和彎曲彈簧，具體構(gòu)成如圖1所示。圖1 織物模型離散成規(guī)則網(wǎng)格
1)結(jié)構(gòu)彈簧:在質(zhì)點(diǎn)Pij和Pi+1，j間，以及Pij和Pi，j+1間的彈簧為結(jié)構(gòu)彈簧，結(jié)構(gòu)彈簧是為了保持質(zhì)點(diǎn)間初始狀態(tài)時(shí)的距離。轉(zhuǎn)貼于
2)剪切彈簧:在質(zhì)點(diǎn)Pij和Pi+1，j+1間，以及Pi+1，j和Pi，j+1間的彈簧為剪切彈簧。剪切彈簧是為了防止織物在自身平面過(guò)渡和不真實(shí)的變形，而給織物的一個(gè)剪切剛性。3)彎曲彈簧:在質(zhì)點(diǎn)Pij和Pi+2，j間，以及Pij和Pi，j+2間的彈簧為彎曲彈簧，彎曲彈簧是為了防止織物彎曲。2.2 質(zhì)點(diǎn)的位移在縫合衣片過(guò)程中，衣片上所有質(zhì)點(diǎn)因受力而產(chǎn)生一定的位移，質(zhì)點(diǎn)位移我們選用Nowton運(yùn)動(dòng)定律來(lái)描述:F外力(i，j)+F內(nèi)力(i，j)=ma(i，j)其中，m是質(zhì)點(diǎn)P(i，j)的質(zhì)量。在本文中，我們假定布料是各向均質(zhì)的，因此，質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量可由衣片總質(zhì)量除以質(zhì)點(diǎn)總數(shù)得到，a(i，j)是該點(diǎn)加速度，F(xiàn)外力(i，j)是該點(diǎn)所受的外力，F(xiàn)內(nèi)力(i，j)是該點(diǎn)所受的內(nèi)力。為了簡(jiǎn)化模型，在我們?nèi)S服裝CAD系統(tǒng)中，只考慮兩種外力:縫合力和重力?？梢杂靡韵鹿絹?lái)表示:F外力(i，j)=F縫合力(i，j)+F重力(i，j)
在衣片縫合過(guò)程中，為了將不同的衣片縫在一起，我們?cè)谝缕瑢?duì)應(yīng)縫合邊上加載縫合力。在模型中，縫合力被定義成對(duì)應(yīng)縫合點(diǎn)之間距離的線性函數(shù)。對(duì)兩個(gè)縫合點(diǎn)pi，j和qi，j間的縫合力，可以按如下公式計(jì)算:F縫合力(i，j)=Cs Dis(pi，j，qi，j) Npi，j-qi，j式中Cs為縫合力系數(shù)，該系數(shù)與織物的縫合性能有關(guān)，通常，較難變形的布料采用較大的縫合力系數(shù);Dis(pi，j，qi，j)表示兩縫合點(diǎn)pi，j和qi，j間的距離;Npi，j-qi，j表示從pi，j點(diǎn)指向qi，j點(diǎn)的單位方向矢量。為了獲得較真實(shí)的仿真效果，我們?cè)谧冃文Ｐ椭锌紤]了衣片所受的重力。質(zhì)點(diǎn)所受的重力可按如下公式計(jì)算:F重力(i，j)=mi，j g式中mi，j為質(zhì)點(diǎn)pi，j的質(zhì)量。在彈簧質(zhì)點(diǎn)模型中，唯一考慮的彈性?xún)?nèi)力是彈簧的彈性變形力，由于采用的是理想的彈簧質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)，可以利用胡克(Hooke)定律來(lái)計(jì)算彈簧的彈性變形力:F內(nèi)力(i，j)=-∑(k，l)∈Rk(Pi，jPk，l-Pi，jPk，l0Pi，jPk，lPi，jPk，l)
其中，k是彈簧的彈性變形系數(shù)，R是P(i，j)鄰點(diǎn)的集合，Pi，jPk，l0表示質(zhì)點(diǎn)P(i，j)與質(zhì)點(diǎn)P(k，l)之間的原始距離，彈簧的彈性變形系數(shù)k可以依據(jù)所選用織物的材料性能參數(shù)曲線確定。
2.3 織物變形模型的求解我們選擇顯式歐拉方法來(lái)求解織物變形模型。求解公式如下:ai，j(t+t)=1mi，jFi，j(t)Vi，j(t+t)=Vi，j(t)+tai，j(t+t)Pi，j(t+t)=Pi，j(t)+tVi，j(t+t)其中，F(xiàn)i，j是質(zhì)點(diǎn)P(i，j)所受所有力的合力，mi，j(t)是質(zhì)點(diǎn)P(i，j)的質(zhì)量，ai，j(t)、Vi，j(t)和Pi，j(t)分別是質(zhì)點(diǎn)P(i，j)在時(shí)間t的加速度，速度和位置。t是系統(tǒng)選定的時(shí)間步長(zhǎng)。
3 基于AABB樹(shù)層次包圍盒的碰撞檢測(cè)
3.1 建立AABB樹(shù)一個(gè)碰撞體的AABB被定義為包含該碰撞體，且邊平行于坐標(biāo)軸的最小六面體。因此，描述一個(gè)AABB，僅需六個(gè)標(biāo)量。在構(gòu)造AABB包圍盒時(shí)，需沿著碰撞體局部坐標(biāo)系統(tǒng)的軸向(X，Y，Z)來(lái)構(gòu)造，所以所有的AABB包圍盒具有一致的方向。
AABB樹(shù)是基于AABB的二叉樹(shù)，按照由上至下的遞歸細(xì)分方式構(gòu)造生成的。在每一次遞歸過(guò)程中，要求取最小的AABB，需沿所選擇的剖分面將碰撞體分為正負(fù)兩半，并將所對(duì)應(yīng)的原始幾何元素(如三角面)分別歸屬正、負(fù)兩邊，整個(gè)遞歸過(guò)程類(lèi)似于空間二叉剖分，只是每次剖分的對(duì)象是AABB，而不是空間區(qū)域。遞歸細(xì)分一直要進(jìn)行到每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)只包容一個(gè)原始幾何元素為止，所以具有n個(gè)原始幾何元素的AABB樹(shù)具有n-1個(gè)非葉子節(jié)點(diǎn)和n個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)。對(duì)于剖分面的選擇，在本文中，選擇垂直AABB的最長(zhǎng)軸，且平分該軸的平面。經(jīng)試驗(yàn)證明，這種方式，在大多數(shù)情況下的算法復(fù)雜度僅為O(nlogn)，較其它的剖分面選擇方法有了極大的提高。至于原始幾何元素的歸屬則應(yīng)依據(jù)幾何元素的重心P在最長(zhǎng)軸上的投影坐標(biāo)。若投影坐標(biāo)大于剖分面的坐標(biāo)(mid)，則在剖分面的正向，否則在負(fù)向，如圖2所示。
圖2 三角面歸屬負(fù)區(qū)域，因?yàn)槠滟|(zhì)心投影坐標(biāo)小于剖分面的基準(zhǔn)坐標(biāo)
3.2 AABB的相交判斷AABB間的相交測(cè)試比較簡(jiǎn)單，兩個(gè)AABB相交當(dāng)且僅當(dāng)它們?cè)谌齻€(gè)坐標(biāo)軸上的投影區(qū)間均相交。通過(guò)投影，我們即將三維求交問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一維求交問(wèn)題。而對(duì)一維求交問(wèn)題，我們則采用SAT(SeparatingAxesTest)[2]法。因SAT無(wú)需求交計(jì)算，只需比較兩個(gè)包圍盒分別在三個(gè)軸向上投影的重疊情況，即可得出相交測(cè)試結(jié)果，非常簡(jiǎn)單?，F(xiàn)以在一個(gè)軸向上的投影情況為例說(shuō)明:圖3 AABBs在X軸向相交判斷。
設(shè)A，B為兩包圍盒，X為投影軸，CA，CB分別為A，B的中心點(diǎn)，PA，PB為點(diǎn)CA，CB在X上的投影。RA，RB分別為包圍盒A，B在X上的投影。若RA+RB
PAPB，(如圖3所示)則在軸向X上A和B不相交，反之在軸向X上A和B鄰接或相53第5期高成英等:虛擬穿衣中織物模型的建立和碰撞檢測(cè)的處理
交。當(dāng)包圍盒A，B在三條軸向上的投影均相交時(shí)，則A，B相交。定義AABB的六個(gè)最大最小值分別確定了它在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影區(qū)間，因此AABB間的相交測(cè)試最多只需六次比較運(yùn)算，非常簡(jiǎn)單快速。
3.3 AABB樹(shù)的更新當(dāng)衣片移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)后，需要對(duì)AABB進(jìn)行更新，根據(jù)定義AABB的6個(gè)最大最小值的組合，可以得到AABB的8個(gè)頂點(diǎn)，對(duì)這8個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)和平移變化，并根據(jù)變化后的頂點(diǎn)計(jì)算新的AABB。當(dāng)衣片發(fā)生變形時(shí)，需要重新計(jì)算AABB樹(shù)中發(fā)生變形了的葉結(jié)點(diǎn)的AABB，再利用變形葉節(jié)點(diǎn)的新AABB來(lái)重新計(jì)算它們父節(jié)點(diǎn)的AABB。這種計(jì)算必須嚴(yán)格按照從下到上的方式進(jìn)行。父節(jié)點(diǎn)AABB的具體求法為:令(Xmax1，Xmin1，Ymax1，Ymin1，Zmax1，Zmin1)和(Xmax2，Xmin2，Ymax2，Ymin2，Zmax2，Zmin2)分別是兩個(gè)變形葉結(jié)點(diǎn)的AABB，則父結(jié)點(diǎn)的AABB即為(max(Xmax1，Xmax2)，min(Xmin1，Xmin2)，max(Ymax1，Ymax2)，min(Ymin1，Ymin2)，max(Zmax1，Zmax2)，min(Zmin1，Zmin2)，只需6次比較運(yùn)算就完成一個(gè)結(jié)點(diǎn)的更新，其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于重新構(gòu)造AABB包圍盒樹(shù)。
3.4 基于AABB樹(shù)的碰撞檢測(cè)算法基于AABB樹(shù)碰撞檢測(cè)算法的核心是通過(guò)有效地遍歷這兩棵樹(shù)，以確定在當(dāng)前位置下，兩個(gè)碰撞體的某些部分是否發(fā)生碰撞，這是一個(gè)雙重遞歸遍歷的過(guò)程。算法描述如下:step1：分別為人模和衣片構(gòu)造AABB樹(shù)。step2：人模的AABB樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)遍歷衣片的AABB樹(shù)。如果發(fā)現(xiàn)人模AABB樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)的包圍盒與衣片AABB樹(shù)內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的包圍盒不相交，則停止向下遍歷；如果遍歷能到達(dá)衣片AABB樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)，再用該葉節(jié)點(diǎn)遍歷人模AABB樹(shù)。如果能到達(dá)人模AABB樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)一步進(jìn)行基本幾何元素間的相交測(cè)試。step3：檢測(cè)基本幾何元素間是否相交。3.5 自碰撞檢測(cè)在衣片縫合過(guò)程中，除了衣片同人模之間的碰撞外，由于衣片的動(dòng)態(tài)變形，使得衣片與衣片自身間也有碰撞現(xiàn)象，因此必須進(jìn)行進(jìn)一步的自相交檢測(cè)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們利用三角形表面曲率來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算。當(dāng)鄰近三角形法線的夾角較小時(shí)，它們不可能發(fā)生碰撞，只有當(dāng)夾角超過(guò)閾值，才有可能碰撞。我們?yōu)槊總€(gè)三角形建立它的臨近三角形列表，通過(guò)判斷每個(gè)三角形的所有鄰近區(qū)域的三角形表面曲率，來(lái)排除大部分不可能相交的情況，從而簡(jiǎn)化了計(jì)算。
4 虛擬穿衣的具體實(shí)現(xiàn)步驟
(1)讀入二維服裝CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)的衣片
(2)選擇所有需要縫合衣片的對(duì)應(yīng)的縫合邊
(3)將二維衣片離散并形成初始的彈簧質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)a)將衣片離散成規(guī)則四邊域網(wǎng)格，再將四邊域網(wǎng)格的對(duì)角線相連，形成規(guī)則三角形網(wǎng)格的彈簧質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)。三角形的頂點(diǎn)形成質(zhì)點(diǎn)，三角形的邊形成相應(yīng)的彈簧。衣片的三角化，正是為方便地建立衣片的AABB樹(shù);b)按質(zhì)點(diǎn)間的相應(yīng)關(guān)系，加入各種彈力。在離散衣片時(shí)，需特別注意的是在(2)中所選擇的對(duì)應(yīng)縫合邊的長(zhǎng)度一定要相等，且當(dāng)衣片離散化時(shí)，在對(duì)應(yīng)縫合邊上的原始幾何元素(這里為三角形)的個(gè)數(shù)也應(yīng)相同。若在(2)中所選擇的對(duì)應(yīng)縫合邊長(zhǎng)度不等，或原始幾何元素個(gè)數(shù)不同時(shí)，系統(tǒng)將需做一些預(yù)處理:將其中一條縫合邊的所有信息刪除，將另一條縫合邊的相應(yīng)信息賦給它。轉(zhuǎn)貼于
(4)將衣片交互式地放置在人體模型附近的初始位置在該步驟中，首先，給每一縫合衣片賦一個(gè)別名(系統(tǒng)自定義的標(biāo)準(zhǔn)別名:左前片，右前片，左后片，右后片等)，根據(jù)每一衣片的別名，衣片被自動(dòng)地放置在人體模型附近的相應(yīng)初始位置上。
(5)分別為人模和衣片建立AABB樹(shù)本文中所涉及的兩個(gè)碰撞體，分別為人模和衣片，其中人模在整個(gè)動(dòng)態(tài)模擬過(guò)程中為靜態(tài)的，因此，只需在初始化時(shí)構(gòu)造一次AABB樹(shù)即可。為了進(jìn)一步提高碰撞檢測(cè)的效率，我們?cè)跇?gòu)造人模的AABB樹(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)(4)中得到的縫合衣片別名，結(jié)合人模的幾何結(jié)構(gòu)，靈活構(gòu)造人模的AABB樹(shù)。例如:假設(shè)我們?cè)?4)中，得到衣片分別為:左前片，右前片，左后片，右后片。我們即可知，將要縫合的為一件四片裁剪片的上衣，所以在構(gòu)造人模的AABB樹(shù)，我們只取人模上半身數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)造人模的AABB，具體層次結(jié)構(gòu)如圖4所示。在進(jìn)行人模和衣片間碰撞檢測(cè)時(shí)，根據(jù)衣片的別名分別進(jìn)行局部檢測(cè)，(例如:左前片，就只需和人模AABB樹(shù)第三層最左邊的結(jié)點(diǎn)，左前半身的AABB進(jìn)行碰撞檢測(cè))有效地減少了需要碰撞檢測(cè)的元素。系統(tǒng)根據(jù)所縫合的衣片不同，建立的人模AABB樹(shù)亦不相同。圖4 人模的AABB樹(shù)層次結(jié)構(gòu)圖
(6)動(dòng)態(tài)變形模型的計(jì)算根據(jù)衣片的縫合信息，我們?cè)谝缕膶?duì)應(yīng)縫合邊上加載縫合力。在縫合力、重力和衣片上各質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)部彈力的共同作用下，二維衣片將逐步變形，并逐漸被縫合在一起，整個(gè)縫合過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的迭代過(guò)程。在動(dòng)態(tài)迭代過(guò)程中，要同時(shí)進(jìn)行大量的人?！缕g，及衣片—衣片間的碰撞檢測(cè)處理，并給出相應(yīng)碰撞響應(yīng)(當(dāng)有碰撞現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，要重新調(diào)整碰撞點(diǎn)處的位置，避免發(fā)生穿越和滲透)的處理?？p合過(guò)程結(jié)束后，便可以得到縫合好的三維服裝穿在靜態(tài)人模上的效果。
5 結(jié)束語(yǔ)實(shí)驗(yàn)證明，本文所采用的織物變形模型———彈簧質(zhì)點(diǎn)模型，模型簡(jiǎn)單，能夠較真實(shí)地反映虛擬環(huán)境下的織物特性。所采用的基于AABB的層次包圍盒碰撞檢測(cè)算法，除了AABB層次包圍盒自身在碰撞檢測(cè)上的較高性能外，算法還從以下幾方面提高了碰撞的檢測(cè)效率:
1)將縫合衣片的相對(duì)位置同人模自身的結(jié)構(gòu)信息相結(jié)合，靈活地構(gòu)造人模AABB樹(shù)，減少了人模和衣片之間不可能相交元素碰撞檢測(cè)的次數(shù);
2)AABB包圍盒的相交判斷中，采用SAT方法進(jìn)行包圍盒之間的交疊判斷，降低了算法的復(fù)雜度，提高算法效率。
3)衣片之間的碰撞判斷，利用了每個(gè)三角形相鄰區(qū)域的三角形表面曲率來(lái)簡(jiǎn)化求交判斷。
污泥處理的意義范文第4篇
關(guān)鍵詞：活性污泥工藝 泡沫 Nocardioform actinomycetes；Microthrix parvicella 形成和控制
0 引言
目前，世界范圍內(nèi)大多數(shù)城市污水處理廠采用活性污泥法處理工藝。普遍存在的問(wèn)題之一就是曝氣池表面常常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的泡沫，大量的泡沫使曝氣池表面被覆蓋，若從池中溢出會(huì)引起外部設(shè)備及外部池壁的污染，嚴(yán)重影響了周?chē)沫h(huán)境，給污水處理廠的運(yùn)行和管理帶來(lái)了困難，同時(shí)也使出水水質(zhì)惡化。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外污水處理廠的調(diào)查，大多數(shù)都不同程度地受到泡沫問(wèn)題的影響，特別是采用延時(shí)曝氣工藝的污水廠更是如此。
1 泡沫的形成
活性污泥工藝中，泡沫的形成一般有以下幾種形式，主要包括工藝運(yùn)行初始時(shí)期形成泡沫、反硝化作用起泡、表面活性劑起泡以及生物泡沫等[1]。生物泡沫粘度大，呈黃褐色，具有穩(wěn)定、持續(xù)、較難控制的特點(diǎn)。
1.1 工藝運(yùn)行初期形成泡沫
曝氣池開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，特定表面活性劑對(duì)有機(jī)物的部分降解作用形成泡沫，并使泡沫迅速增長(zhǎng)。這些泡沫一般呈白色且質(zhì)輕，當(dāng)活性污泥達(dá)到成熟時(shí)消失。
1.2 反硝化作用起泡
由于在二沉池或曝氣不足的地方會(huì)發(fā)生反硝化作用，使微小的氮?dú)鈿馀葆尫懦鰜?lái)，從而使污泥的密度減小，有利于其上浮，產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在二次沉淀池中表現(xiàn)明顯，且產(chǎn)生的懸浮泡沫通常不穩(wěn)定。
1.3表面活性劑起泡
污泥處理的意義范文第5篇
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，大量新建的城市污水處理廠在不斷的投入運(yùn)行，但隨之而來(lái)污泥處理則成為新的污染問(wèn)題。因此，對(duì)污水處理技術(shù)予以充分重視的同時(shí)，能否解決好污泥問(wèn)題也是污水凈化成功與否的決定性因素之一，因而有必要加強(qiáng)污泥處理與利用的研究。
污水處理廠的污泥一般是由松散的物質(zhì)組成，含水率較高（95%～99%），體積龐大，性質(zhì)很不穩(wěn)定，極易腐化，不利于運(yùn)輸和處置，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行減容化和穩(wěn)定化處理，使含有病原微生物、散發(fā)出惡臭的腐化物質(zhì)數(shù)量減少并使其分解。穩(wěn)定化是污泥處理工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和主要目的。穩(wěn)定的方法有好氧消化、厭氧消化、污泥堆肥、熱解和化學(xué)穩(wěn)定等方法。消化池是利用厭氧發(fā)酵的方法來(lái)達(dá)到污泥穩(wěn)定化的目的，污泥堆肥是采用好氧的方式達(dá)到穩(wěn)定化的目的，焚燒法是在極端條件下取得無(wú)機(jī)物的徹底礦化。
在污泥處理技術(shù)中污泥厭氧消化投資高，污泥處理部分投資和運(yùn)行費(fèi)用約占污水處理廠的20～40%，同時(shí)由于其技術(shù)復(fù)雜性，能夠正常運(yùn)行的很少。針對(duì)這種情況，近年來(lái)國(guó)內(nèi)在中小型（甚至大型）污水處理廠大多采用國(guó)外引進(jìn)的延時(shí)曝氣氧化溝、SBR等低負(fù)荷工藝。首先，低負(fù)荷曝氣池的池容和設(shè)備是中、高負(fù)荷活性污泥工藝的幾倍，相應(yīng)的投資要高幾倍；其次，延時(shí)曝氣對(duì)污泥采用好氧穩(wěn)定，能耗比中、高負(fù)荷活性污泥工藝要高40～50%左右。從可持續(xù)發(fā)展角度講，大規(guī)模的采用延時(shí)曝氣的低負(fù)荷工藝是不適合中國(guó)國(guó)情的。
1.1 污泥的定義
在污水處理領(lǐng)域，對(duì)于污泥和污泥穩(wěn)定化程度的概念是模糊的，明確污泥的定義和建立污泥穩(wěn)定化程度評(píng)價(jià)指標(biāo)，找出可行的測(cè)定污泥穩(wěn)定化（降解程度）的指標(biāo)具有重要意義。
污泥一詞也不是一個(gè)科學(xué)的定義，自然界中污泥的產(chǎn)生是與水體中固體物的沉積有關(guān)，一般稱(chēng)為淤泥。從這個(gè)意義上講只有沉淀下來(lái)的顆粒物才成為污泥。在科學(xué)界對(duì)污泥的定義也是不同的，比如化學(xué)上是根據(jù)顆粒尺寸來(lái)定義水中有機(jī)物形態(tài)：溶解性（＜0.001μm）、膠體（0.001～1.0μm），超膠體（1～100μm）和可沉物（＞100μm）。工程上是通過(guò)采用的分離方法來(lái)定義無(wú)機(jī)物的形態(tài)，一般講污泥是大于濾紙或過(guò)濾器孔徑（如1～4μm）的顆粒物質(zhì)，這包括化學(xué)家定義的部分超膠體和可沉物。
污泥的降解過(guò)程經(jīng)歷了固體的液化和水解，雖然液化和水解兩詞在描述污泥甲烷化之前產(chǎn)生的中間產(chǎn)物是可互用的，但它們不是嚴(yán)格的同義詞。水解是有明確定義的化學(xué)名詞，是指復(fù)雜化合物加水分解為小分子的過(guò)程（可以用于超膠體、膠體和溶解性物質(zhì)）。而液化的定義是相當(dāng)任意的，液化僅涉及到將固體物質(zhì)轉(zhuǎn)移到液相，因此液化的對(duì)象是污泥。從工程上的定義可知，如果污泥在分解或降解過(guò)程中尺寸發(fā)生變化，當(dāng)其粒徑小于過(guò)濾器孔徑時(shí)，就可認(rèn)為已經(jīng)完成了污泥分解或降解過(guò)程。
1.2 污泥穩(wěn)定化定義
污泥穩(wěn)定化的含義針對(duì)污泥中有機(jī)質(zhì)而言，事實(shí)上是與污泥中有機(jī)物的礦化過(guò)程相關(guān)的。所謂有機(jī)物的礦化過(guò)程（污泥的穩(wěn)定化）是在一定條件下，通過(guò)物理化學(xué)或生化反應(yīng)，使污泥中的有機(jī)物發(fā)生分解或降解為礦化程度較高的無(wú)機(jī)化合物，如H2O／CO2或CH4／CO2的過(guò)程。根據(jù)定義污泥的穩(wěn)定化不僅與有機(jī)物含量有關(guān)，其還與是否在一定條件下有機(jī)物的分解或降解反應(yīng)有關(guān)，這里所謂一定條件是指時(shí)間和環(huán)境條件。例如，在采用厭氧UASB工藝處理污水中形成的顆粒污泥，其有機(jī)質(zhì)的含量有時(shí)高達(dá)90%以上，但是其在環(huán)境中是穩(wěn)定的，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不再發(fā)生（明顯發(fā)生）降解反應(yīng)，也可以認(rèn)為它是穩(wěn)定的。
評(píng)價(jià)污泥的穩(wěn)定化程度有好氧和厭氧的多種測(cè)定方法，但是目前缺乏標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性。一般可以用污泥中有機(jī)物的減少程度或產(chǎn)物的生成量來(lái)衡量，在污泥厭氧消化工藝中，人們一般是采用甲烷的產(chǎn)量來(lái)評(píng)價(jià)污泥穩(wěn)定化程度；也有采用污泥的減量來(lái)評(píng)價(jià)污泥的穩(wěn)定性。但是，由于在生物反應(yīng)過(guò)程中有機(jī)物的降解是與微生物的增殖同時(shí)發(fā)生，所以不能僅僅以污泥的減量來(lái)直接評(píng)價(jià)污泥穩(wěn)定化過(guò)程。同時(shí)，也不宜采用污泥中有機(jī)物的比值（如MLVSS／MLSS）來(lái)直接衡量污泥的穩(wěn)定化程度。
2 污泥穩(wěn)定性的測(cè)試方法
2.1污泥堿解試驗(yàn)研究
在強(qiáng)堿的條件下，各種有機(jī)物均可快速發(fā)生水解。采用堿解污泥的方法，可以在較短的時(shí)間內(nèi)考察污泥中化合物分解的情況。通過(guò)堿解試驗(yàn)可了解污泥最大可水解的量，這間接代表厭氧條件下污泥水解最大可能程度。這一方法是物化方法，間接地反映了污泥可生物降解的量。測(cè)試是在恒溫的裝置（圖1a），采用氫氧化鈉試劑在厭氧條件下攪拌反應(yīng)24小時(shí)，測(cè)定液化的COD的變化程度，被用來(lái)做為評(píng)價(jià)污泥可以達(dá)到的最大液化程度。
2.2 污泥厭氧穩(wěn)定化試驗(yàn)
通過(guò)測(cè)定污泥在厭氧條件下產(chǎn)氣來(lái)判定污泥的穩(wěn)定化程度，這是污泥厭氧消化的基礎(chǔ)。試驗(yàn)方法是將污泥放入30℃的培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)，在100 d的試驗(yàn)期間有機(jī)物得到最大程度的降解，通過(guò)測(cè)量甲烷產(chǎn)量評(píng)價(jià)有機(jī)物的降解量。試驗(yàn)裝置是在錐形瓶中放入一定量的污泥，要求其污泥濃度大約為5 gVSS／L，將錐形瓶放置于30℃的恒溫水浴箱中，每日人工搖動(dòng)混合1～2次。污泥降解產(chǎn)生的氣體，進(jìn)入分液漏斗，漏斗中為濃度1.5% NaOH溶液吸收氣體中的CO2，測(cè)量量筒中液體體積即為污泥產(chǎn)生的甲烷（CH4）氣體體積（圖1b）。
2.3 污泥液化和酸化試驗(yàn)
污泥厭氧降解試驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間長(zhǎng)（需100 d），其實(shí)用意義不大。因此須開(kāi)發(fā)一種較快的評(píng)價(jià)污泥穩(wěn)定性的方法。由于在水解（酸化）階段污泥形態(tài)發(fā)生變化，而甲烷化階段是由小分子（已不是污泥）轉(zhuǎn)化為沼氣的過(guò)程，也就是說(shuō)污泥的降解或穩(wěn)定化僅僅發(fā)生在水解階段，所以可采用污泥液化率評(píng)價(jià)污泥穩(wěn)定性。由于污泥液化時(shí)間短，可以忽略甲烷的產(chǎn)生，反應(yīng)器是敞開(kāi)并帶有攪拌裝置進(jìn)行。
2.4 試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)是用5升溫控反應(yīng)器（圖1c），所采用的污泥取自方莊污水處理廠初沉池排放的污泥。取24、48和72小時(shí)混合樣（保持在4℃冰箱內(nèi)的）。SS的測(cè)定采用濾紙（孔徑4.4 mm）過(guò)濾，過(guò)濾液的VFA采用氣相色譜法分析。COD的分析采用微量COD方法，其他全部按標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定。CODt為原污水或污泥-COD、CODd為離心樣品COD。
2.4.1 堿解試驗(yàn)結(jié)果
由于污泥堿解穩(wěn)定化程度與用堿量、污泥濃度和環(huán)境溫度有一定的關(guān)系，采用正交試驗(yàn)的方法對(duì)最佳堿解條件進(jìn)行探索。試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和結(jié)果見(jiàn)表1。
從表1的數(shù)據(jù)分析污泥濃度與加堿量的關(guān)系，可知存在一個(gè)加堿量的下限，如果加堿量低于這個(gè)下限，堿解效果就極差。比較1號(hào)和9號(hào)試驗(yàn)，它們的加堿量均為0.08g／g，但堿解效果卻相差很遠(yuǎn)，這說(shuō)明加堿量下限在0.08g／g附近。NaOH劑量大于0.08g／g時(shí)，經(jīng)過(guò)24h.反應(yīng)后pH值仍在8～9之間，說(shuō)明加堿量是過(guò)量的。但當(dāng)NaOH劑量不足時(shí)（4號(hào)試驗(yàn)），最終pH值呈中性，說(shuō)明堿已耗盡，同時(shí)堿解率也不足，7號(hào)試驗(yàn)得到的效果更差。污泥堿解24小時(shí)后，其溶解出的CODd占總CODt的范圍比例與加堿量、污泥濃度有一定關(guān)系。如表所示，每克污泥加堿量范圍在大于0.10gNaOH時(shí)，堿解效果較好，一般的堿解率大于35%。
