污泥含水率是污水处理、污泥处理过程中的重要指标，目前通常采用CJ/T 221-2005《城市污水处理厂污泥检验方法》中的重量法进行测量。重量法是通过污泥烘干后的质量与污泥初始质量的比值进行计算，该方法操作简单，但是耗费时间较长，不能快速、及时得到污泥的含水率。在选择合适的方法准确而快速地得到污泥含水率方面已经进行了许多工作，本文选择奥豪斯MB45水分测定仪，对污泥的含水率进行测量并与标准重量法的测量结果进行比较，进而分析了污泥含水率快速测量方法的合理性。
1 含水率试验仪器及测试方法
1.1 主要仪器
奥豪斯水分测定仪(MB45) ， 电热鼓风干燥箱，恒平电子天平(JA2003)，箱式电阻炉(SX-4-10)。
1.2 标准重量法
用已恒重为m1 的蒸发皿称取经捣碎均匀的污泥样品用电子天平称取约20 g，该样品准确称至0.001 g 记为m。放入105 ℃鼓风干燥箱中干燥2 h，取出放入干燥器中冷却至室温，称重，反复多次，直至恒重记为m2。污泥中含水率ω 的数值，以%表示。
1.3 快速测量试验方法
按奥豪斯水分测定仪MB45型使用说明书设置一定加热温度(如130 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃)，在样品盘上放置一定质量(约1g、3 g、5 g、10 g)的污泥，合上加热系统进行测定，直到测定仪显示含水率测量结果和测试时间。
2 含水率测量结果与讨论
污泥样品取自北京市昌平区某污水处理厂脱水后污泥。
2.1 标准重量法测量结果
取3 份污泥样品，均约20 g，做平行实验。对测量结果取平均值，污泥含水率为89.3 %。测试时间为4~5 小时。
2.2 样品质量及加热温度对快速测量的影响
采用快速测量试验方法测量污泥的含水率。用电子天平JA2003型称取不同质量的污泥，在设定不同加热温度下含水率的测量结果，并与标准重量法测量结果进行比较。可以看出，样品质量较小时(约1 g、3 g、5 g)，含水率的测量结果波动较大，与标准重量法测量结果的相对误差较大。随着样品质量的增加，测量结果的波动逐渐变小，当样品质量增加至约10 g 时，不同温度下测得的含水率与标准重量法测量结果十分接近。选择样品质量约10 g 的测量结果做进一步分析。当样品质量为约10 g 时，不同加热温度下含水率测量结果、同标准重量法测量值的相对误差以及测试时间。可以看出，在加热温度为130~180 ℃条件下，含水率的测量值与标准重量法测量值十分接近，相对误差为0.5 %左右；当温度上升至200℃，相对误差达1.0 %。测试时间表明，随着加热温度的升高，测试时间明显减少，至180 ℃降至1430 s，即约24 min；加热温度为200 ℃，测试时间略有回升。
2.3 样品形状对快速测量的影响
为了考察污泥样品形状对快速测量的影响，对质量为约10 g、 样品形状为整块的污泥，设置加热温度为180 ℃进行了含水率的快速测量，并与前述样品为均匀分散的测量结果进行比较。可以看出，样品形状对测量结果有一定影响，当污泥为整块时，含水率测量结果相对误差较大，而且测试时间明显增加。因此，为了缩短测量时间，并使测量结果更为准确，应当对放置的样品先进行均匀分散处理。
3 含水率快速测量方法合理性分析
为了对污泥含水率快速测量方法的合理性进行分析，对2.1节中3 份用标准重量法测量完含水率的污泥样品继续进行加热试验。试验时把烘箱依次升温至130 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃，记录不同温度下恒重后蒸发皿加恒重后污泥样品质量，并将此数值替代1.2 节中公式(1)中的m2(105 ℃时测量值)，计算对应条件下测得的含水率，所有测量计算结果取平均值。用烘箱测量的不同温度下含水率及相对误差。结果表明，温度升至180 ℃，相对误差仅有0.37 %；温度升至200 ℃，相对误差达1.1 %。这与奥豪斯MB45水分测定仪的测量值趋势一致。再将200 ℃烘完的3 份样品放入箱式电阻炉，升温至550 ℃测量总有机物质量。根据测量值计算不同温度段的有机物占总有机物质量的比例。可以看出，温度段105~180 ℃对应的有机物占总有机物质量的比例仅为4.0 %，温度段180~550 ℃对应的有机物占总有机物含量达到96.0 %。因此，当污泥含水率较高(例如≥80 %)时，如果将奥豪斯水分测定仪温度设置为180 ℃进行测量，把测量值与标准重量法得到的结果比较，相对误差就会很小，这说明含水率快速测量方法是合理的。当不考虑仪器误差时，可以根据污泥含水率、有机物含量以及温度段105~180 ℃对应的有机物占总有机物质量的比例来预估卤素快速水分测定仪在加热温度设置为180 ℃时含水率的测量值，计算方法如公式(2)。
ωg=ω+(1-ω)αφ (2)式中：ωg——卤素快速水分测定仪测量污泥含水率的预估值；ω——标准重量法测得污泥含水率；α——污泥有机物含量；φ——105~180 ℃对应有机物在总有机物中占比。对不同含水率的污泥，表5 给出了根据公式(2)得到的快速测量预估值，其中假定α=50 %，φ=4 %。可以看出，污泥含水率较低时，采用快速测量法的预估值相对误差较大；随着污泥含水率的增加，快速测量法的预估值与污泥含水率的实际值越来越接近，当含水率为80.0 %时，预估值为80.4 %，相对误差仅为0.5 %。计算数据表明，当污泥含水率≥80 %时，选择180 ℃加热，快速
测量污泥含水率是可行的；当污泥含水率较低(例如≤50 %)时，则可以根据实际需要，在满足误差要求的前提下，选择使用快速测量法。
4 结论
通过对污泥含水率快速测量方法的试验研究和计算分析，得到以下结论：取污泥样品质量为约10 g，设置加热温度为180 ℃，使用卤素快速水分测定仪能够快速、准确地测量污泥含水率。测试时间约24 min，远小于标准重量法的测试时间4~5 小时；同标准重量法测量值的相对误差为0.48 %。
