活性污泥中干物质含量的测定

水质分析中，会涉及到水体中固体物质、有机成分含量的测定，参数包括亲脂性物质、水化指标、总磷量、总氮量、COD化学需氧量和重金属含量等。本文着重介绍如何使用实验室微波设备对水质进行更简单、快捷的分析。

能够反映活性污泥特性的两个重要参数为干物质含量TS和有机干物质含量oTS。对活性污泥中干物质进行残留量样本分析的常规步骤为：样本的干燥、干燥皿中的样本冷却、样本称重、在干燥箱中干燥至重量恒定、取出样本、干燥器冷却、再次秤量样本重量。

有机干物质含量oTS的测定

不论是在干燥器中测定TS的含量还是在普通的隔焰炉中测定oTS含量，都是既费时又费力的工作。干燥和焚化常常要耗费几小时，干燥皿冷却也耗费时间，光是样本的处理时间就已经花费掉了一整个工作日，样本检测只有放在第二天才能做。

利用微波技术的湿法检测

CEM公司为了解决上述问题，把Smart Turbo微波水分-干物质分析仪和Ph?nix隔焰炉结合使用，开发了一套全新的检测方案。它能够在几分钟内完成样本的干燥和焚化。利用快速检测的结果对技术设备进行控制和调整，甚至可以在货车供货时提供及时的检测结果。

在Smart Turbo微波水分-干物质分析仪中，污泥样本放置在吸湿的样本载体上，再一并放入秤量天平上（见图2），温度传感器控制着微波分析仪的辐射量，对消解的样本进行加热。Smart Turbo微波分析仪能够一直保持着DEV方法中规定的干燥温度105℃。这样一来，得到的检测结果就可以与干燥器检测值相互比较了。为了能够达到与使用干燥器和分析天平的DEV方法相同的检测精度，Smart Turbo微波分析仪中带有内置的、称量精度达0.0001g的秤量天平。这一内置称量天平不断的采集样本的重量数据，保证在干燥过程中，重量恒定时，几分钟内切断电路（典型时间为2min）。干燥过程中所产生的水蒸汽经通风系统快速排出被测样本所在的空间，可以减少出错的可能性，提高检测的精度依靠的都是Smart Turbo微波分析仪的高自动化：操作者只需把检测样本放到样本载体上、按下干燥开始按钮就可以了。

微波干燥器自动检测样本的重量，烘干样本，在干燥过程中不断的秤量样本重量，以便最快的检测到干燥结束的时刻，随后，仪器会自动计算出分析结果，经内置的显示屏、通讯接口或者打印机输出检测结果。另外，Smart Turbo微波分析仪也可以连接一个条码扫描仪。内置的分析天平也是防尘密封的，在使用中几乎不会受到损伤。Smart Turbo微波分析仪可以在污水净化处理厂的任一角落使用，快速提供分析结果。

可滤除物质的测定

Smart Turbo微波水分-干物质分析仪所使用的控制软件也带有检测固体悬浮物的功能。对被测水样进行过滤，Smart Turbo分析仪可将过滤后的物质在2min内干燥。在干燥结束后，微波分析仪自动的计算出被测污水样本中的TSS总悬浮固体物的含量。

oTS检测的替代方案

在oTS有机固体物的检测中使用的是Phönix隔焰炉（见图3）。传统的常规隔焰炉消耗能源很多，焚化过程要持续几个小时，而且干燥器中的坩埚冷却也要等待很长时间。采用螺旋电热丝加热Phönix隔焰炉发热元件的质量很小，能快速接收微波辐射的能量使得炉壁能在几分钟内加热到理论温度。也可快速对温度变化进行调节。

隔热陶瓷材料高空气流量保证了污泥样本的快速燃烧，也保证了整个系统很好的通风。CEM特种坩埚能够在离开隔焰炉几秒钟内冷却下来却不吸湿。这也省去了转化到干燥皿中去的麻烦，加快了再次秤量的速度。通风排气管直接连接到仪器设备上，也保证了设备本身以及周围环境不会积留下大量的灰尘。活性污泥在Phönix隔焰炉内的全部焚化过程只需5min。随后将坩埚和坩埚内的焚化残留物从隔焰炉内取出，冷却20s，就可以放入秤量天平中秤量了。包括秤量和oTS含量计算在内，整个检测可以在10min内完成。

快速、可靠地测定亲脂性物质

Smart Turbo微波水分-干物质分析仪可以与MMR模块配套使用。这样组合起来的仪器设备称之为Smart Trac II，能在8s内完成水或者活性污泥中脂肪、油脂和亲脂性物质含量的测定。且操作比传统的干燥器更简单，更环保。

水化指标中总磷的检测

在环境检测分析时磷含量的检测是不可或缺的。传统的沸点检测法是一种非常费时的方法。作为快速替代解决方案，被测样本只需在特制玻璃试杯中用Mars 6微波分析仪辐射30min就可完成，可同时对24个样本进行分解。然后将玻璃试杯中抽取少许，达到规定的标记高度，在光谱仪中对磷含量进行测定。类似于总磷量的检测，利用Mars 6微波分析仪也可以对铬酸进行分析，测定COD化学需氧量。在重金属含量的光谱分析时，也可以用Mars 6微波分析仪检测水中硝酸的含量以及活性污泥中的王水含量是否符合标准。

与DEV检测方法很好的一致性

TS含量和oTS含量比较可证明：Smart Turbo微波水分-干物质分析仪和Phönix隔焰炉的检测结果与DEV检测方法的结果有着很好的一致性。包括可滤除物质和亲脂性物质含量的检测也都能在很短的时间内完成。还可以完成总磷量、COD化学需氧量和重金属含量的检测。检测仪的操作非常简单，受过操作培训的人员轻松的独立操作。

折光率

Anton Paar公司研发生产的折光仪是检测液体、凝胶和固体颗粒物折光率和浓度的仪器设备。折光率是一个无量纲的、与材料物理特性有关的量。折光率表示的是光线在介质内的速度与标准环境中光线在真空中速度的比值。介质的密度越高，光线在介质中的速度就越低，折光率就越高。折光率与温度T、波长λ有关。