水處理用人工陶粒濾料

××/T××××—××××PAGEIIPAGE1中華人民共和國建設部發(fā)布××××-××-××實施××××-××中華人民共和國建設部發(fā)布××××-××-××實施××××-××-××發(fā)布水處理用人工陶粒濾料ArtificalCeramsiteFiltermaterialforwatertreatment（征求意見稿）CJ/T××××—××××CJ中華人民共和國城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準ICS備案號：CJ/T××××—××××PAGEI目次TOC\f\h\t"前言、引言標題,附錄標識,參考文獻、索引標題,章標題,附錄章標題"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14技術(shù)要求 15檢驗項目與方法 26標志、包裝、運輸和貯存 2附錄A（規(guī)范性附錄）檢驗方法 3A.1總則 3A.2取樣 3A.3檢驗方法 3TOC\f\h\t"附錄圖標題"圖 A1BET圖 7圖 A2容量法比面積測定儀 8圖 A3重量法比表面積測定儀 8圖 A4氣相色譜法比表面積測定儀 9TOC\f\h\t"正文表標題"表1人工陶粒濾料項目限值規(guī)定 2TOC\f\h\t"附錄表標題"表 A1篩分記錄 4前言為規(guī)范人工陶粒濾料的產(chǎn)品質(zhì)量，促進行業(yè)的發(fā)展，特制定本標準。本標準對水處理用人工陶粒濾料的術(shù)語、規(guī)格、技術(shù)要求、檢測項目及方法等進行規(guī)定。本標準附錄A為規(guī)范性附錄。本標準由建設部標準定額研究所提出。本標準由建設部給水排水產(chǎn)品標準化技術(shù)委員會歸口。本標準主編單位：中國市政工程中南設計研究院本標準參編單位：北京佳瑞環(huán)境保護有限公司本標準主要起草人：PAGE1水處理用人工陶粒濾料范圍本標準規(guī)定了水處理用人工陶粒濾料的技術(shù)要求、檢驗方法等。本標準適用于水處理用人工陶粒濾料，包括以火山頁、頁巖、粉煤灰或粘土等為原料加工而成的陶粒濾料。規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB/T6003.1金屬絲編織網(wǎng)試驗篩GB/T6003.2金屬穿孔板試驗篩GB/T6003.3電成型薄板試驗篩術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標準。水處理watertreatment包括城市供水、城市生活污水、工業(yè)廢水、污水再生利用等水質(zhì)凈化過程。人工陶粒濾料ArtificalCeramsiteFiltermaterial以火山頁、頁巖、粉煤灰或粘土等為原料加工而成作為過濾介質(zhì)的粒狀填料。不均勻系數(shù)(K80)經(jīng)篩分，通過濾料重量80%的篩孔孔徑與通過濾料重量10%的篩孔孔徑的比值。密度density在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。表觀密度apparentdensity質(zhì)量與表觀體積之比。表觀體積是實體積加閉口孔隙體積。堆積密度pileddensity散粒材料在規(guī)定裝填條件下單位體積的質(zhì)量?？障堵蕍oidfraction散粒材料在自然堆積狀態(tài)下，其中的空隙體積與散粒材料在自然狀態(tài)下的體積之比的百分率。鹽酸可溶率dissolutionrateinhydrochloricacid在1＋1鹽酸中溶解的質(zhì)量百分率。含泥量silt-carryingcapacity小于0.08mm的塵屑和粘土的質(zhì)量百分率。比表面積specificsurface單位質(zhì)量（或單位體積）固態(tài)物質(zhì)的表面積。技術(shù)要求人工陶粒濾料不應使濾后水產(chǎn)生有毒、有害成分。人工陶粒濾料的粒徑規(guī)格一般為：0.5mm～1.0mm、1.0mm～2.0mm、2.0mm～4.0mm、3.0mm～5.0mm、4.0mm～6.0mm、4.0mm～8在用戶確定的人工陶粒濾料粒徑規(guī)格，小于最小粒徑、大于最大粒徑的量均應不大于5％（按質(zhì)量計，下同）。不均勻系數(shù)K80、破碎率及磨損率之和、含泥量、鹽酸可溶率、堆積密度、空隙率、與比表面積的限值，應符合表1的規(guī)定。人工陶粒濾料項目限值規(guī)定序號項目限值1不均勻系數(shù)（K80）≤1.52破碎率及磨損率之和（％）≤43含泥量（％）≤14鹽酸可溶率（％）≤25堆積密度（g/cm3）0.7～1.36空隙率（％）≥407比表面積（cm2/g）≥3×104密度、表觀密度的限值不作具體規(guī)定，但要滿足用戶要求。檢驗項目與方法檢驗項目不均勻系數(shù)(K80)、破碎率及磨損率之和、含泥量、鹽酸可溶率、密度、表觀密度、堆積密度、空隙率、比表面積等，以及用戶要求檢測的相關(guān)項目。檢驗方法不均勻系數(shù)(K80)、破碎率及磨損率之和、含泥量、鹽酸可溶率、密度、表觀密度、堆積密度、空隙率、比表面積的檢驗方法按附錄A執(zhí)行。標志、包裝、運輸和貯存標志人工陶粒濾料包裝袋上應印字標明產(chǎn)品名稱、規(guī)格、質(zhì)量、生產(chǎn)廠名、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)批號、執(zhí)行標準和檢驗人員蓋章。包裝人工陶粒濾料宜使用耐用包裝袋包裝。運輸和貯存人工陶粒濾料在運輸和貯存期間應防止包裝袋破損，以免漏失或混入雜物。人工陶粒濾料不宜與其他材料一起堆放，應按品種、顆粒級配等分類貯存在通風、干燥、清潔的庫房中。PAGE8PAGE3

（規(guī)范性附錄）

檢驗方法總則本檢驗方法適用于水處理用人工陶粒濾料，包括以頁巖、粉煤灰和粘土等為原料加工而成的陶粒濾料。稱取濾料樣品時應準確至所稱樣品質(zhì)量的0.1％。樣品用量與測定步驟，應按照本方法的規(guī)定進行。本方法所用的儀器、容量器皿，應進行校正。本方法所用的試驗篩，按照GB/T6003.1、GB/T6003.2和GB/T6003.3標準的規(guī)定執(zhí)行。本方法所用的水系指蒸餾水，當對水有特殊要求時，則另加說明。取樣堆積濾料的取樣在濾料堆上取樣時，應將濾料堆表面劃分成若干個面積相同的方形塊，于每一方塊的中心點用采樣器或鐵鏟伸入到濾料表面150mm以下采取。然后將從所有方塊中取出的等量（以下取樣均為等量合并）樣品置于一塊潔凈、光滑的塑料布上，充分混勻，攤平成一正方形，在正方形上劃對角線，分為四塊，取相對的兩塊混勻，作為一份樣品（即四分法取樣），裝入一個潔凈容器內(nèi)。樣品采取量不應少于4袋裝濾料的取樣取袋裝濾料樣品時，由每批產(chǎn)品總袋數(shù)的5％中取樣，批量小時不少于3袋。用取樣器從袋口中心垂直插入二分之一深度處采取。然后將從每袋中取出的樣品合并，充分混勻，用四分法縮減至4kg試驗室樣品的制備試驗室收到濾料試樣后，根據(jù)試驗目的和要求進行篩選和縮分。然后在105℃～110檢驗方法不均勻系數(shù)(K80)稱取干燥的濾料樣品100g，置于一組試驗篩（按篩孔由大至小的順序從上到下套在一起，底盤放在最下部）的最上的篩上，然后蓋上頂蓋。在行程140mm、頻率150次/min的振蕩機上振蕩20min，以每分鐘內(nèi)通過篩的樣品質(zhì)量小于樣品的總質(zhì)量的0.1％，作為篩分終點。然后稱出每只篩上截留的濾料質(zhì)量，按表A1填寫和計算所得結(jié)果，并以表A1中篩的孔徑為橫坐標，以通過該篩孔樣品的百分數(shù)為縱坐標繪制篩分曲線。根據(jù)篩分曲線確定濾料樣品的有效粒徑（d10）和不均勻系數(shù)（K破碎及磨損率之和操作根據(jù)粒徑范圍，選定大小孔徑二個分樣篩，準確稱取經(jīng)洗凈干燥通過大孔徑篩而截留于小孔徑篩上的樣品約100g，置于內(nèi)徑50mm、高150mm的金屬圓筒內(nèi)。加入6顆直徑8mm的軸承鋼珠，蓋緊筒蓋，在行程為140mm、頻率為150次/minA1篩分記錄篩孔徑mm截留在篩上的樣品質(zhì)量g通過篩的樣品質(zhì)量，g百分數(shù)，％d1d2d3d4d5d6……m1m2m3m4m5m6……m7m8m9m10m11m12……m7／m×100m8／m×100m9／m×100m10／m×100m11／m×100m12／m×100……注：m——濾料樣品總質(zhì)量，g。計算破碎及磨損率按式(A1)計算。………（A1）式中：

C——破碎及磨損率，％；

m1——通過孔徑0.5mm分樣篩的質(zhì)量，g；m——樣品的質(zhì)量，g。含泥量操作稱取干燥濾料樣品500g，置于1000mL洗砂筒中，加入水，充分攪拌5min，浸泡2h，然后在水中攪拌淘洗樣品，約1min后，把渾水慢慢倒入孔徑為0.08mm的篩中。測定前，篩的兩面先用水濕潤。在整個操作過程中，應避免砂粒損失。再向筒中加入水，重復上述操作，直至筒中的水清澈為止。用水沖洗截留在篩上的顆粒，并將篩放在水中來回搖動，以充分洗除小于0.08mm顆粒。然后將篩上截留的顆粒和筒中洗凈的樣品一并倒入已恒量的搪瓷盤中，置于105℃～110計算含泥量按式(A2)計算?！ˋ2）式中：C——含泥量，％；m——淘洗前樣品的質(zhì)量，g；m1——淘洗后樣品的質(zhì)量，g。鹽酸可溶率操作將濾料樣品用水洗凈，在105℃～110℃的干燥箱中干燥至恒量。稱取洗凈干燥樣品50g，置于500mL燒杯中，加入1+1鹽酸（1體積分析純鹽酸與1體積水混合）160mL（使樣品完全浸沒）。在室溫下靜置，偶作攪拌，待停止發(fā)泡30min后，傾出鹽酸溶液，用水反復洗滌樣品（注意不要讓樣品流失），直至用pH試紙檢查洗凈水呈中性為止。把洗凈后的樣品移入已恒量的稱量瓶中，在105℃～計算鹽酸可溶率按式(A3)計算?！ˋ3）式中：C——鹽酸可溶率，％；m——加鹽酸前樣品的質(zhì)量，g；m1——加鹽酸后樣品的質(zhì)量，g。密度操作向李氏比重瓶中加入煮沸并冷卻至約20℃的水至零刻度，塞緊瓶蓋。在(20±1)℃的恒溫水槽中靜置1h后，調(diào)整水面準確對準零刻度，擦干瓶頸內(nèi)壁附著水，通過長頸玻璃漏斗慢慢加入洗凈干燥的濾料樣品約30g，邊加邊向上提升漏斗，避免漏斗附著水及瓶頸內(nèi)壁粘附樣品顆粒。旋轉(zhuǎn)并用手輕拍比重瓶，以驅(qū)除氣泡。塞緊瓶蓋，在(20±1)℃的恒溫水槽中靜置1計算密度按式(A4)計算?！ˋ4）式中：ρ——樣品的密度，g/cm3；m——樣品的質(zhì)量，g；V——加樣品后瓶中水面刻度體積，cm3。堆積密度儀器設備a)電子天平：最大稱量5kg（分度值1g）；b)容量筒：金屬制其內(nèi)部尺寸可根據(jù)容積大小取直徑與高度相等。容積為不小于1L；c)干燥箱；d)直尺、取樣勺等；試驗步驟取濾料約1.5L，放入干燥箱內(nèi)干燥至恒量。用取樣勺將試樣從離容器口上方50mm處（或采用標準漏斗）均勻倒入，讓試樣自然落下，不得碰撞容量筒。裝滿后使容量筒口上部試樣成錐體，然后用直尺沿容量筒邊緣從中心向兩邊刮平，表面凹陷處用粒徑較小的濾料填平后，稱量。計算堆積密度按式(A5)計算?！ˋ5）式中：——堆積密度，g/cm3，計算精確至0.1g/cm3m——試樣和容量筒的質(zhì)量，g；m1——容量筒的質(zhì)量，g；V——容量筒的容積，cm3；取兩次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值。如兩次結(jié)果之差大于平均值的2%時，應重新取樣進行試驗。表觀密度儀器設備a)電子天平：最大稱量1kg（分度值1g）；b)量筒：容積為1000mL或500mL；c)瓷盤：尺寸為40cm×30cm左右；d)毛巾、取樣勺和5.0mm的篩子。試驗步驟取試樣1L，用篩孔為5.00mm的篩子過篩，取篩余物干燥至恒量，備用。把干燥后的試樣拌勻后，稱取100～150g，放入量筒中浸水1h（如有顆粒漂浮于水上，必須用帶柄的圓形金屬板將其壓入水中）后取出，倒入5.00mm的篩子上，濾水1～2min。然后倒在擰干的濕毛巾上，用手握住毛巾兩端，使其成為槽形，讓試樣在毛巾上來回滾動8～10次后，倒入瓷盤里。將試樣倒入1000mL的量筒中，再注入500mL清水。如有試樣漂浮于水上，可用已知體積(V1）的圓形金屬板壓入水中，讀出量筒的水位（V）。計算表觀密度按式(A6)計算。…………（A6）式中：ap——表觀密度，g/cm3，計算精確至0.1g/cm3m——烘干試樣質(zhì)量，g；V1——圓形金屬板的體積，cm3；V——倒入試樣和放入壓板后量筒中水的體積，cm3；取兩次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值。如兩次結(jié)果之差大于平均值的2%時，應重新取樣進行試驗?？障堵试跍y定濾料堆積密度和表觀密度的基礎(chǔ)上，通過計算，確定濾料在自然堆積狀態(tài)下顆粒間的空隙率。計算…………（A7）式中：——空隙率，%，計算精確至1％；——堆積密度，g/cm3；ap——表觀密度，g/cm3。比表面積原理放到氣體體系中的樣品，其物質(zhì)表面在低溫下將發(fā)生物理吸附。當吸附達到平衡時，測量平衡吸附壓力和吸附的氣體量，根據(jù)BET方程式(A8)求出試樣單分子層吸附量，從而計算出試樣的比表面積。……………（A8）式中：P——吸附質(zhì)分壓，Pa；P0——吸附劑飽和蒸汽壓，Pa；

V——樣品實際吸附量，cm3；Vm——單層飽和吸附量，cm3

C——與樣品吸附能力相關(guān)的常A1BET圖令P/P0為X，為Y，為A，為B，便得到一條斜率為A，截距為B的直線方程Y＝AX+B，作圖如圖1所示。圖1在相對壓力P/P0取點在0.05-0.30范圍內(nèi)通常是線性的，而兩個端點有時會偏離直線，計算時偏離的點應舍掉。通過一系列相對壓力P／P0和吸附氣體量V的測量，由BET圖或最小二乘法求出斜率A和截距B值。并導出單層容量和BET參數(shù)C。C值表示了吸附劑和吸附質(zhì)之間的相互作用力，但不能用作定量計算吸附熱。采用氮吸附氣體時，截距相對斜率而言，往往是比較小的，C值遠大于l。

質(zhì)量比表面積SW和體積比表面積SV，可通過單層容量和每個分子在一個完整的單層上所占有的平均面積求出：……………（A9）……………（A10）……………（A11）式中：Vm——1摩爾吸附質(zhì)的體積（標準態(tài)），22.414×103cm通常認為氮氣是最適宜的吸附氣體。對于低比表面積的樣品，采用氮氣測量時，儀器的靈敏度不夠，此時可采用較重分子或蒸氣壓比氮氣低的吸附氣體，例如氫氣。用不同吸附氣體測量所得結(jié)果，由于不同分子橫斷面積、不同的可及孔和不同的測量溫度，彼此會有偏離。為了實現(xiàn)測量結(jié)果的重復性，重新取樣進行多次測量，并報出標準偏差的平均值。

采用氮吸附氣體時，其分子橫斷面積在77K溫度下為0.162nm2，則可按（5）式求出固態(tài)物質(zhì)的比表面積?！ˋ12）……………（A13）通?？刹杉{的氬氣和氪氣的分子橫斷面積為：a)77K的氬氣，0.166nm2；b)77K的氪氣，0.202nm2。儀器和材料主要儀器本標準給出了3種方法所用儀器原理示意圖。凡是根據(jù)BET原理制作的，能得到正確比表面積的任何儀器均可以采用。容量法1―樣品；

2―盛有液氮的杜瓦瓶；

3一真空系統(tǒng)；

4一壓力計；5―氣體量管A2容量法比面積測定儀b)重量法1―樣品；

2一盛有液氮的杜瓦瓶；3一真空系統(tǒng)；4―壓力計；5―天平。A3重量法比表面積測定儀c)氣相色譜法1―樣品；

2盛有液氮的杜瓦瓶；

3－熱導他鑒定器；

4―氣體混合器。

A4氣相色譜法比表面積測定儀輔助設備a)天平：感量為0.1mg

b)杜瓦瓶

各種尺寸的杜瓦瓶和液氮（或液氧）的儲存設備。

c)盛樣器

容量法的盛樣器是樣品裝在玻璃泡內(nèi)，內(nèi)裝一芯子，以減少樣品管的死體積和防止抽空時試樣濺出。

重量法的盛樣器是用一個帶有吊籃式試樣瓶盛裝樣品。

氣相色譜法的盛樣器是用U形玻璃管盛裝樣品。d)蒸氣壓力溫度計

蒸氣壓力溫度計，用以測量液體氮或液體氧的飽和蒸氣壓力和溫度。材料a)吸附氣體（如氮氣、氫氣或氪氣），其純度不小于99.99%，其溫度在測量過程中要保持穩(wěn)定。b)載氣（如氦氣或氫氣），其純度不小于99.99％。c)液體氮或液體氧，應有一定的純度，使吸附氣體的飽和蒸氣壓力在測量過程中保持穩(wěn)定。測試步驟脫氣在測量之前，必須對試樣進行脫氣處理，對于納米級固態(tài)物質(zhì)尤為重要。通過脫氣除去試樣表面物理吸附的物質(zhì)，但要避免表面之不可逆的變化。一般情況下，試樣脫氣的條件主要受加熱溫度、加熱時間和真空度的影響。脫氣的最佳溫度可以通過熱重分析或使用不同的脫氣溫度和時間的嘗試法來確定。當在真空條件下脫氣時，真空度大約達到1Pa或更好時即可。在90℃時，脫氣1h，然后在350測量a)容量法在非連續(xù)式容量法中，讓已知量的吸附氣體逐步進人樣品室中。每一次，樣品吸附了氣體，并因此在有限的不變?nèi)莘e中的氣體壓力下降了，直到吸附達到平衡為止。吸附的氣體量是進入量管中的氣體量和吸附平衡后量管和樣品泡中剩余的氣體量之差，這個量用氣體狀態(tài)方程來確定。死體積必須在吸附等溫線測量之前或之后來確定。這個體積用氦氣在測量的溫度下進行標定。對于某些吸附氮氣的材料，標定應在測定了氦氣的吸附等溫線后進行。

在連續(xù)式容量法中，進人的吸附氣體量可由壓差和流過標準毛細管或計量閥的時間計算。b)重量法重量法和容量法在原理上和應用的儀器上是類似的。但是，所吸附的氣體是通過測量樣品質(zhì)量的增加而得到，不需要測量死體積，從而簡化了測試過程。在連續(xù)式重量法中，用一個靈敏的微量天平測量吸附的氣體質(zhì)量同壓力的關(guān)系