脱水污泥薄层干燥特性及动力学模型分析

采用薄层干燥方式进行脱水污泥热干燥的研究,考察了污泥的干燥特性,并引入薄层干燥模型进行数值分析.结果表明, Logarithmic模型比其他模型更适合薄层污泥干燥分析.应用Fick扩散模型,得到80~150℃条件下薄层污泥干燥的有效扩散系数的变化范围为8.486′10-10~4.386′10-9m2/s,并根据Arrhenius经验公式建立温度与扩散系数的关系,得到污泥干燥时水分扩散的活化能为29.56kJ/mol.     

污泥干燥特性及其模型求解

相同质量污泥(3.0±0.01)g在85¹45℃下进行恒温干燥实验,得到污泥干燥过程中含水率、干燥速率等变化规律,采用多元线性回归对实验数据进行分析,得到污泥干燥动力学模型。结果表明:污泥在干燥过程中经历加速、恒速和降速3个阶段,3个阶段的分界点固定在污泥失重率为10%和65%处而不随干燥温度的变化而变化;在同一干燥温度下,饼状污泥的干燥速率大于球状污泥;Logarithmic干燥模型MR=a·exp(-kt)+b在各干燥温度下均最适宜表述污泥干燥过程,其参数a、b与干燥温度T呈二次多项式关系,参数k与干燥温度T呈一次线性关系;饼状污泥的有效扩散系数D eff在9.21×10-6145℃下进行恒温干燥实验,得到污泥干燥过程中含水率、干燥速率等变化规律,采用多元线性回归对实验数据进行分析,得到污泥干燥动力学模型。结果表明:污泥在干燥过程中经历加速、恒速和降速3个阶段,3个阶段的分界点固定在污泥失重率为10%和65%处而不随干燥温度的变化而变化;在同一干燥温度下,饼状污泥的干燥速率大于球状污泥;Logarithmic干燥模型MR=a·exp(-kt)+b在各干燥温度下均最适宜表述污泥干燥过程,其参数a、b与干燥温度T呈二次多项式关系,参数k与干燥温度T呈一次线性关系;饼状污泥的有效扩散系数D eff在9.21×10-6².22×10-5m2/min,球状污泥的有效扩散系数D eff在6.55×10-62.22×10-5m2/min,球状污泥的有效扩散系数D eff在6.55×10-6¹.37×10-5m2/min。且随着干燥温度的上升,有效扩散系数D eff呈上升趋势。在相同干燥温度下,饼状污泥的有效扩散系数大于球状污泥。     

城市生活垃圾组分低温干燥特性及模型研究

对典型城市生活垃圾组分（废纸板、纺织物、瓜果皮和竹木）进行低温干燥实验,研究其在不同温度（40、50、60、70和80℃）下的干燥曲线、薄层干燥模型、有效水分扩散系数和干燥活化能,并构建了低温干燥模型.结果表明,各组分的干燥速率随温度升高不断增加,但增加的幅度逐渐下降;Modified Page模型能准确地描述4种组分水分比〉25%时的干燥特性;通过Fick第二定律求得废纸板、纺织物、瓜果皮和竹木这4种垃圾组分的有效水分扩散系数,其值分别为8.24×10-8～23.67×10-8、7.73×10-8～12.56×10-8、3.57×10-8～14.18×10-8和6.51×10-8～23.84×10-8m2.s-1;通过Arrhenius方程获得4种垃圾组分水分扩散的活化能依次为25.26、10.75、32.16和29.49 kJ.mol-1;对实际生活垃圾进行相似的干燥实验,发现Modified Page模型也可以很好地模拟实际生活垃圾的干燥过程,计算得到其有效扩散系数为6.78×10-8～18.65×10-8m2.s-1,干燥活化能为22.36 kJ.mol-1.     

冷热联用对市政脱水污泥低温干燥的影响

为探究冷热联用干燥市政脱水污泥的可行性,明确冷冻对市政脱水污泥低温干燥的影响,以市政脱水污泥为试验材料,利用扫描电镜（SEM）及流式细胞仪研究了冷冻对污泥的作用.考察了不同冷冻温度和冷冻时间对脱水污泥干燥特性的影响,并对不同含水率和厚度的脱水污泥冷热联用低温干燥效果进行了分析.结果表明：冷冻使污泥的内部微小孔隙增多.当冷冻温度降到-30℃时,细胞死亡率达到15.5%,是未冷冻时的9.7倍.当干燥温度为60℃,冷冻温度分别为-10℃、-20℃和-30℃时,脱水污泥完成干燥的时间分别缩短了25.0%、33.3%和29.2%.质量为5g±0.1g,厚度为3mm,直径为50mm的污泥样品冷冻6h后达到最大强化效果.污泥含水率的下降会导致强化效果减弱,当含水率降至45%时强化效果消失.增加泥饼厚度使强化效果小幅下降,5mm、10mm和15mm厚的泥饼强化效果分别为33.3%、31.3%和30.4%.     

不同形状污泥干燥特性的差异性及其成因分析

通过对100~300℃恒速干燥条件下饼状污泥和球状污泥的失重速率、干基质量变化的测定,系统分析了不同形状污泥干燥特性的差异及造成这种差异的原因.结果表明,饼状污泥在干燥过程中会产生裂缝,并分裂成若干小块,而球状污泥仅仅会产生体积收缩,形状并未发生变化.由于表观形态变化的差异,导致了污泥干燥过程的差异,饼状污泥的干燥过程分为升速和降速2个阶段,而球状污泥的干燥过程则分为升速、恒速和降速3个阶段;饼状污泥的平均干燥速率大于球状污泥.在150℃以上干燥时,饼状污泥的有机物在水分蒸发的同时即开始分解,而球状污泥则在水分蒸发完后才开始发生有机物分解.     

电镀污泥微波干燥预处理试验研究

研究了电镀污泥质量、微波功率、干燥时间及料层厚度对电镀污泥脱水率的影响,试验结果表明:在电镀污泥质量为50 ～ 150 9,微波干燥时间为2～6 min,微波功率为120～ 700W,电镀污泥料层厚度为5～25 mm的试验条件下,微波干燥时间、微波功率、料层厚度对电镀污泥脱水效果的影响是显著的,电镀污泥质量对电镀污泥脱水效果的影响不明显.     

污泥生物干化中嗜热微生物的应用研究

污泥生物干化是利用微生物高温好氧发酵过程中有机物降解所产生的生物热能,通过过程调控手段促进水分蒸发,从而实现快速去除水分的一种干化处理工艺,文章对生物干化中嗜热微生物的特点从宏观和微观2个角度进行分析,得到了嗜热微生物的生长曲线;通过试验发现嗜热脂肪芽孢杆菌可以有效地干化污泥;同时对不同通风量下污泥温度和含水率随时间的变化进行了研究,得到了通风量为10 L/min的污泥温度比5 L/min的高3~4℃,污泥含水率降低趋势明显提高,污泥干化效果优于5 L/min试样。     

超声波预处理对污泥干燥特性的影响

城市污泥的高含水率对其处理处置带来了各种不便.超声波由于功率大、穿透能力强、可引起空化作用等特性而在污泥干燥方面具有独特的优势.针对超声波对污泥干燥特性的影响进行实验研究,通过污泥干燥实验研究了超声处理时间、超声波功率、超声水温和干燥温度4种因素对污泥干燥特性的影响.结果表明,超声处理能够加速污泥表面自由水分蒸发和快速结束平稳干燥阶段,有效提高污泥干燥效率;超声处理对污泥干燥特性的改善随超声波功率(100~250 W)、超声水温和干燥温度的升高而更加明显.在低温105℃下干燥时,短时间的超声处理3 min对污泥干燥特性的改善效果最好.超声处理对污泥干燥整体效率的提高使其有望成为污泥低成本干化的有效方法,并为污泥干燥工艺的优化提供参考.     

污泥常压过热蒸汽干燥装置设计及干燥试验

为了研究污水污泥常压过热蒸汽干燥特性,研制了一套污泥常压过热蒸汽干燥试验装置,并对常压过热干燥装置主要部件的工作原理及特点进行了介绍。在研制的常压过热蒸汽干燥试验上进行了厚度分别为4,6,10 mm,干燥温度分别为160,220,280℃的干燥试验。试验结果表明:在过热干燥初期出现污泥含水率增大的现象,导致干燥时间增加;但过热蒸汽温度越高、污泥的厚度越薄,干燥至同样含水率所消耗的时间越短,干燥速度也越快。     

城市污水厂污泥间壁热干燥过程实验研究

分析污水厂污泥间壁热干燥过程的影响因素 ,并确定过程的关键设计参数。研究以间隔实验为基本手段 ,并进行了污泥间壁热干燥过程数学模型的推导。认为 :壁温和泥层厚度是过程的主要影响因素 ,由实验数据确定的过程比总传热系数 K是设计的关键参数 ,在适宜条件 :壁温 16 0℃ ,泥层厚度 1.0 cm时 ,其值为 6 5 .6 (k J/ m2·℃· h)     

太阳能干燥污泥的中试研究

设计出一种以热水为干燥介质的整体式太阳能干燥的中试系统,主要研究不同厚度的剩余污泥在不同季节的干燥情况。试验结果表明:夏季湿污泥的含水率从88%降到40%需要6～14 d,w(VSS)/w(TSS)从79%降到69%;梅雨季节含水率从91%降到40%需要9～26 d,w(VSS)/w(TSS)从58%降到46%;春季含水率从88%降到40%需要7～17 d,w(VSS)/w(TSS)从79%降到57%;秋季含水率从88%降到40%需要7～19 d,w(VSS)/w(TSS)从53%降到49%。夏季时最不利干燥厚度为0.29 m,梅雨季节为0.53 m,春季为0.26 m,秋季为0.31 m;在此基础上,与常用的转盘式干燥器相比,这种太阳能干燥装置能收到很好的经济和环境效益。     

剩余污泥深度干燥的研究进展

剩余污泥的含水率较高,对污泥进行干燥处理可以极大程度地减少污泥的水分。首先分析了污泥的含水特性和干燥污泥机理,然后分析了主要的污泥干燥方法研究现状,如热风干燥、过热蒸汽干燥、间接干燥、低温热流干燥、热泵干燥、太阳能干燥等。此外,探究了新型的污泥干燥技术及污泥干燥过程中可能产生的污染物,并在此基础上,对污泥干燥技术的发展方向进行了展望。     

湿排粉煤灰的干燥活化与回收利用

随着电力工业的迅速发展，燃煤发电机组排出的粉煤灰量日益增加，环境污染日趋恶化。本文报导了在工业装置上采用干燥活化与回收利用的新方法，成功地解决了粉煤灰综合利用的难题，为粉煤灰的处理和利用开辟了一条新途径。     

污泥干燥动力学的研究进展

由于我国污泥产量巨大且成分复杂,安全处理措施相对有限,传统的处理方法难以满足现阶段的要求。干燥是使污泥急剧减容有效的方法之一,是污泥减量化、无害化处理的关键和资源化利用的前提。干燥动力学研究对污泥干燥工艺优化与干燥设备开发具有较大的指导意义。主要从干燥动力学特性、传热传质及干燥模型方程3方面对污泥干燥动力学进行了论述,着重介绍了其在污泥干燥中的研究进展与应用状况。最后从干燥应用技术方面出发,对污泥干燥动力学进一步提出了研究展望。     

铅渣干燥污染源治理

铅渣回转干燥窑烟气污染源治理与铅渣过滤工艺改进同期进行考虑机 ,经过测试和实验 ,提出并论证采用全自动厢式压滤机代替圆盘过滤 ,并取消回转干燥窑的方案是可行的。经投入生产运行几个月的各项指标结果均超过预期效果 ,获得较好的经济效益和环境效益 ,每年可创经济效益 134万元 ,并且消除了一个污染源     

污泥常温干化及其影响因素

通过改变相对湿度、环境温度和空气流速3个环境因素,对不同比表面积的城镇脱水污泥进行干化。结果表明:随着污泥比表面积增大,干化时间显著缩短,缩短幅度为11. 5%～38. 5%。相对湿度、环境温度和空气流速对常温干化影响程度大小顺序为相对湿度>空气流速>环境温度。污泥常温干化主要分为第1升速阶段、第2升速阶段和降速阶段,第2升速阶段在总干化时长中最短,但单位时间水分蒸发量最高。污泥干化接近结束时,环境条件对降低含水率影响不大,对干化时间影响较大。常温干化过程应以控制环境相对湿度为主,在不同阶段适当提高空气流速和环境温度有利于缩短干化时间,降低能耗。污泥常温干化对设备保温要求低,干化耗能小,干化条件在自然状态下极易达到,利于后续处置及资源化利用。     

污泥干化芦苇床技术述评

污泥干化芦苇床是人工湿地和传统污泥干化床的结合,是一种新型的污泥处理技术。将湿地植物芦苇种植于人工湿地的填料层中,周期性地将污泥布向芦苇床表面,污泥中的水分经填料层以及后形成的污泥层渗透后,通过集水管排出;污泥中的固体物质被截留在床体表面,通过植物的蒸发蒸腾作用和水面蒸发作用进一步脱水和稳定。通过合理的设计和运行,其使用周期可达8¹0年,其后可清空稳定化污泥并进入下一个使用周期。经芦苇床稳定之后,污泥的脱水效果明显,含固率可达到20%10年,其后可清空稳定化污泥并进入下一个使用周期。经芦苇床稳定之后,污泥的脱水效果明显,含固率可达到20%⁶5.7%,综合性能优于离心脱水和压滤脱水;污泥中有机质和营养成分氮磷等指标受污泥来源、运行方式和运行时间的影响,去除效率差异较大。污泥经稳定后,有机质去除率最高可达66.8%,氮去除从负去除到最高去除65.5%,磷去除从负去除到最高去除81%。经芦苇床稳定后,污泥中的有机有害物质多环芳烃可被有效去除,其去除率高出传统污泥干化床29.86%。在对相关文献的主要结果进行总结的基础上,提出了下一步研究和发展的方向。     

机械蒸汽再压缩(MVR)热泵干燥的研究进展

干燥是物料中的水分吸收足够的显热和潜热而蒸发去除的过程。水分蒸发会消耗大量的热量,同时产生大量的二次蒸汽。根据MVR热泵的高效节能原理,若将采用机械蒸汽再压缩技术提高焓值的二次蒸汽作为干燥过程的热源,则可回收二次蒸汽的全部潜热,在系统内实现水分蒸发汽化潜热与凝结潜热的互换,节能效果显著。总结了MVR热泵干燥的应用概况,阐述了过热蒸汽作为MVR热泵干燥介质的优势,以及MVR热泵干燥器的设计和选用压缩机时应考虑的问题,指出了进出料环节应尽量减少不凝气体进入干燥系统,以避免不凝气体对干燥过程冷凝换热的影响。     

污泥干化协同焚烧的环境影响实例研究

发达国家污泥处置领域的主流工艺干化焚烧技术在中国的实践性较低,目前只有3%的市场占有率。究其原因,固然有技术、经济、国情的不同,人们对污泥干化焚烧产生二次污染的担忧造成的反建反烧的社会舆论也是阻碍垃圾焚烧工艺推广的重要原因。以苏州园区污泥干化焚烧项目为实例,从环境效益和环境排放两个方面展开论述,将环境排放分为干化和焚烧两个过程,从水、气、固和职业健康4方面研究干化焚烧过程造成的环境影响,并从中总结经验,为污泥干化协同焚烧项目的建设提供科学依据。