污泥厌氧消化系统消化原料流变特性研究

考察了4种污泥厌氧消化原料的流变特性,研究了原料浓度、温度以及添加餐厨垃圾等因素对污泥流变特性的影响,以期为厌氧消化工艺的设计及设备选用提供基础参数.试验结果表明,脱水污泥、脱水污泥与餐厨垃圾混合物、剩余污泥、剩余污泥与餐厨垃圾混合物4种原料均为假塑性流体,且符合幂律方程.随消化原料固体浓度由1%增至10%,原料黏度升高.剩余污泥和剩余污泥与餐厨垃圾混合物在TS=3%时流变指数最大,而脱水污泥和脱水污泥与餐厨垃圾混合物在TS=5%时流变指数最大.添加餐厨垃圾可以改善污泥的流变特性,使得混合液的流变指数较纯污泥有不同程度的升高,使其更接近牛顿流体.随着温度由15℃升高到55℃,4种原料的黏度呈线性趋势降低,流变指数则逐渐升高,其中脱水污泥的黏度对温度变化最为敏感.     

剩余污泥处理处置过程中的流变学问题

城市污水处理厂的广泛建设和运营导致剩余污泥产生量急剧增加并引发了新的环境问题,而如何妥善处理处置剩余污泥则成了国内外环保届普遍关注的问题。由于剩余污泥非牛顿流体的属性,流变行为在其处理处置的过程中起着重要影响作用,特别是在污泥脱水、化学调理、厌氧消化和管道输送等环节。文章通过从剩余污泥处理处置所涉及到的流变学问题出发,分析了剩余污泥流变行为在优化"厌氧消化、管道运输、分形结构、污泥脱水"等环节的指导性作用,总结归纳了当前相关方面研究存在的问题,并提出进一步关注的研究方向。     

污泥管道输送研究进展

污泥运输可为污泥处理处置其他环节稳定、高效的运行提供保障。在污泥运输的众多方式中,管道输送污泥相对于传统的汽车输送污泥具有密闭、安全和高效等特点,成为污泥运输行业研究的焦点。在设计污泥管道输送系统时,计算运送污泥所需的管道压力尤为重要,但是管道压力的计算容易受到污泥流变特性的影响。首先介绍了温度、含水率、pH值及剪切速率等参数对污泥流变特性的影响;总结了含水率>90%的污泥与含水率在60%~90%的污泥管道输送研究现状,并分析了污泥管道输送的能耗与成本,管道输送适用于城市中心地区地下污水处理厂污泥处理处置的输送;并指出通过改进污泥在管道内的输送方式、改善污泥的流动特性等措施来提高污泥管道输送效率及降低管道输送运行维护费用。     

城市污泥的特性及管道输送技术研究

城市脱水污泥常见的处置方式是焚烧、燃烧发电、堆肥后土地化利用和填埋等。无论采用哪种无害化、资源化处置方法,输送环节都是必不可少的。城市污泥管道输送技术是以管道输送设备为核心,融合城市污泥的预处理和处置工艺的集成化系统。通过对城市污泥的流变特性和输送特性实验测试,其流变方程符合幂定律关系式;通过环管实验拟合出了污泥在管道中的阻力损失与输送距离和输送流量之间的关系,经验证,其理论计算和实际测定基本相符,证明管道输送方式能够成功地应用于城市污泥的远距离输送,为城市污泥管道输送系统的优化设计提供了理论依据。     

卡波姆凝胶模拟消化污泥流动性能分析

选用卡波姆-940凝胶溶液,根据同流体流动相似准则分别从密度和流变学参数来分析卡波姆-940透明溶液作为消化污泥相似溶液的可行性。采用质量法和流变仪分别测量不同浓度污泥和添加葡萄糖的卡波姆-940溶液密度和流变特征。结果表明,对污泥和添加葡萄糖的卡波姆-940溶液采用H-B模型进行拟合,拟合度均在0. 96以上。不同含水率污泥与不同质量分数的葡萄糖-卡波姆溶液流变曲线决定系数R_1(动力黏度)均在0. 95以上,R_2(剪切应力)均在0. 93以上,二者均为典型的非牛顿流体。等同性分析表明:在显著性水平α=0. 05时,2种流体中以流变特性(极限黏度)和密度为参数的双侧t检验不具有差异性,符合同流体流动相似准则。故添加葡萄糖的卡波姆-940透明溶液可以作为污泥的相似溶液,为可视化研究污泥等不透明生物质流体在厌氧消化器内的流场分布奠定基础。     

加热及CaO预处理对市政脱水污泥流变特性的影响研究

采用旋转黏度仪研究污泥在恒定及变剪切速率条件下的表观黏度变化规律,探讨了CaO添加剂、加热和高温预处理对污泥表观黏度及流变性的影响规律。结果表明:向污泥中加入一定含量的CaO试剂及提高污泥温度均能显著降低污泥的表观黏度。当向污泥中加入1%、3%及5%的CaO后,污泥表观黏度值分别减小41.0%、61.0%、69.7%。CaO试剂、加热及高温预处理对污泥流变特性影响显著,Power law(PL)模型对不同工况下的污泥流变曲线均有较优的拟合效果(R~2>0.9)。在常温及加热条件下,随着CaO含量升高,污泥的非牛顿性也逐步提高,呈现更显著的剪切变稀特性;而经过高温预处理后,污泥的非牛顿性则随CaO含量升高而逐渐降低,在5%CaO时的流动特性已接近牛顿流体。     

造纸污泥的流变特性实验研究

造纸污泥是制浆造纸产生的废弃物,含有一定量的热值,将造纸污泥通过管道远距离输送到流化床锅炉焚烧是目前解决造纸污泥的最佳途径。造纸污泥作为高浓度黏稠物料进行管道远距离输送存在很多困难,其流变特性研究是管道输送的重要理论基础。从上述角度出发,介绍了造纸污泥的物理特性和实验仪器,通过对质量分数为28.84%~37.30%的造纸污泥进行系统地测试,绘制了黏度曲线和流变曲线,确定了造纸污泥的流变类型,得出了造纸污泥的流变方程。通过对造纸污泥的流变特性研究,为造纸污泥管道输送设备优化设计以及泵的吸入特性研究提供基本参数。     

低温热水解处理对污泥流变特性的影响

流变特性对污泥处理至关重要,广泛应用于厌氧消化反应器、泵送运输、热交换器及污泥脱水等的设计。系统研究了低温热水解预处理对污泥流变特性的影响,结果表明:热水解过程中COD增溶与热历时呈对数关系。热水解48h后污泥的流变曲线均符合Power law模型,流动性显著增强。低剪切速率范围内热水解污泥的黏度较原污泥有所降低,但在高剪切速率范围内黏度却略有增加。热水解后污泥极限黏度的增大与s COD(溶解性化学需氧量)的释放呈线性关系,表明污泥流变有望成为评价热水解效率的新工具。热处理造成的污泥极限黏度、流变指数(n)的增大及稠度系数(k)的降低与温度均呈直线关系。当热水解温度为80℃时,n值增大、k值降低与热历时均呈良好的对数关系。     

城市污泥处理和农用资源化处置新技术

以城市污泥的无害化处理和资源化利用为目标,研究污泥处理处置的技术。污泥处理包括污泥脱水过程中高分子絮凝剂与助凝剂的效果;污泥处置新技术包括污泥的营养特性,生产有机复混肥,施用污泥复混肥对作物、土壤的影响,确定污泥施用的安全性指标。并评价了污泥的农用效果与环境效应。     

城市污泥处理和农用资源化处置新技术

以城市污泥的无害化处理和资源化利用为目标,研究污泥处理处置的技术。污泥处理包括污泥脱水过程中高分子絮凝剂与助凝剂的效果;污泥处置新技术包括污泥的营养特性,生产有机复混肥,施用污泥复混肥对作物、土壤的影响,确定污泥施用的安全性指标。并评价了污泥的农用效果与环境效应。