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.     

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.     

城市污泥薄层干燥特性及动力学研究

通过污泥干燥实验,研究了污泥干燥过程中的形貌变化,考察了泥层厚度、温度、风速对污泥干燥特性的影响,并引入薄层干燥模型,采用MATLAB对污泥干燥的动力学过程进行模拟。结果表明:污泥中网络状的絮体结构不利于水分的蒸发;在泥层厚度为0.4 mm,将污泥含水百分比20%作为干燥终点时,干燥过程为恒速干燥,能够有效地降低干燥时间;提高温度和风速,可以提高污泥水分的表面蒸发速率,减少干燥时间;Page模型比其他模型更适合本次污泥干燥分析。应用Fick扩散模型,得到在温度50~70℃、泥层厚度0.4~2.0 mm条件下有效扩散系数的变化范围为1.13×10-9~8.90×10-9m2/s,并得到了有效扩散系数随厚度、温度变化的关系式。     

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.     

A~2/O型氧化沟工艺中硝化速率的变化特征分析

在A2/O型氧化沟工艺中用于反映污泥硝化能力及硝化活性的一个重要指标是硝化速率。而硝化速率会受到很多因素、条件的影响,因此本文通过利用静态试验测定手段,帮助确定不同温度条件下A2/O型氧化沟设备中污泥硝化速率的改变情况。试验证实,该工艺中在泥龄一定的环境下,影响工艺中污泥硝化能力以及硝化速率的重要因素是温度,并且硝化速率会随着温度下降而减弱。试验表明在温度为20³0oC时,污泥硝化速率测定实质值为4 mgNO3—N/(gVSS·h)30oC时,污泥硝化速率测定实质值为4 mgNO3—N/(gVSS·h)⁶mgNO3—N/(gVSS·h),如果温度介于106mgNO3—N/(gVSS·h),如果温度介于10¹6℃时,测定硝化速率值为2 mgNO3—N/(gVSS·h)16℃时,测定硝化速率值为2 mgNO3—N/(gVSS·h)³mgNO3—N/(gVSS·h)。     

脱水污泥颗粒等温干燥特性实验研究

采用3种不同类型的脱水污泥(消化污泥、曝气生物滤池污泥和剩余污泥),制成3种粒度的污泥颗粒,并分别在65、85、105和125 ℃条件下进行恒温干燥实验.结果表明,减小污泥颗粒和增大干燥温度均可缩短污泥完全干燥时间,提高污泥的最大干燥速率;消化污泥干燥速率最高,曝气生物滤池污泥次之,剩余污泥的干燥速率最低.通过扫描电镜分析干燥后的污泥可知,消化污泥表面非常粗糙,结构比较松散;剩余污泥表面相对比较光滑,结构密实;而曝气生物滤池污泥表面比较粗糙,结构比较致密.污泥表面的粗糙程度与等温干燥速率有密切关系.     

有机质组分对发酵工业污泥脱水性能的影响

该研究选取了味精、柠檬酸、酱油、食醋、赖氨酸和酵母 6 种典型生物发酵制品工业的废水污泥,开展了污泥有机质（VS/TS）、流变特性、胞外聚合物（EPS）与污泥脱水性能的分析及相关性研究。结果表明,发酵工业的剩余污泥 VS/TS 为 62.22%～82.53%,脱水性能差异较大,酵母和柠檬酸污泥的脱水性能最差,毛细吸水时间（CST）分别高达(259.44±9.87) s和(251.71±8.85) s,污泥比阻（SRF）分别为（3.85±0.21）×10⁽¹⁴⁾m/kg和（2.61±0.17）×10(14)m/kg和（2.61±0.17）×10⁽¹⁴⁾m/kg,其次为食醋和味精污泥;不同污泥的初始表观黏度（剪切速率10 s(14)m/kg,其次为食醋和味精污泥;不同污泥的初始表观黏度（剪切速率10 s^(-1)）相比极限表观黏度（剪切速率300 s(-1)）相比极限表观黏度（剪切速率300 s^(-1)）的差异更大,但都与CST和SRF成极显著正相关,说明发酵工业的污泥为黏度值越大污泥脱水性能越差。然而CST、SRF、污泥黏度等都与污泥的VS/TS成反比,与市政污泥结果相反。污泥 EPS 中有机质组分分析结果表明,除赖氨酸污泥外的其他污泥有机组分总量均为蛋白质>多糖>腐殖酸,酵母和柠檬酸污泥的蛋白质总量分别达(624.96±24.08) mg/(gTS)和(361.30±3.11) mg/(gTS),赖氨酸污泥的多糖总量高达(361.59±11.60) mg/(gTS);蛋白质在污泥各 EPS 层的含量分布均为 TB-EPS>Slime-EPS>LB-EPS,且近 50% 的蛋白质和多糖分布在 TB-EPS 层中;从荧光光谱的分析来看,色氨酸类蛋白质在各 EPS 中占比最大,是主要蛋白类物质。脱水性能的相关性分析表明,污泥中腐殖酸及蛋白质组分与黏度、CST 和 SRF 均成显著正相关,蛋白质对污泥黏度和脱水性能的影响比腐殖酸更大,Slime-EPS 和 LB-EPS 层的蛋白质含量对污泥脱水性能的影响更显著。     

冷冻对脱水污泥干燥与燃烧特性的影响

为了研究冷冻对脱水污泥干燥与燃烧特性的影响,考察了不同冷冻温度对污泥干燥效果的影响.利用同步热重分析仪(TG-DTA)研究了不同冷冻温度和升温速率对脱水污泥燃烧特性的影响,并进行了污泥燃烧动力学分析.结果表明:与原泥相比,冷冻将脱水污泥变成了可进行破碎的硬质结构,当温度降到-20℃时,破碎污泥的干燥速率提升了41.46...     

偏二甲肼水溶液在4A分子筛上吸附平衡与动力学研究

研究了偏二甲肼水溶液在4A分子筛上的吸附平衡和动力学,用Langmuir方程和Freundlich方程拟合了吸附等温线,采用Dünwald-Wagner方法解析浓度随时间的变化关系,求得有效扩散系数Di'。并研究了温度、初始浓度和粒径的变化对Di'的影响。Di'在15℃下C0为2.288%、粒径为250~420μm时为2.45×10-8cm2/s,并随着温度的升高、浓度和粒径的加大而增加。此外还求取了活化能E=3.7×104J/mol和表面扩散指前因子D0=0.12 cm2/s。     

脱水污泥等温干燥特性实验研究及回归分析

利用热重差热分析仪（DTG）对脱水污泥进行干燥实验,测定干燥参数和干燥条件对脱水污泥等温干燥特性的影响,研究了3个温度水平（85℃,100℃,120℃）,5个空气流速（10mL/min,20mL/min,40mL/min,50mL/min,70mL/min）和3个升温速率（15℃/min,20℃/min,40℃/min）。结果表明,样品的干燥速率随着终温的升高、升温速率和空气流速的增大而加快。脱水污泥的干燥过程主要分为加速、恒速和降速3个阶段,且降速干燥段在整个干燥过程中所占的比例较大。其干燥数学模型符合Page方程,经拟合得到 。验证表明,拟合方程算得的MR值与实验结果比较接近。该模型方程可用于描述城市污水污泥的干燥。