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)     

污泥热干燥的开发

本文论述了污泥的特性，介绍了几种热干燥的处理的方法，讨论了其优缺点及可行性，并进行了投资及费用方面的比较，对发展前景也做了一些设想。     

热碱处理破解污泥效果研究

利用碱热方法对污泥进行预处理,研究了污泥的破解效果及主要影响因素.研究表明:随着热水解处理温度的升高及时间延长,污泥上清波中的溶解性化学需氧量(SCOD)、氮(N)、磷(P)等浓度不断增加,而碱的使用提高了SCOD,N,P等的溶出率,且NaOH破解效果明显优于Ca(OH)2.污泥经90℃处理5h后,单独热水解、加NaOH和加Ca(OH)2预处理后的SCOD溶出率分别达到了23.1％,54.4％和32.5％;N的释放主要以有机氮为主,P的释放则是以正磷酸盐为主.碱热联合处理时污泥减量化效果突出,对污泥脱水性能影响显著,90℃时污泥中每克挥发性固体(VS)投加0.2 g Ca(OH)2处理5h,污泥离心含水率可达75.7％.     

利用太阳能干燥污水污泥的研究

研究采用混合型太阳能干燥器进行污水厂污泥干化研究,研究发现污泥的干燥速率呈2个阶段变化,第1阶段是自由水和间隙水的蒸发,第2阶段是结合水的蒸发,空气流速有助于第1阶段水分的蒸发,冬季干化效果不如夏季,辅以优质热源有助于得到良好的干化效果.     

城市污水厂污泥热干燥处理技术及其应用分析

提出采用热干燥处理技术进一步降低脱水泥饼的含水率，介绍了现行的污泥热干燥处理技术，并就该技术在污泥处理中的应用尤其是在焚烧预处理中的应用进行了分析。     

城市污水污泥微波热水解特性研究

在80～170 ℃进行1～30 min的城市污水污泥微波热水解,微波频率2 450 MHz,最大输出功率1 kW,考察挥发性悬浮固体(VSS)和悬浮固体(SS)溶解率,污泥上清液COD和TOC浓度、污泥粒径、形态变化和碳氢氮含量等污泥热水解特征,分析污泥离心脱水性能的改善和减量化效果.结果表明,微波加热使污泥有机物水解反应快速发生,水解过程受温度影响显著.热水解5 min时,150℃和170℃的VSS溶解率为15.8%和29.4%;10 min时COD溶解率达到19.07%和25.75%,COD和TOC浓度在170℃分别为9 860.0 mg/L和2 949.70 mg/L.超过5～10 min,VSS和COD水解率增加缓慢.通过扫描电镜(SEM)观察到污泥热水解后菌体细胞破裂.与碳和氢相比,污泥中氮的水解率更高,170℃微波热水解5 min氮的水解率达到67%.150℃和170℃热水解10 min离心脱水污泥含水率降低到73.1%和65.5%,脱水性能改善,相应减量化率为33.9%和51.7%.     

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.     

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。     

对影响热水解污泥临界剪切应力主要因素的实验研究

热水解广泛应用于污泥厌氧消化的预处理之中,研究热水解污泥临界剪切应力的主要影响因素,准确预测污泥流变特性,对后续厌氧反应器的有效运行是十分必要的.本文研究了预剪切强度、温度(15~85℃)、浓度(8.6%~15.6%)、剪切速率范围(0.01~1000 s-1)对热水解污泥临界剪切应力的影响.实验采用含固率(Total solid,简称TS)8.6%TS15.6%的热水解污泥,在0.01~1000 s-1的剪切速率范围内对热水解污泥进行流变特性的测试.结果发现:流动曲线中是否出现临界剪切应力与污泥浓度和剪切速率范围有关,与预剪切强度及温度无关.对于160℃-30 min的热水解污泥而言,当TS10%时,流动曲线符合Herschel-Bulkley模型;当TS=10%时,在0.1~10 s-1内开始出现临界剪切应力将流动曲线分为两部分;TS10%时,流动曲线符合改进的Herschel-Bulkley模型.     

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。     

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.     

热水解预处理改善污泥的厌氧消化性能

先将污泥进行热水解预处理 ,其后测定生物化学甲烷势(BMP)来研究热水解对污泥厌氧消化性能的影响 .结果表明 ,热水解预处理能加速污泥中固体有机物的溶解 ,溶解后的有机物进一步水解生成低分子物质 ,其中挥发性有机酸占溶解性COD(SCOD)的30%～40% ,从而污泥的厌氧消化性能得到明显改善 .最合适的热水解温度和热水解时间为170℃、30min.此条件下 ,污泥厌氧消化时总COD(TCOD)去除率从预处理前的38.11%提高到56.78% ,污泥中TCOD的沼气产率从16.0mL/g提高到250mL/g .     

污泥直接干化产生的恶臭及挥发性有机物特征研究

利用水泥窑高温的特性协同处置城市污水厂污泥,无害化处置污泥的同时实现能源再生利用.本研究实地调查和监测广州越堡水泥有限公司污泥干化生产线的干化尾气成分,解析污泥干化过程产生恶臭及挥发性有机物的特征和主要来源,为污泥的有效处理处置提供科学的参考依据.结果表明,干化尾气中带有大量的恶臭物质及挥发性有机物.恶臭物质以二氧化硫等含硫物质为主,挥发性有机物以苯系物为主.污泥的性质以及热介质(窑尾气)的成分对恶臭物质及挥发性有机物的产生有影响.经过干化,污泥中的总有机物显著减少.蛋白质、挥发性脂肪酸、多糖等有机物含量也明显降低.干化尾气中的挥发性有机物来自于污泥中的有机物;二氧化硫、二硫化碳等含硫物质一部分源自污泥中的含硫物质,一部分来自于用于干化污泥的窑尾气.     

市政脱水污泥的间接干化动力学研究

以食用油为热介质,在不同油浴温度下,对市政脱水污泥进行间接干化试验,推导出间接干化动力学模型,并对收集的冷凝液进行水质分析。结果表明:冷凝液为高浓度有机废水,TOC占TC的比例为73.2010%~75.5983%;VFAs的主要组分是乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸和正戊酸,其中异丁酸所占比例最高(45.597%),其次为丙酸(24.554%);通过动力学模型的参数估值,Z模型(n≠1)因高R~2值和低RSS值而能很好的预测间接干化过程。     

浓度对高固体污泥热水解特性及流动性的影响

考察固体浓度为7%、9%和13%的高固体污泥的热水解特性,通过生化甲烷潜能(BMP)试验,考察热水解处理高固体污泥厌氧消化性能的变化,通过流变性试验,考察污泥浓度与流动性的关系.结果表明,随着热水解时间延长,污泥中有机物溶解率增大,30min后变化趋于平缓.水解效率受固体浓度影响,浓度7%污泥的有机物溶解率高于9%和13%的污泥.170℃热水解30min,7%的污泥SS、VSS和COD的溶解率分别为43%、47%和42%,VFA/SCOD为20.2%.热水解污泥厌氧消化性能提高,相比未经热水解处理的污泥,浓度7%、9%和13%的污泥在170℃热水解30min后产气量分别增加了44%、27%和9%,沼气产率分别增加了63%、74%和37%.固体浓度对污泥厌氧消化性能的影响显著,浓度9%的污泥产气中甲烷含量以及沼气产率均高于7%、13%的污泥.固体浓度9%时,污泥屈服应力增长缓慢,固体浓度大于9%时,污泥屈服应力增长快速,流动性急剧下降.     

脱水污泥热干化和微波干化过程及机理比较分析

以脱水污泥为原料,分别采用恒温热干化和微波干化2种不同的方法考察脱水污泥的干化情况;对不同干化阶段的污泥进行显微观察,分析干化过程;并对2种干化过程的机理进行了探讨。实验结果表明随着加热温度的升高,污泥中水分脱除速度加快。加热温度低于100℃时,在120 min以内,热干化无法达到较高的脱水率。加热温度在140℃以上,加热时间120 min时,脱水污泥的脱水率可达到98.26%。微波干化法在功率为500~900 W,5~10 min内可使脱水污泥的脱水率到达99.20%以上。机理分析表明热干化传质与传热方向相反,微传热和传质的方向相同,因此微波干化具有更快速、高效的特点。     

碱辅助条件下的污泥微波热水解特性研究

向污泥中加入NaOH进行微波热水解实验.结果表明,每1 g污泥悬浮固体(SS)添加NaOH 0.1 g时,污泥中的挥发性悬浮固体(VSS)快速水解,170℃的VSS溶解率达到60%以上,热水解后污泥的有机物含量(VSS/SS)降低至25%.80、120、150和170℃热水解5 min的污泥液相COD浓度分别为9.8、12.8、15.1和14.5 g/L,相应SCOD/TCOD为24.0%、31.3%、36.9%和35.6%.随温度的升高和时间的延长热水解污泥pH越低,最低值10.5.在每1 g SS添加0~0.2g NaOH的范围内,当添加量0.05 g时,VSS和SS的溶解率增加幅度降低.分别对NaOH添加量0.05 g热水解5 min和添加量0.1 g热水解1 min的污泥进行BMP厌氧消化实验.结果表明,添加量为0.05 g时热水解污泥的厌氧消化性能提高,经150℃处理污泥的产气量最大,比未处理污泥高28.5%,而在添加量为0.1 g时,污泥的厌氧消化性能受到抑制,产气量低于未处理污泥.