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。     

城市污泥管道输送与处置结合的新技术

介绍我国城市污泥的处置现状,对国内外的污泥输送方式进行了比较,综合得出管道输送方式是结合污泥处置的最理想的输送方式。结合污泥焚烧处置与储存、装载技术应用实例,详细介绍了一种集污泥预处理、输送、处置于一体的新技术。     

磷石膏基充填料浆长距离管道输送特性研究

针对磷石膏基充填料浆在管道输送中易磨损等问题,测定了料浆的理化参数,确定了料浆流变模型,运用FLUENT软件对料浆的管道输送过程进行数值模拟,探究料浆输送过程中的压力、流速、剪切应力的分布规律,计算沿程阻力损失,并通过料浆在L型管道中的输送试验对数值模拟结果进行验证。结果表明:数值模拟结果与试验结果相差10%左右,说明利用数值模拟方法可以为矿山充填管路的设计提供依据。     

城市污泥掺烧自动化搅拌输送系统的应用

对城市污泥掺烧自动化搅拌输送系统进行了详细介绍,这套系统在国内是首次将混凝土搅拌设备应用到污泥掺配上,提高了原煤与污泥搅拌的均匀性,减少了原煤掺配量,污泥运到电厂后直接进入搅拌输送系统,不需二次搬运。该系统对于改进城市污泥掺烧应用工艺方法,提高工作效率、减轻劳动强度、保护环境作用十分明显,有可观的推广价值。     

污泥流变特性及其变化规律的研究进展

随着我国污水处理厂污泥产量的急剧增加,污泥处理处置的效率亟待提高。传质是影响污泥处理效果最重要的因素之一,而污泥的流变特性对传质效果有决定性的作用,因此污泥的流变特性是污泥处理处置单元设计和运行的重要参数。通过分析不同的流体类型,明确了作为非牛顿流体的污泥既是假塑性流体又是触变性流体。在此基础上,对三种常用的非牛顿流体流变模型,即Ostwald de Vaele模型、Herschel-Bulkley模型和Bingham模型进行比较分析,并系统阐述了污泥流变特性及其变化规律性的国内外研究进展。     

污泥干化焚烧输送系统的优化改造研究

剩余污泥与其它可燃性物质有质的差异,给污泥干化系统的操作带来了较多难以控制的问题.干化污泥的输送决定着焚烧炉的进料,影响着炉膛内温度的控制以及污泥干化焚烧的运行效率.针对流化床污泥干化焚烧系统干化污泥的输送分析了在实际操作中存在的问题,也是污泥干化普遍存在的问题,提出了优化改造方案并实施设备改造.通过对输送系统的优化和改造,提高了运行效率,降低了设备故障率、检修强度和费用,方便了维护和检修.     

城市污泥与煤或玉米秆混烧特性及动力学研究

利用热重分析法对城市污泥分别与煤或玉米秆混烧特性进行研究。结果表明:城市污泥燃烧过程存在挥发分析出和燃烧阶段及挥发分和固定碳燃尽阶段两个主要失重区间。城市污泥着火温度低,燃烧温度范围宽,失重速率低,燃尽性能特性指数Cb和综合燃烧特性指数SN性能均低于煤和玉米秆。掺混煤或玉米秆燃烧会改善城市污泥的燃尽特性和综合燃烧特性。采用积分法(Coats-Redfern方程)计算各阶段燃烧反应的动力学参数。混合试样中污泥含量增加,挥发分燃烧阶段活化能减小,固定碳燃烧阶段活化能增加。     

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。     

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。     

城市污泥特性及真空抽滤浓缩实验研究

对某城市6座污水处理厂污泥做真空抽滤浓缩,并对污泥特性进行了研究.结果发现,污泥中每g固体(TS)相当于1 g化学需氧量(COD);每g挥发性固体(VS)相当于1.5 g COD,其线性回归R2分别为0.931 4和0.922 8.污泥中携带的COD占污水去除COD总量的60%.污泥有机物组成表现为高蛋白质低脂肪特征.调查发现传统重力浓缩污泥浓度普遍低于3.3%,浓缩效率低.在真空度-34.7 kPa下的真空抽滤实验表明,浓缩速率受污泥种类、浓度、PAM分子量以及添加量的影响.其中,污泥种类对浓缩速率影响较大,初沉污泥干固体抽滤速率为31 ks/(m2·h),剩余污泥速度低于15 kg,(m2·h),重力浓缩污泥的抽滤浓缩速度达到43 kg/(m2·h).抽滤液悬浮固体浓度普遍低于1.5 g/L.     

采用污水厂污泥制陶粒的烧结工艺及配方研究

对污水厂污泥“干化-烧结”制陶粒的烧结工艺和物料配方进行了研究,分析了不同烧结工艺条件对陶粒产品强度、吸水率和密度等性能指标的影响.结果表明,烧结温度对陶粒性能影响最大,而由于污泥本身熔点低,具有助熔作用,适宜的烧结温度与配方中污泥掺加量密切相关.最佳污泥烧制陶粒工艺条件为,污泥最大掺加量80%,350℃预热20min,1060℃烧结15min.     

不同玉米品种对新鲜城市污泥处理效果的初步研究

寻求城市污泥安全农用的方法是当前城市污泥处理处置的重要研究课题之一.采用小区试验,研究了8个玉米品种对新鲜城市污泥处理效果.结果表明:所选择的8个玉米品种均可以在污泥上生长,大丰5品种对锌的累积量最低,04杂1品种对镉累积量最低,会单4品种对铜和铅累积量最低;玉米种植可显著降低城市污泥中的含水率,比不种玉米的对照处理(69.43%)水分去除率提高9.05%~17.50%,有利于城市污泥的干化及后续利用;各玉米品种植株中的总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)均高于有机肥标准(NY525—2012)的总养分要求,而重金属镉和铅的质量浓度除赛田3品种外其他品种均低于农用有机肥标准(NY525—2012)的限量值;玉米种植后城市污泥中的总养分和锌、镉、铜、铅4种重金属质量浓度变化很小.可见,利用玉米处理新鲜的城市污泥既可降低城市污泥中的水分,又可以产生一定量优质的有机肥原料,为城市污泥的资源化利用提供新思路.     

污泥与煤混烧NO排放特性研究

利用管式电炉和烟气分析仪进行了沈阳市某市政污泥和铁法烟煤的混烧实验,对比研究了污泥、煤粉、泥煤掺混样品燃烧NO的析出特性,以及粒度、污泥掺混比例对二者混烧NO析出的影响.结果表明,煤粉单独燃烧过程中NO的析出峰为单峰,污泥样品NO析出峰为双峰.燃料粒度的细化可使污泥和煤的NO析出量减少,却增大了掺混样品NO的析出量.因此,对于干污泥与煤掺烧而言,污泥掺混比例建议在10％～20％之间,这样既能保证较好的燃烧特性,又可避免过高的氮转化率.     

生物沥浸处理对城市污泥脱水性能的影响研究

通过摇瓶培养试验研究了生物沥浸处理对城市污泥离心脱水率、污泥过滤比阻、泥饼压缩系数等脱水性能的影响,并分析了生物沥漫过程中污泥Ph、Fe2 、Fe2 、污泥颗粒Zeta电位、粳粒粒径分布的变化.研究表明,以亚铁和硫作为复合能源物质时,污泥经过生物沥浸处理后,其离心脱水率可从原始污泥的60%提高到74.4%;污泥比阻从处理前的1.83×109 s2·g-1下降到0.39×109 s2·g-1,降低了79%,压缩系数也从原始污泥的0.98降低为0.58,明显好于其他处理,达到不加絮凝剂而可直接机械压滤脱水的性能要求.研究还表明,污泥生物沥浸处理后.随着Ph的下降,污泥颗粒Zeta电位趋于零以及污泥20～60μm粒径范围的颗粒含量明显减少,可能是污泥脱水性能改善的重要原因之一.可见,污泥生物沥浸处理是一种在去除重金属的同时能够改善污泥脱水性能的技术.     

广州城市污泥燃烧性能综合评价及其燃烧动力学模型

采集了广州5种不同来源城市污泥(分别为KFQ、DTS、LJ、LD和ZZ)及肇庆市1种污水污泥(ZQ),利用热重法对6种干污泥的单一样及两种干污泥的混合样在不同条件下进行了热重实验研究,并通过TG-DTG曲线计算了污泥燃烧的4个综合燃烧指数.研究发现,广州当前城市污泥具有高挥发分、低固定碳和低热值的特点.整个污泥燃烧可以分为水分析出、挥发分析出、挥发分燃烧和焦炭燃烧4个阶段,并且不同来源污泥这4个燃烧阶段差别较大,其中,挥发分的析出和燃烧制约着污泥的整个燃烧过程.不同来源污泥的燃烧性能与污水处理厂水处理工艺、污泥种类及其理化性质有关.从挥发分释放特性指数D、可燃性指数C、综合燃烧特性指数S来看,6种污泥中,LJ污泥燃烧性能最好,而LD污泥的燃烧性能最差.KFQ与ZZ污泥混合后,除D指数外,其他指数都变小,而升温速率过快,并不能显著提高污泥的综合燃烧性能.采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到各燃烧阶段的反应的机理方程及相应的活化能参数,发现活化能大小与污泥的燃烧阶段是相对应的.     

细胞冻融破碎对城市污泥中重金属浸出浓度的影响

利用反复冻融的方法对污泥细胞进行破碎,考察处理前后污泥重金属的浸出浓度和形态分布的变化,并通过扫描电镜和红外光谱分析污泥中微生物细胞形貌和有机化合物含量的变化.结果显示,经过细胞破碎处理后,污泥中重金属的浸出浓度增大,锌、镍、铬、镉和铜的浸出浓度比原始污泥分别增加了9.7%、5.1%、25%、9%和50%.不稳定态增加,锌和镍的不稳定态分别增加了20.4%和37.9%,锌、镍、铬和铜的有机态分别减少了4.2%、8.2%、1.2%和5.1%.细胞发生了形貌上的变化,细胞体破碎程度严重.细胞EPS以及污泥中的蛋白质、羧酸、多聚糖等有机基团含量明显减少.细胞破碎后污泥浸出浓度增加的主要原因是污泥中有机态的重金属转化成了其他不稳定态的重金属.     

污水污泥热解过程与产气特性的实验研究

采用热失重分析的方法研究南昌市污水处理厂的两种污泥的热解，得到了两种污水污泥的TG—DTG曲线；采用电阻炉对污水污泥进行热解产气实验。实验结果显示，污水污泥热解主要分为三个阶段：水分析出阶段、挥发分析出阶段和无机物分解阶段。热解气体的成分有CO2、CO、H2、CH2、C2H4和C2H6，低温时主要成分是CO2，随着实验中热解温度的升高CO2的含量减少，而H2和CO的含量上升。     

市政污泥热解过程颗粒物中重金属分布

以深圳市某污水处理厂的污泥为原料,研究了污泥热解过程产生的颗粒物及其中8种重金属的分布规律.结果表明,颗粒物的生成速率分别在400~600℃和1000℃保温30min的两个区间内达到峰值.8种重金属的热挥发性由大到小依次为Cd > Zn > As > Pb > Mn > Ni > Cu > Cr,而其在颗粒物中富集能力大小顺序为Pb > As > Mn > Zn > Cd > Ni > Cr > Cu.颗粒物重金属在热解气中的体积浓度随热解过程呈上升趋势,Zn和Cd则在升温阶段（1000℃以前）达到峰值后开始降低.研究表明,污泥热解颗粒物富集的重金属超标,因而污泥热解尾气颗粒物的去除装置十分必要.     

蚯蚓粪对城镇污泥降解的影响

以城镇污泥快速稳定化为目的,将污泥与蚯蚓粪以质量比2:1混合作为处理组(WF),以不添加蚯蚓粪的污泥作为对照组(W),在(20±1)℃条件下进行对比试验,试验共进行50 d,研究蚯蚓粪对城镇污泥降解过程的影响。结果表明:与对照组相比,处理组污泥中有机质(OM)浓度降低了4.2%,电导率(EC)提高了79.0%,N H 4 + -N浓度提高了110.0%,N O 3 - -N浓度降低了83.5%;试验过程中,处理组pH变化幅度低于对照组,蚯蚓粪能促进污泥氨化,稳定污泥pH;添加蚯蚓粪使城镇污泥中有机质降解程度更高,矿化速度更快,促使城镇污泥快速稳定。蚯蚓粪可用作加速城镇污泥生物降解的添加剂。     

市政污水厂脱水污泥对赤子爱胜蚓生长与繁殖的影响

在人工土壤条件下,通过添加5%、10%、15%、20%、25%、35%、50%(质量分数,以干重计)的市政污水厂脱水污泥(以下简称"污泥"),研究了添加污泥后对赤子爱胜蚓存活、生长和繁殖的影响,旨在为污泥农用对土壤生物的影响提供基础的参考数据.结果表明,随污泥掺入量增大,蚯蚓的死亡率先减小后增大,繁殖率逐渐减小;添加适量的污泥有利于蚯蚓生长,但没有显著的剂量-效应关系.蚯蚓的死亡和生长主要受重金属(尤其是Cu)的影响,繁殖能力受重金属和聚丙烯酰胺(PAM)共同影响.PAM的降解与蚯蚓的生存情况紧密相关.最终确定污泥的掺入量不宜超过20%.