李佳文 賀業(yè)光 唐文鵬 姜龍德 邵一軒
摘 要 利用自制的轉(zhuǎn)盤干化實(shí)驗(yàn)裝置,在120~160℃下進(jìn)行污泥恒溫干化實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:干化溫度越高,恒速干化階段時(shí)間越長(zhǎng),污泥整體干化速率越高;增加對(duì)污泥的攪拌整體提升污泥的干化速率,但繼續(xù)增加攪拌速率的干化效果與干化溫度有關(guān),120℃全干化和半干化過程中,攪拌速率增加與P值呈線性比例關(guān)系;140℃和160℃的干化溫度時(shí),攪拌速率與P值呈二次曲線關(guān)系,對(duì)應(yīng)的最佳攪拌速率分別為20rpm和10rpm。
關(guān)鍵詞 污泥 溫度 攪拌速率 干化特性
中圖分類號(hào):O373文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0引言
近年來,隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的繼續(xù),污泥處理處置是中國(guó)最緊迫的環(huán)境問題之一。如何安全經(jīng)濟(jì)地處置城市污泥是世界各國(guó)共同面臨的問題。基于環(huán)境、能源、與經(jīng)濟(jì)性的多重考慮,并為達(dá)到最大程度的減量化與穩(wěn)定化,城市污泥的熱化學(xué)處理將成為重要趨勢(shì)。
本文在不同的攪拌頻率下對(duì)污泥在120℃、140℃、160℃下進(jìn)行恒溫干化實(shí)驗(yàn),分析了污泥干化過程中失重率、干化速率等變化規(guī)律,旨在為建立行之有效的污泥干化工藝和優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)提供必要的理論依據(jù)和技術(shù)參數(shù)。
1實(shí)驗(yàn)材料
污泥樣品取自昆山陸家污水處理廠機(jī)械脫水后的生活污水污泥,含水率80.6%。實(shí)驗(yàn)設(shè)備為自制的可控溫并配備攪拌裝置的污泥干化器,該儀器包含一個(gè)沙浴干化裝置、一套高精度天平裝置以及一個(gè)可控速攪拌器。實(shí)驗(yàn)時(shí)將污泥樣品平鋪于干化裝置內(nèi),并在不同攪拌頻率下進(jìn)行恒溫干化,天平裝置及時(shí)顯示污泥在不同時(shí)刻的瞬時(shí)質(zhì)量。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
污泥干化技術(shù)根據(jù)污泥最終含水率的不同,可以分為半干化和全干化。假設(shè)污泥干化至含水率50%時(shí)為半干化,干化至含水率70%時(shí)為全干化,表1為污泥在不同溫度和攪拌轉(zhuǎn)速下恒溫干化至半干化和全干化水平所需時(shí)間,并以0rpm攪拌轉(zhuǎn)速全水分干化時(shí)間作為基準(zhǔn),各轉(zhuǎn)速下干化時(shí)間與基準(zhǔn)值的相對(duì)比值記作P。由表1可以看出,各干化溫度工況下,隨著攪拌轉(zhuǎn)速的升高,污泥達(dá)到半干化或全干化水平所需時(shí)間均縮短,且相對(duì)比值P與對(duì)應(yīng)溫度工況的攪拌轉(zhuǎn)速呈相應(yīng)函數(shù)關(guān)系。
由圖1所示,攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)不同溫度下污泥干化的影響存在較大差異:對(duì)于120℃工況,不管是半干化水平還是全干化水平,在攪拌轉(zhuǎn)速0rpm至20rpm范圍內(nèi),干化時(shí)間與基準(zhǔn)值的相對(duì)比值P和攪拌轉(zhuǎn)速均呈比例線性關(guān)系;對(duì)于140℃和160℃的情況,相對(duì)比值P與攪拌轉(zhuǎn)速均呈二次方關(guān)系,140℃時(shí),10rpm至20rpm范圍內(nèi)全干化和半干化P值遞減緩慢,在20rpm的攪拌轉(zhuǎn)速時(shí),達(dá)到最低值,即此時(shí)對(duì)應(yīng)的干化水平所用的時(shí)間最短;160℃時(shí),10rpm的攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的全干化和半干化的P值最小,即此時(shí)干化效果最好。在較低的干化溫度下,增加攪拌速率可獲得較好干化效果,在中、高干化溫度下,為獲得較優(yōu)的干化效果并非攪拌轉(zhuǎn)速越高越好,從節(jié)能降耗的方面考慮,應(yīng)綜合優(yōu)化干化溫度和攪拌轉(zhuǎn)速二者之間的匹配關(guān)系。
3結(jié)論
污泥干化過程總體上分為升速階段、恒速階段和降速階段,溫度越高,恒速干化階段時(shí)間越長(zhǎng),污泥整體干化速率越高。
增加對(duì)污泥的攪拌整體促進(jìn)污泥的干化,使各階段污泥干化速率提升,但繼續(xù)增加攪拌速率的干化效果與干化溫度有關(guān),120℃干化時(shí),攪拌速率增加與P值呈線性比例關(guān)系;140℃和160℃的干化溫度時(shí),攪拌速率與P值呈二次曲線關(guān)系。
基金項(xiàng)目:2018年6月,沈陽(yáng)航空航天大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201910143243)。
作者簡(jiǎn)介:李佳文(1999.8-),男,漢族,商丘市人,本科,研究方向:污泥熱處理工藝及技術(shù)開發(fā)。
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