城市污泥干燥特性及工藝研究

發(fā)布者：金凱時間：12/2/2020 12:05:05 AM

【摘要】：隨著我國城市化進程的加快,越來越多的污水產(chǎn)生并得到處理,同時大量的污泥也同時產(chǎn)生。污泥具有高含水率高體積的特點,而且含有大量的有毒物質(zhì)。如果不能妥善地處理處置城市污泥,將會造成二次污染,并且影響污水廠的正常運行。如何經(jīng)濟而有效地處理處置污泥是目前國內(nèi)外共同研究的難點。

目前常見的污泥處理方法有:衛(wèi)生填埋、土地利用、熱干燥和焚燒,熱干燥已經(jīng)成為污泥處理的重要步驟。本文通過對污泥干燥特性的研究,結合利用煙氣余熱處理污泥發(fā)明專利技術的工程實踐,提出了污泥干燥工藝的改進方法,并建立了一套新的污泥干燥工藝。 4種不同質(zhì)量等級的污泥顆粒在100～200℃的條件下進行了恒溫干燥實驗。結果表明,污泥干燥過程包括預熱階段、恒速干燥階段、一降速干燥階段、第二降速干燥階段4個階段。在100～120℃時,污泥為弱強度干燥,臨界含水率受溫度和顆粒大小影響不明顯;在140～200℃時為高強度干燥,臨界含水率隨溫度升高或顆粒變大而增大。污泥干燥速率不僅取決于溫度,還取決于污泥顆粒表面單位面積上實際用于蒸發(fā)水分的熱量:減小污泥顆粒不僅可以增大比表面積,而且可以提高單位面積的干燥速率:而污泥的干燥時間與溫度呈二次方關系,與污泥的表面積呈線性關系。污泥顆粒在200～500℃條件下干燥時,經(jīng)歷了預熱階段、類恒速干燥階段和降速干燥階段,類恒速干燥階段的干燥速率并不是恒定的,而是呈波動型的,其中類恒速干燥階段占據(jù)了總干燥時間和總失重率的70%左右。干燥過程中會產(chǎn)生裂紋,且前期由小變大而后期由大變小,主要是由于內(nèi)外層失水不均勻所致。

干污泥的粒徑主要為砂級、粉砂級和粘土級,實際工程中干污泥產(chǎn)生的灰塵可以通過水膜除塵去除,結合污泥的熱重分析確定了污泥的干燥溫度可以在100～300℃,該溫度范圍內(nèi)干燥冷凝水中主要的有機物是鏈狀烷烴、芳香烴和含氮雜環(huán)化合物,苯、鄰二甲苯和苯酚是主要污染物。通過對江陰污泥處理工程的實際經(jīng)驗總結,并結合實驗結論,我們認為可以通過低溫干燥、自然干燥、太陽能干燥和余熱回收利用等途徑,利用熱管和熱泵等先進技術,對現(xiàn)有的污泥干燥工藝進行改進,改進后的工藝可以將煤的熱利用率從44.62%提高到64.60%,并且將每噸濕污泥的能耗成本從104.07元/噸降到42.61元/噸,并且可以大大地減少二氧化碳和二氧化硫的排放量。

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