污泥低溫干燥特性與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、我國(guó)污泥產(chǎn)量巨大，污泥作為污水處理的剩余產(chǎn)物，具有含水率高、易腐爛、有惡臭等特點(diǎn)，并含有大量的微生物、寄生蟲以及重金屬。若不加合理處理處置，對(duì)環(huán)境將帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染。傳統(tǒng)的污泥處置方式如填埋、堆肥、土地利用、建材利用以及焚燒均要求降低污泥含水率。熱干燥是降低污泥含水率的有效途徑。傳統(tǒng)的污泥熱干燥技術(shù)具有設(shè)備投資大、能耗高、運(yùn)行費(fèi)用高、存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)以及產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)。污泥低溫?zé)岣稍锛夹g(shù)作為一種新興的干燥技術(shù)，具有節(jié)約能耗、減少惡臭氣

2、體、保存污泥熱值、干燥過(guò)程安全等優(yōu)勢(shì)。
　　為研究100℃以內(nèi)的污泥低溫干燥特性，搭建了污泥低溫?zé)犸L(fēng)干燥試驗(yàn)裝置。整個(gè)裝置主要包括干燥箱、加熱管、溫度控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集裝置、電力控制柜、高壓風(fēng)機(jī)等組成。經(jīng)過(guò)對(duì)部分裝置的重新設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)備的選型，該試驗(yàn)裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、節(jié)約成本等特點(diǎn)。
　　對(duì)不同溫度、薄層厚度以及風(fēng)速下的污泥低溫干燥特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：污泥在低溫干燥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生明顯的收縮和裂紋;干燥溫度越

3、高、薄層厚度越小以及熱風(fēng)風(fēng)速越大，污泥低溫干燥時(shí)間越短；低溫干燥過(guò)程可以分為升速階段、恒速階段和降速階段；整個(gè)干燥過(guò)程以降速階段為主，約占總干燥過(guò)程的2/3；降速階段存在較明顯的第一和第二降速階段，且第一臨界含水率和第二臨界含水率分別約為2.0g/g和0.5g/g（干基）；與傳統(tǒng)的薄層干燥模型相比，新模型MR=aexp(-ktn)+b描述污泥低溫干燥過(guò)程的效果最優(yōu)；Weibull分布函數(shù)可以準(zhǔn)確地?cái)M合污泥低溫干燥過(guò)程，干燥溫度、薄層厚度

4、以及風(fēng)速對(duì)尺度參數(shù)α有顯著影響，形狀參數(shù)β僅受干燥溫度的影響較明顯。在熱風(fēng)風(fēng)速0.6m/s，干燥溫度50~90℃的條件下，5、10和15mm薄層厚度污泥的水分有效擴(kuò)散系數(shù)和活化能分別為：8.72×10-10～3.61×10-9、1.41×10-9～5.22×10-9、2.46×10-9～9.69×10-9m2/s和25.25、25.28和23.96kJ/mol。在干燥溫度70℃、熱風(fēng)風(fēng)速0.4和0.8m/s的條件下，薄層厚度10mm的污