城市污水污泥转筒式直接干化研究

摘要

随着城市的发展，污水污泥对环境的污染问题越来越凸现出来。污泥混合焚烧或干化焚烧等处理效果非常彻底的方法逐渐成为污泥处理的主流技术。在众多的污泥热处理方法中，转筒式干燥法由于设备构造简单、运行调节方便、处理效果好等优点，非常适合我国目前的国情。因此自行设计了污泥转筒式直接干燥机及给料机、热风炉等各种配套设备，以燃烧天然气得到的高温烟气为热源对污泥转筒式直接干化技术进行了研究。 试验设备可将原本含水率为80％左右的湿污泥干化到含水20～40％，每小时处理量可达50kg/h；转筒整体的水平倾角可调，转筒转速可调，转筒干燥机筒体轴心处有搅拌轴且转速可调，给料机可调节给料速度且保持给料速度稳定。以含水率大小为评判标准，可对上述参数进行组合得到各种工况以研究各参数对含水率的影响。试验结果表明，在不同的水平倾角下，含水率均随着搅拌轴转速的增大而减小，随着给料速度的增大而增大；当水平倾角为5°时，含水率随着转筒转速的增大先减小后增大，即存在一个最佳转速使含水率达到最低。之后又更换了一种污泥重复上述的试验，试验结果依然符合上述的规律，表明本试验设备对于处理不同种类的污泥具有很好的适应性。 由于无法对干化污泥颗粒粒径、污泥停留时间、转筒式干燥机出口烟温等重要参数进行准确的试验测量。因此，利用计算机语言并结合相关的数学方法建立了数学模型，对干燥设备进行数值模拟。通过比较试验结果和计算结果后得出，在转筒转速和给料速度对含水率的影响方面，两种结果显示的规律性非常相似；得到的粒径数据也非常接近试验的近似测量值。在研究不同转速（不同给料速度）对含水率的影响时，不同转速（不同给料速度）下的曲线具有清晰的规律一致性，由此可以断定当转速（给料速度）处于某个试验为涉及的中间值时，其影响情况也符合已知的规律。同时还获得了很多无法用试验来验证的工况下的干化结果数据。 不足之处是出口烟温的试验测量值和数值计算值差异比较大，其原因是多方面的。由于理论知识的限制，未能为搅拌轴建立相应的模型，这一差异可能是造成某些数据误差较大的重要原因。