电渗透脱水污泥热干化特性研究

摘要

污泥干化技术作为污泥处理处置的关键步骤,在污泥管理体系中扮演越来越重要的角色。而污泥热干化技术是应用最广泛的污泥干化技术。但高能耗成为污泥热干化技术的制约性因素。电渗透脱水技术作为一种高效的固液分离技术正在逐步发展。但是当污泥含水率降到某一值,高电耗也严重限制着电渗透技术的实际应用。为此,尝试采用电渗透脱水技术与热干化技术联合使用的方式来处理污泥,从而能够发挥电渗透脱水技术高效脱水的优势,降低污泥热干化的初期能耗。但目前对电渗透脱水污泥的热干化特性和热干燥模型却鲜有研究。
　　本文尝试在初始含水率相近的情况下,以电渗透脱水污泥和未经电渗透脱水处理污泥作为研究对象,重点从污泥剪切应力及电渗透脱水污泥的干燥特性曲线与未经电渗透脱水处理污泥的干燥特性曲线的对比情况出发,探索并分析污泥在不同温度下干燥的特性,以及确定薄层电电渗透脱水污泥干燥的最优模型,建立污泥热干化-焚烧和电渗透脱水-热干化-焚烧两种过程的能量计算应用程序。
　　研究结果表明:污泥经过电渗透脱水处理后有助于污泥剪切应力的降低和粘附特性的减弱;在污泥干燥的初期阶段,当污泥初始含水率降低到相同值时,电渗透脱水污泥的干燥速率要高于未经电渗透脱水处理污泥的干燥速率,但随着干燥的进行,未经电渗透脱水污泥的干燥速率与电渗透脱水污泥的干燥速率的差距有所降低;在污泥干燥的预热和恒速干燥阶段,电渗透脱水污泥的阴极面朝上进行干燥的干燥速率和阳极面朝上进行干燥的干燥速率差距较大,在降速干燥阶段,两种方式的干燥速率相差不大;当温度为40℃、60℃时,污泥经电渗透脱水处理与未经电渗透脱水处理的干燥速率相近,而当温度提高到80℃、100℃、120℃时,电渗透脱水污泥的干燥速率较污泥未经电渗透脱水处理的污泥的要高得多;Logarithmic和探索模型MZ均能对未经电渗透脱水处理污泥及电渗透脱水污泥的干燥曲线做出较好拟合,但探索模型MZ的拟合参数值更好一些;另外,在一定条件下,污泥热干化-焚烧和污泥电渗透脱水-热干化-焚烧两种运行过程的能量消耗可以通过初步开发能量计算应用软件进行计算。

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第一章 绪论

1.1 污泥的来源及特性

1.2 污泥处理与处置

1.3 电渗透脱水技术

1.4 污泥干化技术

1.5 研究内容及意义

第二章 污泥剪切应力研究

2.1 实验器材

2.2 实验方法

2.3 实验结果及数据分析

2.4 小结

第三章 污泥干燥特性曲线分析

3.1 实验器材

3.2 实验方法及数据处理

3.3 实验结果及数据分析

3.4 小结

第四章 污泥干燥曲线模型

4.1 污泥薄层干燥模型

4.2 数据处理

4.3 电渗透脱水污泥干燥曲线模型拟合

4.4 探索模型MZ的验证

4.5 小结

第五章 Visual Basic 能量计算应用软件

5.1 能量计算软件开发依据

5.2 污泥电渗透脱水耗能量

5.3 能量软件的案例应用

5.4 小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢