【摘要】：污泥中含有大量的重金屬、病原菌和有機(jī)污染物,如果處理處置不當(dāng)極易造成二次污染,危害生態(tài)安全和人類健康。城鎮(zhèn)污水處理廠的脫水污泥含水率高、黏度大,水分難以進(jìn)一步去除,成為污泥處理處置中的一大難題。污泥干燥技術(shù)因?yàn)槟芙档兔撍勰嗟暮?減少其體積和質(zhì)量,使其便于運(yùn)輸、填埋和焚燒等,成為了關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。研究污泥在新型干燥技術(shù)下的干燥特性,對開發(fā)高效低耗快速的污泥干燥技術(shù),降低污泥干化的成本有重要意義。本課題將泡沫干燥法和泡沫輔助微波干燥法應(yīng)用于脫水污泥的快速干化,對微泡擴(kuò)增污泥的高溫和微波干燥特性及其影響因素進(jìn)行了研究,以期能為脫水污泥提供一種新的快速干燥方法。在脫水污泥中加入氧化鈣后,污泥內(nèi)部變?yōu)閴A性環(huán)境,微生物的細(xì)胞壁被破壞,大量胞內(nèi)生物表面活性劑溶于污泥中,使得污泥的表面張力降低,通過攪拌可以形成微泡擴(kuò)增污泥。在攪拌速度為(62±5)r/min,攪拌時間為20min,微泡擴(kuò)增污泥的密度為0.78g/m L時,污泥的高溫干燥獲得最好的干燥效果。污泥微泡擴(kuò)增后持水性能改變,自由水含量增多,干燥過程中污泥內(nèi)部的氣泡破裂形成的孔隙加快了內(nèi)部水分向外遷移的速度,微泡擴(kuò)增后污泥與空氣的接觸面積增大,是微泡擴(kuò)增污泥干燥速率加快的原因。微泡擴(kuò)增污泥的微波干燥過程在變頻微波爐中進(jìn)行,考察了輻射時間、微波輸出功率和污泥厚度對微泡擴(kuò)增污泥干燥過程的影響。厚度為2mm、4mm和8mm的薄層微泡擴(kuò)增污泥,在不同的真實(shí)輸出功率條件下的干燥特性相似。微泡擴(kuò)增過程和微波輻射都會使污泥的毛細(xì)水、吸附水、結(jié)合水釋放為自由水,使恒速干燥階段在干燥過程中所占的比例較大。通過Origin8數(shù)據(jù)處理軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的模擬,發(fā)現(xiàn)薄層干燥的Page模型與微泡擴(kuò)增污泥微波干燥過程的相關(guān)性系數(shù)R2最大,同時方差χ2和剩余誤差總和SR最小,可以用于微波干燥過程中干基含濕量的預(yù)測。在微泡擴(kuò)增污泥的高溫干燥過程中,Logistic模型的擬合效果最好。
[Abstract]:Sludge contains a large number of heavy metals, pathogens and organic pollutants, if the treatment is not disposed of easily cause secondary pollution, harm to ecological security and human health. The high moisture content and high viscosity of dewatered sludge in urban sewage treatment plants make it difficult to remove water further, which has become a difficult problem in sludge treatment and disposal. Sludge drying technology, which can reduce the moisture content of dewatered sludge, reduce its volume and quality, and make it easy to transport, landfill and incineration, has become the focus of attention and research. It is of great significance to study the drying characteristics of sludge under the new drying technology in order to develop efficient and fast sludge drying technology and reduce the cost of sludge drying. In this paper, foam drying method and foam assisted microwave drying method were applied to the rapid drying of dewatered sludge. The characteristics of high temperature and microwave drying of microbubble expanded sludge and its influencing factors were studied. In order to provide a new rapid drying method for dewatering sludge. When calcium oxide is added to the dewatered sludge, the sludge becomes alkaline, the cell wall of the microorganism is destroyed, and a large number of intracellular biosurfactants dissolve in the sludge, which reduces the surface tension of the sludge. Microbubbles can be formed by stirring to amplify sludge. When the stirring speed was (62 鹵5) r / min, the stirring time was 20 min and the density of microbubble expanded sludge was 0.78g/m L, the best drying effect was obtained when the sludge was dried at high temperature. The water holding capacity changed and the free water content increased after the sludge microbubble amplification. During the drying process, the pore formed by the bubble burst in the sludge accelerated the internal water migration, and the contact area between the sludge and the air increased after the microbubble amplification. It is the reason that the drying rate of microbubble expanded sludge is accelerated. The microwave drying process of microbubble expanded sludge was carried out in a frequency conversion microwave oven. The effects of radiation time microwave output power and sludge thickness on the drying process of microbubble expanded sludge were investigated. The drying characteristics of thin layer microbubble expanded sludge with thickness of 2 mm and 4 mm and 8mm were similar under different real output power conditions. Both microbubble amplification process and microwave radiation can make the sludge capillary water, adsorbed water, combined with water release into free water, so that the drying stage of constant speed in the drying process accounted for a large proportion. Through the simulation of experimental data by Origin8 data processing software, it was found that the correlation coefficient R2 of thin-layer drying Page model and microbubble sludge microwave drying process was the largest, and the variance 蠂 2 and the sum of residual error SR were the smallest. It can be used to predict the moisture content of dry base during microwave drying. In the high temperature drying process of microbubble expanded sludge, the fitting effect of Logistic model was the best.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：2354505