本文關(guān)鍵詞：基于泡沫化預(yù)處理污泥的干化行為及熱重動(dòng)力學(xué)進(jìn)程研究

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【摘要】：伴隨著人類社會(huì)的快速、全方面發(fā)展,活性污泥法在城市污水生物處理中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。在污水處理過(guò)程中,將會(huì)產(chǎn)生大量的生物污泥。這些生物污泥一部分以回流污泥的形式回到污水處理體系中,從而加快活性污泥反應(yīng)進(jìn)程,提高污水處理效果。而生物污泥的多余部分,則以一種高含水率的剩余污泥形式從處理系統(tǒng)中脫離出來(lái)。(后文中所提及的污泥,均指代剩余污泥)這種高含水率的剩余污泥,如若得不到快速、有效的處置而在自然環(huán)境中累積,勢(shì)必將會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成極大的沖擊。如何快速、有效又經(jīng)濟(jì)地處理處置剩余污泥,成為了研究者們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。本文的研究?jī)?nèi)容圍繞剩余污泥處置展開(kāi),一個(gè)基于Ca O和Na OH配合加入剩余污泥,伴隨機(jī)械攪拌使污泥泡沫化的創(chuàng)新性預(yù)處理技術(shù)在文中被著重討論,污泥起泡效率、起泡密度和干化溫度等因素被作為研究?jī)?nèi)容。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于泡沫化預(yù)處理的剩余污泥其干化行為表現(xiàn)出了較佳的水分去除效率,并且該技術(shù)在改進(jìn)過(guò)程中逐步實(shí)現(xiàn)高效低成本。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),新的添加比例為1.0%Ca O1.0%Na OH(S2:2)的污泥微泡擴(kuò)增配合起泡劑具有較高的污泥微泡擴(kuò)增速率,其降低了在污泥預(yù)處理起泡階段的機(jī)械攪拌能耗,且在微泡污泥薄層干化過(guò)程中,污泥密度為0.6 mg/L的S2:2污泥樣品表現(xiàn)出了最佳干化效率。同時(shí),文中成功運(yùn)用Origin Pro 8.0數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)50℃干化溫度下干化密度為0.6mg/L的S2:2樣品干燥數(shù)據(jù)的線性模擬。通過(guò)對(duì)干化曲線一階導(dǎo)數(shù)仔細(xì)分析可得,在微泡污泥快速干化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,復(fù)配添加物的比例這一因素的影響性超過(guò)了污泥自身密度對(duì)于干化結(jié)果的影響。同時(shí)在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中得出,配合添加起泡劑處理剩余污泥的效果優(yōu)于單獨(dú)添加堿性物質(zhì)或原泥直接干化的效果。在探究干化技術(shù)的同時(shí),本文還展開(kāi)了對(duì)干化污泥燃燒特性的實(shí)驗(yàn)探究。本文采用TG分析儀對(duì)不同配合添加比例下污泥最佳干化效果的樣品進(jìn)行了熱重動(dòng)力學(xué)研究。Starink方法成功運(yùn)用于本文對(duì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)——表觀活化能的評(píng)估。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,四個(gè)污泥樣品的表觀活化能在分解過(guò)程中的數(shù)值和變化趨勢(shì)都各不相同。在污泥經(jīng)過(guò)堿性物質(zhì)預(yù)處理之后,表觀活化能E伴隨著轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)α變化的燃燒進(jìn)程被提前。反應(yīng)級(jí)數(shù)n的變化趨勢(shì)也同樣說(shuō)明了經(jīng)過(guò)預(yù)處理的剩余污泥樣品其樣品成分的復(fù)雜性與差異性。在污水處理能力快速發(fā)展的今天,認(rèn)清我國(guó)污泥的處理處置現(xiàn)狀,尋求污泥處置、合理利用的途徑顯得意義重大。而本文的創(chuàng)新性污泥微泡擴(kuò)增技術(shù)提高了污泥的干化效率,也一定程度上實(shí)現(xiàn)了污泥最終含水率的最小化,為污泥的進(jìn)一步有效處理處置提供了保障。本研究對(duì)于解決我國(guó)污泥處置現(xiàn)狀這一難題起到了一定的促進(jìn)作用,對(duì)于資源的再利用也有十分重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：剩余污泥 泡沫化處理 干化 TG分析 動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 引言12-13
• 1.2 污泥的來(lái)源及分類13-15
• 1.2.1 污泥的來(lái)源13
• 1.2.2 污泥的分類13-15
• 1.3 污泥的危害及處理處置方法15-20
• 1.3.1 污泥的危害15
• 1.3.2 污泥的處理處置方法15-20
• 1.3.2.1 污泥的處理15-18
• 1.3.2.2 污泥的處置18-20
• 1.4 污泥干化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀20-24
• 1.4.1 污泥干化方法及分類20-22
• 1.4.2 污泥干化的研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4.2.1 國(guó)外污泥干化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)22-23
• 1.4.2.2 國(guó)內(nèi)污泥干化技術(shù)的研究進(jìn)展23-24
• 1.5 污泥熱重動(dòng)力學(xué)研究概述24-26
• 1.5.1 熱重研究法24
• 1.5.2 熱重分析的幾個(gè)主要特征值24-25
• 1.5.3 污泥熱重動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀25-26
• 1.6 研究思路、內(nèi)容及意義26-29
• 1.6.1 研究思路26-27
• 1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容27
• 1.6.3 研究意義27-28
• 1.6.4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)28-29
• 第二章 污泥干化及熱重實(shí)驗(yàn)方案29-34
• 2.1 引言29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料29-30
• 2.3 污泥微泡擴(kuò)增技術(shù)30-31
• 2.4 污泥的薄層干化技術(shù)31-32
• 2.5 熱重動(dòng)力學(xué)分析方案32-34
• 第三章 泡沫化預(yù)處理污泥干化行為研究34-50
• 3.1 引言34
• 3.2 污泥處置原則34-35
• 3.3 污泥中水分存在形式35
• 3.4 污泥預(yù)處理方法35-38
• 3.4.1 物理方法36
• 3.4.2 化學(xué)方法36-37
• 3.4.3 生物方法37
• 3.4.4 聯(lián)合預(yù)處理方法37-38
• 3.5 實(shí)驗(yàn)試樣及操作38-39
• 3.5.1 污泥預(yù)處理方法38
• 3.5.2 泡沫化污泥的薄層干化38-39
• 3.6 結(jié)果與分析39-50
• 3.6.1 污泥的起泡效率39-40
• 3.6.2 烘箱溫度和污泥密度對(duì)干化效果的影響40-46
• 3.6.3 基于不同預(yù)處理方式污泥干化結(jié)果分析46-48
• 3.6.4 污泥干化曲線擬合48-50
• 第四章 泡沫化預(yù)處理剩余污泥熱重動(dòng)力學(xué)進(jìn)程研究50-69
• 4.1 引言50-51
• 4.2 熱重動(dòng)力學(xué)分析模型51-53
• 4.3 實(shí)驗(yàn)裝置、試樣及方法53-56
• 4.3.1 熱重實(shí)驗(yàn)裝置53-55
• 4.3.1.1 熱天平式熱重分析儀53-54
• 4.3.1.2 彈簧稱式熱重分析儀54-55
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)試樣及方法55-56
• 4.4 結(jié)果與分析56-69
• 4.4.1 熱重動(dòng)力學(xué)曲線（TG）分析56-61
• 4.4.2 表觀活化能（E）的趨勢(shì)61-64
• 4.4.3 反應(yīng)級(jí)數(shù)（n）分析64-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 附錄75-76
• 致謝76

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