城市污水處理廠產(chǎn)生大量市政污泥，由于市政污泥兼具高含水率，有毒有害物質(zhì)、有機(jī)養(yǎng)分及無機(jī)組分富集的特征，如何科學(xué)而有效地處理處置市政污泥便成為國(guó)內(nèi)外科研及工程領(lǐng)域關(guān)注的重要論文之一。 本論文在分析了國(guó)內(nèi)外常見的污泥處理處置途徑的基礎(chǔ)上，將污泥處理處置的重要環(huán)節(jié)——污泥熱干燥作為研究對(duì)象，并通過分析深圳南山污水廠脫水污泥干燥實(shí)驗(yàn)與干燥工程設(shè)計(jì)運(yùn)行實(shí)踐，總結(jié)歸納出部分污泥干燥過程特征及中溫帶式干燥研究成果，以為我國(guó)市政污泥處理處置領(lǐng)域的研究與工程實(shí)踐提供參考依據(jù)。 文中通過針對(duì)10mm、20mm及30mm直徑顆粒污泥球在105℃恒溫干燥條件及10mm直徑污泥球在90℃、105℃、120℃及135℃恒溫條件下的干燥實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，表明污泥球在干燥過程中經(jīng)歷了加速干燥、恒溫干燥及降速干燥三個(gè)階段，且干燥速率與干燥溫度和污泥顆粒尺寸緊密相關(guān)。干燥溫度越高，污泥顆粒尺寸越小，污泥單位面積的干燥速率越大，至干燥平衡含水率所需時(shí)間越短。 在污泥干燥實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引入熱動(dòng)力學(xué)分析模型，通過約化時(shí)間圖和定溫直線擬合圖法確定污泥干燥最概然反應(yīng)機(jī)理函數(shù)積分形式為 ，并結(jié)合Arrhenius熱力學(xué)方程，確定10mm污泥球在不同干燥溫度下的干燥速率常數(shù)k及表觀指前因子A=118.78，表觀活化能E=31.411KJ/mol。 結(jié)合污泥干燥理論與深圳污泥干燥工程條件，闡述深圳污泥工程循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念、系統(tǒng)組成、熱平衡及物料平衡等內(nèi)容，結(jié)合歐盟安全生產(chǎn)法律規(guī)范，確定深圳污泥干燥工程安全生產(chǎn)措施。進(jìn)一步通過對(duì)干燥工程運(yùn)行中臭氣及冷凝水中主要污染物指標(biāo)的檢測(cè)，分析研究污泥干燥工程中臭氣排放特征及化學(xué)除臭工藝效果，總結(jié)干燥冷凝中、高濃度有機(jī)廢水的成因及濃度特征，并提出建議達(dá)標(biāo)排放的工藝措施與途徑。 最后通過深圳南山污水廠干燥污泥燒制頁(yè)巖或粘土污泥磚實(shí)驗(yàn)，總結(jié)分析干燥污泥摻混量、燒成溫度、燒成時(shí)間對(duì)成磚強(qiáng)度的影響，并論證得到燒制頁(yè)巖污泥磚制品強(qiáng)度、外觀、重金屬析出、輻射等條件均符合我國(guó)《燒結(jié)多孔磚》（GB13544-2000）標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)要求，為深圳污泥干燥產(chǎn)品的資源化途徑提供決策依據(jù)。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：X703.1
【部分圖文】：

微境下拍攝的照片，呈現(xiàn)了各種水份在活性污泥中的主要結(jié)合形式。這些不同類型的水份和固體顆粒的結(jié)合力量是不同的，從而導(dǎo)致在脫水或干燥過程中所需采用的方式和能耗也不盡一樣。水在污泥內(nèi)是以多種不同的形式而存在，根據(jù)污泥顆粒中不同的物理結(jié)合形式可大致分成以下四種類型[74]： 自由水：與污泥之間不存在任何結(jié)合力。在活性污泥中，絕大部分的水份是以這種形式而存在，這部分水份在受地心重力影響下(重力濃縮池)和機(jī)械壓力之下(機(jī)械性脫水)，可以很容易地與污泥相分離。 間隙水：活性污泥在水中呈現(xiàn)孔狀分布，許多水份是以各種毛細(xì)吸管作用方式存在于污泥絮凝顆粒之間。 吸附水：懸浮液內(nèi)污泥細(xì)胞是分散型孔狀分布，擁有大量?jī)?nèi)外表面積，許多水份可通過凝聚力粘附在細(xì)胞表面之上。這些表面粘附水是固定在固體顆粒和細(xì)胞表面之上，不能自由活動(dòng)。 細(xì)胞內(nèi)水：細(xì)胞內(nèi)水分所占比例最小，但與固體之間的結(jié)合力最強(qiáng)，必須采用熱干燥工藝才能去除。

通過機(jī)械脫水只能將稀漿污泥中的大量游離自由水和部分間隙水出來。污泥中的其他水份如吸附水和大量細(xì)胞內(nèi)水份只能通過熱干燥工藝才蒸發(fā)去除。污泥中不同結(jié)合水形式所占比列分別為:1）間隙水或者空腔水（大約 70-80%）2）附著水以及毛細(xì)水（10-22%）3）吸附水以及胞內(nèi)水（5-8%）分析污泥吸附等溫線圖 2-3 所示，污泥是一種吸濕性物質(zhì)，等溫線給出質(zhì)中的水分負(fù)荷與環(huán)境的相對(duì)濕度之間在恒定溫度下的平衡狀態(tài)（吸附平衡物質(zhì)含水率表示水分負(fù)荷占物質(zhì)總量的百分?jǐn)?shù)，并繪制了相對(duì)的空氣濕度。圖中可以看出，非吸濕性物質(zhì)在內(nèi)表面吸附之后，單分子至多分子吸附涂層有吸收水分（吸附等溫線的漸進(jìn)過程）。相比之下，由于毛細(xì)管冷凝作用，性材料的水分負(fù)荷將隨著空氣濕度增加而增大。吸濕性材料的等溫吸附曲線個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它標(biāo)志著水分的毛細(xì)凝聚的開始。然而，非吸濕性材料顯示是一近某一個(gè)最終值的漸近線。

于干燥介質(zhì)的影響，主要為干燥介質(zhì)的，這些因素主要由干燥設(shè)備來控制；另燥污泥的組分、水分存在形式以及污泥，較為集中在如何提高熱干燥設(shè)備效率質(zhì)從而提高污泥干燥效率的途徑卻有待通過污泥干燥試驗(yàn)，研究干燥溫度、污通過污泥熱干燥動(dòng)力學(xué)分析，為深圳污濟(jì)污泥干燥工程做必要的前期準(zhǔn)備，試泥，污泥呈褐色，含水率 80%左右，具

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張光明,吳敏生,張維昊,張錫輝;城市污泥超聲波處理技術(shù)[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2003年06期

2 胡龍,何品晶,邵立明;城市污水廠污泥熱干燥處理技術(shù)及其應(yīng)用分析[J];重慶環(huán)境科學(xué);1999年01期

3 唐鳳翔,張濟(jì)宇;惰性粒子噴動(dòng)流化床中冷凍融解氫氧化鋁污泥干燥試驗(yàn)研究[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年05期

4 陳鳴;城市污水處理廠污泥最終處置方式的探討[J];中國(guó)給水排水;2000年08期

5 鄭宗和,牛寶聯(lián),雷海燕;利用太陽(yáng)能進(jìn)行污泥脫水干燥的試驗(yàn)[J];中國(guó)給水排水;2003年S1期

6 馬蜀;高旭;郭勁松;;城市污水處理廠剩余污泥的元素含量分析[J];中國(guó)給水排水;2007年19期

7 霍貞,王芬,季民;污泥破解技術(shù)的研究與進(jìn)展[J];工業(yè)水處理;2005年09期

8 師雄;;城市污泥處置方法概述[J];河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

9 李愛民,曲艷麗,楊子賢,李潤(rùn)東;污水污泥干燥過程中表觀形態(tài)變化及水分析出特性[J];化工學(xué)報(bào);2004年06期

10 侯鳳云;呂清剛;那永潔;矯維紅;賀軍;;濕污泥顆粒的流化床干燥實(shí)驗(yàn)及模型[J];過程工程學(xué)報(bào);2007年04期

本文編號(hào)：2819822