是污泥膨脹泥來疊螺機污什么
是污泥處理過程至關重要的環(huán)節(jié)。影響污染物釋放的因素主要有污泥的種類、含水率、干燥溫度、含氧量和干燥時間。污泥干燥的溫度宜選擇200℃左右,污泥干燥工藝的設計需綜合考慮各方面因素。
污泥直接干燥技術利用污泥與熱介質直接接觸,通過熱介質低速流過污泥層將熱量傳遞給污泥同時帶走污泥表面蒸發(fā)出來的水分和污泥釋放出的污染氣體。
直接干燥的特點是傳熱效率高,熱介質流量大,干燥速度快,污泥低溫干化且傳動裝置少,結構簡單,便于操作。
間接干燥技術又稱接觸干燥技術,疊螺機它的熱介質(熱導油、水蒸汽)與載氣是分離的。熱介質不直接與污泥接觸,通過熱交換器將熱量傳遞給污泥使水分蒸發(fā),再由載氣將干燥機中的水蒸汽和污染物帶走。
污泥間接干燥技術熱效率高,干燥尾氣處理量小,干燥蒸汽可以很容易的冷凝下來,系統(tǒng)混入氧氣量低,運行更加穩(wěn)定安全,干燥溫度一般比直接干燥低,污染物的釋放量也小于直接干燥,且干燥后污泥品質也更加優(yōu)良(污泥不會燃燒)。
污泥干燥過程經(jīng)歷了加速階段、恒速階段和減速階段。加速階段主要是污泥表面水分被加熱蒸發(fā)的過程。在恒速階段,污泥內部水分遷移至表面,然后再從表面汽化到空氣中。當污泥內部水分遷移至表面的速率小于表面水分的汽化速率時,是污泥膨脹泥進入減速階段。
一般認為污泥在100~200℃下干燥時,干燥過程分為加速、恒速和降速三個階段,而在300~500℃下干燥時,并沒有真正的恒速階段。
污泥干燥溫度小于100℃時,污泥顆粒的粒徑是干燥速率的主要影響因素,而當干燥介質溫度大于100℃時,干燥速率的決定因素是溫度。
污泥干燥溫度與污泥干燥時間呈二次方關系,污泥顆粒的表面積與干燥時間呈線性關系,并得出提高干燥溫度或減小污泥顆粒都可以提高干燥速率,但是減小顆粒大小可以更大幅度地提高干燥效率,什么是污泥膨脹因為減小顆粒大小不但提高了單位面積的干燥效率,而且增大了比表面積。
污泥濃縮是污泥干燥預處理的重要環(huán)節(jié)之一。污泥濃縮的目的在于降低污泥中水分含量,減小污泥體積和消化池的容積,減少加熱污泥所需的熱量。污泥濃縮的主要方法有重力濃縮、氣浮濃縮、機械濃縮等。
重力濃縮分為間歇式和連續(xù)式兩種,濃縮后的污泥含固率低,疊螺機使后續(xù)處理構筑物如消化池的容積增大,加大了投資和運行成本。近年來重力濃縮的應用已逐漸淘汰。
氣浮濃縮包括壓力溶氣氣浮、生物溶氣氣浮、真空氣浮、渦凹氣浮、化學氣浮、點解氣浮等,其中壓力溶氣氣浮濃縮具有濃縮效率高、占地面積小等優(yōu)點,且由于在濃縮過程中充氧,可以避免污泥中磷的釋放,但設備維護復雜,運行成本高。生物氣浮濃縮是利用污泥的反硝化作用產(chǎn)生氣體使污泥上浮而進行濃縮,濃縮效率主要受硝酸鹽濃度、溫度、碳源和初始污泥濃度的影響。渦凹氣浮適用于低濃度剩余活性污泥的濃縮。
機械濃縮包括離心濃縮、帶式濃縮機濃縮和轉鼓、螺壓濃縮機濃縮,主要是利用機械作用力使污泥表面水分分離。
在進行污泥濃縮之前還經(jīng)常采用污泥調理來提升污泥脫水效率。污泥調理方法有洗滌、加藥、加熱調質、凍融調理等。
污泥濃縮后,含水率依然很高,需要采用物理方法脫水進一步減小污泥的體積以便于污泥的運輸、堆積等。污泥脫水一般有自然蒸發(fā)和機械脫水兩種。什么是污泥膨脹自然蒸發(fā)法可使污泥的含水率降低到65%左右,操作簡單,易于管理,但此法占地面積大,衛(wèi)生條件差,對于一些不易脫水的污泥效果也不好,現(xiàn)在一般在干燥少雨且土地資源寬裕的地區(qū)使用,或作為機械脫水系統(tǒng)的事故應急方案。機械脫水法主要有真空過濾法、加壓過濾法、離心分離法等,可將污泥含水率降到75%左右,且運行穩(wěn)定,什么是污泥膨脹占地面積小,但管理較為復雜,節(jié)能效果較差。
污泥熱干燥技術是目前發(fā)展Z為成熟的干燥技術,根據(jù)熱介質與污泥的傳熱方法分類,污泥熱干燥技術包括直接干燥(對流)、間接干燥(傳導)、紅外干燥(輻射)或這些技術的整合。
直接熱干燥技術通過熱介質(熱空氣、燃氣、蒸汽等)與濕污泥直接接觸混合,促使污泥中水分受熱蒸發(fā)Z終得到含水率僅為5%~15%的干污泥產(chǎn)品。熱介質低速通過污泥層,提供污泥中水分蒸發(fā)所需潛熱并帶走蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體,排出的尾氣一部分通過再循環(huán)系統(tǒng)回收利用,一部分經(jīng)尾氣處理后排放到大氣環(huán)境中。由于熱介質與污泥直接接觸,產(chǎn)生的尾氣需要配置相應的尾氣處理裝置。
污泥干燥效率的主要影響因素有濕污泥固體的表面積、熱介質的流動速率、干空氣的水分含量等。常用的直接熱干燥設備有閃蒸式干燥器、轉筒式干燥器、噴淋式干燥器、帶式干燥器、螺環(huán)式干燥器、多效蒸發(fā)器等。
在間接熱干燥技術中,熱介質通過熱交換器將熱量傳遞給濕污泥,促使污泥中水分受熱蒸發(fā)。由于熱介質(蒸汽、油等)不與污泥直接接觸,省去了熱介質與污泥的后續(xù)分離步驟,但間接傳熱也使熱傳輸效率相對偏低。常用的間接熱干燥器有薄膜熱干燥器、圓盤式熱干燥器、槳板干燥器等。
在輻射干燥中,熱傳遞由電阻元件(燃氣的耐火白熾燈、紅外燈等)提供輻射能來完成,如常用于污泥焚燒的多爐膛焚燒爐。
太陽能干燥技術是以太陽能為主要能源,借助傳統(tǒng)溫室污泥干燥工藝對濕污泥進行干化處理的技術,其商業(yè)化應用Z早見于1944年德國的IST Anlagenbau Gm bH污水處理廠。
當溫室內的污泥經(jīng)過太陽光輻射后,污泥溫度升高,內部水分向周圍空氣中加速蒸發(fā)汽化,污泥表面的空氣濕度增加達到飽和狀態(tài);經(jīng)過通風和自然循環(huán),溫室內的濕空氣被排出,污泥表面的空氣濕度由原來的飽和狀態(tài)進入非飽和狀態(tài),污泥內部的水分進一步向周圍空氣蒸發(fā)。污泥中的有機物在污泥含水率下降到60%時會進行有氧發(fā)酵,使污泥層內部溫度升高,增加干化速率。
太陽能干燥技術受天氣和季節(jié)影響較大,污泥干燥過程中會產(chǎn)生臭氣,因此通常與一些溫室附屬設備聯(lián)合使用。如排風機、分層扇等強制通風系統(tǒng)和氣體收集、除臭裝置的應用,滿足了大面積溫室處理污泥的需要;廊道式翻泥機、跨越式翻泥機、Solimax機器人裝置等半自動化或全自動化的翻泥設備,對污泥進行經(jīng)常性的翻動和混合,不斷翻新蒸發(fā)面積,同時避免了污泥內部出現(xiàn)局部厭氧環(huán)境釋放臭氣。
太陽能干燥目前還無法取代傳統(tǒng)的熱干燥技術,現(xiàn)在的發(fā)展方向是考慮和一些輔助能源如熱力泵聯(lián)合使用。
微波是指頻率為3×102~3×105MHz,波長為 1 mm~1 m的電磁波,被微波輻射的極性分子會在微波電場中劇烈振動,產(chǎn)生摩擦,將吸收的微波能轉化為熱能。微波干燥技術即是利用微波的這一性質,促使?jié)裎勰鄡炔康乃肿釉谖⒉妶鲋心Σ辽郎?,形成由內向外的溫度梯度,促使污泥內部水分很快擴散到表面蒸發(fā)。
微波干燥污泥時,因此加熱時間短,熱效率高,且微波干燥技術無需向污泥中添加化學藥劑,不會向污泥中帶入新的污染,使后續(xù)處理更方便、更GX。但與此同時,微波加熱需耗電,這使微波干燥技術目前還很難普及。
目前對于微波干燥技術的研究基本都處于靜態(tài)條件下,筆者認為,污泥低溫干化研究污泥處于工程應用時的連續(xù)流動狀態(tài)時在微波場中的變化規(guī)律,將是以后微波干燥技術的研究方向和熱點。
過熱蒸汽干燥技術指過熱蒸汽與濕污泥直接接觸去除污泥水分。與傳統(tǒng)的熱干燥技術相比,這種污泥干燥方法以過熱蒸汽為介質,污泥干燥產(chǎn)生的廢氣熱品位仍然較高(溫度在150℃左右),通常通過冷凝方法回收廢氣潛熱再利用,即尾氣經(jīng)過過熱器過熱后繼續(xù)參加干燥過程,或對濕污泥進行預熱處理。廢熱的回收利用使得過熱蒸汽干燥技術具有十分明顯的GX節(jié)能的特點,但過熱蒸汽也會使干燥管路中出現(xiàn)結露現(xiàn)象,易腐蝕干燥設備。疊螺機
在傳統(tǒng)的熱干燥技術中,干燥速率與污泥含水率成反比。但大量研究表明,過熱蒸汽干燥時存在一個稱為“逆轉點”的溫度點,當過熱蒸汽的溫度高于“逆轉點”時,過熱蒸汽干燥速率明顯比傳統(tǒng)的熱風干燥速率大;當過熱蒸汽的溫度低于“逆轉點”時,過熱蒸汽干燥速率則毫無優(yōu)勢,因為此時的廢熱回收利用效果不再理想。
熱泵干燥技術是公認的綠色污泥干燥技術,已經(jīng)成熟地應用于木材、谷物及工業(yè)原材料的干燥。
下圖為熱泵干燥污泥流程示意圖,從冷凝器排出的高溫低濕的熱空氣掠過濕污泥后,成為含水率較高的濕熱氣體,其相對濕度一般在70%~80%之間。濕熱氣體通過蒸發(fā)器,水汽凝結排出系統(tǒng)。熱泵干燥系統(tǒng)常采用干燥介質部分循環(huán),以減小熱泵在蒸發(fā)器內的吸熱量和熱泵的壓縮功。
熱泵干燥污泥時無需排放濕熱氣體,整個污泥干燥過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體不外泄,對周圍環(huán)境造成的污染很小。但由于熱泵干燥技術初投資成本高,單機容量較小,用于污泥干燥還不夠廣泛。隨著國內外對節(jié)能減排標準的日益提高和熱泵干燥技術的逐漸完善,城市污泥的熱泵干燥方法將成為主要的污泥干燥手段之一。
隨著科技的發(fā)展和對污泥干燥機理研究的逐漸成熟,出現(xiàn)了越來越多的新型污泥干燥技術。
電滲透污泥干燥技術,是在電滲透過程中,污泥中水分子向陰極流動,而污泥絮體向陽極流動,水分不經(jīng)過污泥的孔隙通道即與污泥分離,污泥干燥效率高;
對撞流干燥技術,污泥低溫干化它利用濕污泥在氣流對撞區(qū)內的高端湍流中的快速非穩(wěn)態(tài)運動來增強傳熱傳質過程,具有快速、干燥強度高的特點;
水熱處理技術可以使?jié)裎勰嘀械奈⑸锛毎屏?,降低污泥的黏度,來疊螺機污什么從而使水分更容易與污泥顆粒分離;
通過超聲波的“空化作用”和“生化學反應”破壞污泥中的菌膠團結構,也是近年來興起的新型污泥脫水技術。
采用組合式傳熱方式,也是近幾年污泥干燥技術的研究熱點,如由機械脫水和二級熱干燥組成的深度脫水,厭氧消化和熱干燥法,冷凍脫水干燥工藝,等等。
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