資源描述:
《城市污泥干燥研究進(jìn)展》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、丘錦榮等:城市污泥干燥研究進(jìn)展671城市污泥干燥研究進(jìn)展丘錦榮,吳啟堂*,衛(wèi)澤斌,周勉華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,廣東廣州510642摘要:隨著城市污水處理廠不斷增加,城市污泥的產(chǎn)量也大幅度增長。減量化是城市污泥資源化的首要步驟,而干燥是城市污泥減量化最有效的方法之一。本文簡述了城市污泥的干燥特性及各種干燥方法,并對各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較,得出利用太陽能和通過種植植物對污泥進(jìn)行干燥是較為經(jīng)濟(jì)可行的污泥干燥方法。在提倡可持續(xù)發(fā)展理念及能源危機(jī)不斷惡化的情況下,這兩種方法在污泥干燥方面的應(yīng)用將具有廣泛前景。關(guān)鍵詞:城市污泥;干燥;脫水中圖分類號:X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
2、文章編號:1672-2175(2007)02-0667-05丘錦榮等:城市污泥干燥研究進(jìn)展671近年來,污泥產(chǎn)量增長趨勢明顯。目前,我國年廢水排放總量超過400×108t,每年排放干污泥約為550×104~600×104t,且不斷增加[1]。一方面是因?yàn)槲鬯芫W(wǎng)的服務(wù)人口不斷增加,另一方面是因?yàn)樗|(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格[2]。污泥是一種高水分的多孔介質(zhì)物質(zhì),未經(jīng)處理的污泥含水率高達(dá)95%以上。因其含水量高,體積大,污泥的處理因不同的目的而采用不同的處理方法[3]。傳統(tǒng)的污泥處理與處置技術(shù)系統(tǒng)為:污泥→濃縮→穩(wěn)定→脫水,脫水之后的污泥通常采用農(nóng)用、填埋或焚燒的處置方法
3、。在這幾種技術(shù)系統(tǒng)中,農(nóng)用或因濃縮污泥含水率太高(一般為92%~96%),造成運(yùn)輸困難、運(yùn)輸量大,或因脫水泥餅分散困難需借助機(jī)械設(shè)備支持田間操作,使該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在較多的困難;填埋則因脫水泥餅含水率較高(一般為70%~85%),土力學(xué)性質(zhì)差,需混入大量泥土,從而導(dǎo)致土地的容積利用系數(shù)明顯降低;脫水泥餅直接焚燒,也因其含固率低不能達(dá)到維持過程自行運(yùn)作所需的能值,需加入輔助燃料,使處理成本明顯增加,難以承受。綜合分析上述污泥處理與處置技術(shù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中所遇到的困難,不難看出污泥的含水率是關(guān)鍵的影響因素。因此,降低污泥含水率是解決目前在污泥處理所遇到的許多問題的
4、關(guān)鍵。污泥的干燥是污泥進(jìn)行資源化(農(nóng)用、焚燒等)的前提。目前,污泥的干燥技術(shù)已經(jīng)等到較為深入的研究,很多技術(shù)已經(jīng)得到推廣及應(yīng)用。本文在分析污泥含水特性的基礎(chǔ)上論述了污泥干燥技術(shù)的各種方法,為污泥的更有效的資源化處理利用提供參考。1城市污泥含水特性分析1.1城市污泥體積和含水率的關(guān)系污泥的含水率一般都很大,相對密度接近1。主要取決于污泥中固體的種類及其顆粒大小。通常,固體顆粒越細(xì)小,其含有機(jī)物越多,污泥的含水率越高。污泥的含水率或固體含量與污泥體積密切相關(guān),污泥經(jīng)過消化或脫水處理的前后,其污泥體積、固體含量及含水率之間的關(guān)系可按照下式簡易換算[4]:V2=V1(10
5、0-P1)/(100-P2)式中,V2、P2分別表示處理后污泥總體積(cm3)和含水率(%)。根據(jù)上述公式,污泥含水率稍有降低,其總體積就會顯著減少。例如,污泥含水率從95%降至90%時求污泥體積的改變。解:由式V2=V1(100-P1)/(100-P2)得:V2=(100-95)/100-90)V1=1/2V1可見污泥體積減少一半。所以降低污泥中含水率具有十分重要的意義。1.2污泥水分存在形式及其干燥的可行性20世紀(jì)80年代,Mülle[5]等人對污泥的干燥特性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)其與晶體物質(zhì)的干燥特性有很大的差異。他們認(rèn)為,水分在污泥中有4種存在形式:間隙水分、毛
6、細(xì)管結(jié)合水分、表面吸附水分以及結(jié)合(內(nèi)部)水分,分別反映了水分與污泥固體顆粒結(jié)合的情況。間隙水:被大小污泥塊包圍著的間隙水,并不與固體直接結(jié)合,作用力弱,因而很容易分離。這部分水是污泥濃縮的主要對象。間隙水約占污泥水分總量的70%。丘錦榮等:城市污泥干燥研究進(jìn)展671毛細(xì)管結(jié)合水:污泥中的各類毛細(xì)管結(jié)合水約占污泥中水分總量的20%。由于毛細(xì)現(xiàn)象形成的毛細(xì)管結(jié)合水受到液體凝聚力和液固表面附著力作用,要分離出毛細(xì)管結(jié)合水需要有較高的機(jī)械作用力和能量,可以用與毛細(xì)水表面張力相反的作用力,例如離心力、負(fù)壓抽真空、電滲力或熱滲力等,常用離心機(jī)、真空過濾機(jī)或高壓壓濾機(jī)來去除這
7、部分水、表面吸附水:污泥常處于膠體狀態(tài),膠體顆粒很小,比表面積大,所以表面張力作用吸附水分較多。表面吸附水的去除較難,不能用普通的濃縮或脫水方法去除。通常要用混凝方法加入電解質(zhì)混凝劑,以達(dá)到凝結(jié)作用而易于使污泥固體與水分分離。內(nèi)部水:一部分污泥水被包圍在微生物的細(xì)胞膜中形成內(nèi)部結(jié)合水。內(nèi)部水和固體結(jié)合得很緊,要去除它必須破壞細(xì)胞膜。用機(jī)械方法使不能脫除的,但可用生物作用(好氧堆肥化、厭氧堆肥化等)使細(xì)胞進(jìn)行生化分解,或采用其他方法破壞細(xì)胞膜,使內(nèi)部水變成外部液體從而進(jìn)行去除。表面吸附水和內(nèi)部水約占污泥中水分的10%,都可以采用人工加熱干化熱處理或焚燒法去除。2污泥
8、的濃縮及脫