污泥干化基础特性及工艺研究

论文摘要

城市污水污泥含水率约80%左右,严重限制了污泥的处理处置。污泥干化对后续处理非常必要。本文对污泥干化过程的传热、传质及粘度等基础特性进行研究,并研究该特性对干化工艺的影响。本文利用自制粘度计和旋转式粘度计相结合的方式对不同含水率污泥粘度进行测定,测定结果表明污泥含水率对污泥粘度有一定的影响。随着含水率的降低,污泥粘度先增大后减小,且存在污泥高粘滞区间,本实验污泥在含水率为50%-55%时,污泥粘度相对其它含水率时大。污泥导热系数随含水率的降低而不断降低。污泥在干化过程中,含水率降至40%之前,污泥导热系数均大于0.195W/（m·K）;含水率继续减少,污泥导热系数将达到很小值,此时如果继续干化污泥,则需要的热量更大,传热效率远远低于高含水率污泥干化过程。利用热重差热分析仪,对污泥进行了干化传质分析,结果表明:污泥含水率降低,传质速率逐渐变慢。污泥干化温度未达到100℃时,污泥中的水分虽有蒸发,但是相对污泥干化总蒸发量很小,污泥干化传质最快所对应的温度与水的沸点一致。污泥含水率高于60%时,传质速率较高（0.08mg/s-0.09mg/s）,含水率低于60%时,传质速率迅速减小,不利于干化进行。污泥干化吸热峰出现在105℃左右。含水率越低,干化单位质量污泥所需的能量越高,能源利用率越低。综合分析干化特性可知:污泥在导热系数较大、传质速率较快、粘度较小的情况下,干化处理效率高,干化动力需求小,因此建议污泥采用半干化工艺。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 污泥的定义及危害
• 1.2 污泥处理处置方法
• 1.2.1 污泥处理处置原则
• 1.2.2 污泥常用处理处置方法
• 1.3 污泥干化的研究现状及干化机理
• 1.3.1 国外污泥干化技术的发展动态
• 1.3.2 国内污泥干化技术的研究进展
• 1.3.3 污泥中水分的存在形式及其性质
• 1.3.4 物料干化原理
• 1.4 污泥干化方法及分类
• 1.4.1 流化床干化工艺
• 1.4.2 立式盘式干化工艺
• 1.4.3 间接转鼓干化工艺
• 1.4.4 直接转鼓干化工艺
• 1.4.5 离心干化技术
• 1.4.6 卧式圆盘干化器
• 1.4.7 薄膜干化器
• 1.4.8 滚筒干化器
• 1.5 研究内容及背景
• 第2章 昆山市污水污泥基础特性调查分析
• 2.1 昆山市污水厂污泥产量及处理情况调研
• 2.2 昆山市典型污泥工业元素分析
• 第3章 含水率对污泥粘度影响的研究
• 3.1 粘度理论概述
• 3.1.1 粘度的产生
• 3.1.2 流体的分类及粘度的研究意义
• 3.1.3 影响液体粘度的主要因素
• 3.1.4 粘度测量常用方法
• 3.2 自制污泥粘度测定仪
• 3.3 实验结果及分析
• 第4章 含水率对污泥传热特性影响的研究
• 4.1 传热的基本方式
• 4.1.1 热传导
• 4.1.2 对流
• 4.1.3 辐射
• 4.2 导热系数理论基础
• 4.2.1 傅里叶定律
• 4.2.2 导热系数
• 4.2.3 导热系数测定设备及原理
• 4.2.4 导热系数数据讨论
• 4.2.5 导热线的拟合
• 第5章 含水率对污泥传质特性影响的研究
• 5.1 试验方法及设备
• 5.2 实验结果与分析
• 5.2.1 污泥干化过程中质量的变化规律
• 5.2.2 污泥干化过程中含水率的变化规律
• 5.2.3 污泥含水率对传质速率的影响
• 5.2.4 干化过程污泥放热量的变化规律
• 第6章 污泥干化表观动力学研究
• 6.1 动力学研究理论
• 6.2 污泥干化动力学研究
• 第7章 污泥热力干化方案设计研究
• 7.1 粘度对污泥干化的影响研究
• 7.2 导热系数对污泥干化的影响研究
• 7.3 传质速率对污泥干化的影响研究
• 7.4 污泥热力干化方案设计
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文