Studiu nantu à e caratteristiche di l'asciugatura di i fanghi municipali

Pigliendu u disidratazione di fanghidi u distrettu municipale di Qingpu Trattamentu di l'acque di scaricu Pianta cum'è materia prima, questu articulu studia e differenze in e caratteristiche di i fanghi prima è dopu l'asciugatura da l'aspetti di l'analisi industriale, a micromorfologia, a cumpusizione basica è u putere caloricu, è furnisce dati basi per a realizazione di l'asciugatura è l'incenerazione di i fanghi.

U fangu hè un sottoproduttu di prucessu di trattamentu di e acque reflue, cù un altu cuntenutu d'acqua (generalmente circa 98%), grande vulume, difficiule da smaltisce di e caratteristiche, è a cumpusizione di i fanghi hè cumplessa, cuntenendu un gran numeru di sustanzi organichi, metalli pesanti, sali, sustanzi difficiuli da degradà è microrganismi patogeni, ova parassiti è cusì. Cù l'approfondimentu di u trattamentu di l'acque di scaricu, u trattamentu è u smaltimentu ragiunevuli di i fanghi sò sempre più impurtanti, è i fanghi micca trattati sò una grande minaccia per l'ambiente.

Sicondu i dati di l'Istitutu di Ricerca E20, più di a mità di i fanghi generati da l'impianti di trattamentu di l'acque reflue sò trattati è smaltiti da discariche sanitarie, è più di u 18% di i fanghi sò persi. Più di u 50% di u cuntenutu d'acqua di l'80% di i fanghi disidratati hè smaltitu cù u metudu simplice di a discarica. Stu metudu di smaltimentu ùn solu hà una seria inquinazione secundaria ambientale, ma occupa ancu una grande superficia, è ùn ci serà terra da seppellisce à longu andà. A pruposta di Trattamentu di fanghi è i requisiti di smaltimentu in u "Decimu Acqua" è u "13u Pianu Quinquennale" anu prumuvutu a crescita di u mercatu di trattamentu è smaltimentu di i fanghi in cundizioni di pulitiche favurevuli, è a tecnulugia è l'attrezzatura di trattamentu cunnessi si sò ancu sviluppati rapidamente.

"E migliori linee guida tecniche fattibili per u trattamentu è u smaltimentu di i FANGHI in l'impianti di trattamentu di l'acque reflue" crede chì l'asciugatura è l'incenerazione di i fanghi hè a direzzione difesa da u nostru paese in u futuru. Per realizà l'asciugatura è l'incenerazione di i fanghi cù alta efficienza è bassu cunsumu energeticu, hè necessariu studià sistematicamente e caratteristiche di i fanghi prima è dopu l'asciugatura da parechji anguli.

In questu articulu, e caratteristiche di i fanghi disidratati prima è dopu l'asciugatura sò state studiate da l'aspetti di l'analisi di basa, a micromorfologia, a cumpusizione di basa è u putere caloricu, chì anu furnitu dati di basa per a realizazione di l'asciugatura è l'incenerazione di i fanghi.

Attrezzatura sperimentale

U municipale disidratazione di fanghi hè asciugatu aduprendu un asciugatore à film sottile, è u diagrama di struttura di l'asciugatore à stratu sottile hè mostratu in a Figura. A macchina di asciugatura à film sottile hè cumposta da una carcassa, un rotore è un dispositivu di trasmissione. U rotore sparghje i fanghi dedisidratati in un stratu sottile nantu à a parete interna di a carcassa, è asciuga i fanghi per mezu di u vapore à alta temperatura o di l'oliu di conduzione termica in a carcassa.

Analisi basica è paragone prima è dopu l'asciugatura di i fanghi

U vapore surriscaldatu di 160 ℃ è 0.6 Mpa hè statu passatu in l'asciugatrice à film sottile per asciugà i fanghi disidratati cù un cuntenutu d'umidità di circa 80% à un cuntenutu d'umidità inferiore à 30%. I fanghi prima è dopu l'asciugatura sò stati campionati è analizati parechje volte. I risultati anu dimustratu chì u cuntenutu volatile di i fanghi hè statu riduttu dopu l'asciugatura, è u cuntenutu volatile di a basa di asciugatura hè statu riduttu di 4,53% ~ 8,66%. À u listessu tempu, u cuntenutu di cenere di i fanghi hè aumentatu, è l'altu valore caloricu di a basa di asciugatura hè diminuitu di 0,335 ~ 1,15 MJ / kg. Questu hè principalmente perchè in u prucessu di asciugatura termica, i cumposti organici volatili in i fanghi è alcune particelle di fanghi fini diventanu u gas di coda di asciugatura inseme cù u vapore acqueo di asciugatura è entranu in a successiva sezione di trattamentu di u gas di coda.

Cunfrontu di a microstruttura di i fanghi prima è dopu l'asciugatura

A figura seguente mostra a microstruttura di u fangu prima è dopu l'asciugatura. Cum'è si pò vede da a figura, a struttura di u fangu prima di l'asciugatura hè relativamente sciolta, è un gran numeru di polimeri extracellulari sò imballati è riuniti fora di u colloide, furmendu una struttura aggregata evidente. In questu modu, l'acqua ligata, l'acqua interstiziale è l'acqua intracellulare in u fangu sò imballate in u fioccu di fangu, cusì hè difficiule di disidratallu ulteriormente per via di azzioni fisiche è chimiche. In paragone cù u fangu dopu l'asciugatura, u fangu prima di l'asciugatura hà una porosità più alta, una superficia specifica più grande, una forte cumpressibilità, è u fioccu di fangu pò esse distruttu applicendu una forza meccanica più bassa o furnendu calore. Cù l'evaporazione di l'acqua in u fangu, a struttura di u fioccu di fangu collassa gradualmente, furmendu una struttura aggregata cù una struttura superficiale stretta è riducendu gradualmente i vuoti in a figura à diritta. Tuttavia, l'efficienza di l'evaporazione di l'acqua diminuirà ancu cù a diminuzione di u rapportu di vuoti di fangu.

Cunfrontu di a cumpusizione di i fanghi prima è dopu l'asciugatura

A figura mostra i risultati di l'analisi di scansione spettrale infrarossa prima è dopu l'asciugatura di i fanghi. I gruppi funziunali rappresentativi di u gruppu seccu di i fanghi sò principalmente H2O liberi, -OH, -CH2, -CH3, anellu aromaticu, C=C, CO, idrocarburi alogenati, ecc. Indica chì u cuntenutu di materia urganica in i fanghi hè altu, è i tipi di materia urganica ponu esse proteine, lipidi, amidu è cellulosa. Studi anu dimustratu chì u cuntenutu di proteine ​​di a materia urganica di i fanghi hè più di 60%, i lipidi sò circa 20%, l'amidu è a cellulosa sò circa 15%, a decomposizione di queste materie urganiche pruducerà NH3, H2S è COV è altri gas odorosi.

L'EPS hè un polimeru altu cumpostu di proteine, polisaccaridi è una piccula quantità di lipidi, acidi nucleichi è humus. A rilevazione di cumposti caratteristici di l'EPS indica l'esistenza di una grande quantità di EPS in i fanghi. Cum'è un cumpunente organicu impurtante di i fanghi, u cuntenutu di EPS determina l'intensità di assorbimentu infrarossu di i gruppi funziunali caratteristici di i fanghi. Paragunendu i spettri infrarossi di i fanghi prima è dopu l'asciugatura è escludendu l'interferenza sottile di l'impurità in i fanghi durante u prucessu d'analisi, si pò vede chì l'intensità di assorbimentu infrarossu di i fanghi prima di l'asciugatura hè significativamente più alta di quella di i fanghi dopu l'asciugatura. Paragunatu cù i fanghi prima di l'asciugatura, i spettri di i fanghi dopu l'asciugatura anu dimustratu chì i picchi di spalla à 1654 è 1543 cm-1 (C=C), 2924 cm-1 (CH4) è 1076 cm-1 (CO) eranu più chjuchi, ciò chì indicava a decomposizione di sustanzi simili à e proteine ​​durante u prucessu di asciugatura di i fanghi. Questu spiega ancu a diminuzione di u cuntenutu di materia organica è di u cuntenutu di materia volatile dopu l'asciugatura di i fanghi.

Cunfrontu di u cuntenutu d'umidità, di a materia urganica è di u putere caloricu di i fanghi prima è dopu l'asciugatura

A materia urganica in i fanghi hè u principale furnitore di u valore caloricu di i fanghi, mentre chì u cuntenutu d'umidità di i fanghi hà ancu una grande influenza nantu à u valore caloricu. L'altu cuntenutu d'umidità di i fanghi hà un bassu valore caloricu, chì influenzerà inevitabilmente l'incenerazione di i fanghi. Inoltre, u cunsumu energeticu di u sistema in u prucessu di asciugatura di i fanghi hè principalmente utilizatu per evaporà l'acqua in i fanghi.

U cuntenutu di materia urganica di u fangu dopu l'asciugatura hè diminuitu ligeramente, è u valore currispundente di calorificazione elevata di a basa secca hè ancu diminuitu ligeramente. A currelazione trà u cuntenutu d'umidità di u fangu è u valore caloricu, è a currelazione trà a materia urganica di u fangu è u valore caloricu sò state studiate rispettivamente, è u cuefficiente di currelazione trà e variabili hè statu ottenutu per regressione lineare, è l'analisi di currelazione hè stata realizata.

Ci hè una currelazione negativa trà u cuntenutu d'umidità di i fanghi secchi è u so bassu valore caloricu, chì diminuisce cù l'aumentu di u cuntenutu d'umidità. Tuttavia, u coefficientu di currelazione trà u cuntenutu d'umidità di i fanghi secchi è u bassu valore caloricu hè 0,882, è u valore P di u test F hè 0,061 sottu una fiducia di 95%. Siccomu u valore P di u test F hè più grande di 0,05, u cuntenutu d'umidità di i fanghi secchi ùn mostra micca una currelazione lineare significativa cù u bassu valore caloricu.

U coefficientu di currelazione trà u cuntenutu di materia urganica di i fanghi crudi è l'altu valore caloricu di a basa secca era 0,997, è u valore P di u test F era 0,0033 sottu à u livellu di fiducia di 95%. U valore P di u test F hè menu di 0,05, dunque u cuntenutu di materia urganica di i fanghi crudi hà una currelazione significativa cù u so altu valore caloricu di basa secca.

U cuntenutu di materia urganica di i fanghi secchi era pusitivamente currelatu cù l'altu valore caloricu di a basa secca, è l'altu valore caloricu di a basa secca hè aumentatu cù l'aumentu di u cuntenutu di materia urganica. Inoltre, u coefficientu di currelazione trà u cuntenutu di materia urganica di i fanghi secchi è l'altu valore caloricu di u sustratu seccu era 0,973, è u valore P di u test F era 0,014 sottu à u livellu di fiducia di 95%. Siccomu u valore p di u test F hè menu di 0,05, si pò vede chì ci hè una currelazione significativa trà u cuntenutu di materia urganica di i fanghi secchi è l'altu valore caloricu di a basa secca.

Da l'analisi sopra, si pò vede chì u valore caloricu di i fanghi hè strettamente ligatu à u cuntenutu d'umidità è à u cuntenutu di materia urganica, è ci hè una currelazione pusitiva significativa trà u cuntenutu di materia urganica di i fanghi è u valore caloricu di a basa secca di i fanghi. Questu mostra ancu chì se un gran numeru di additivi inorganici sò usati per u cundiziunamentu è a disidratazione di i fanghi da l'impianto di trattamentu di l'acque reflue, ancu s'ellu pò ghjucà un effettu di disidratazione significativu, l'introduzione di un gran numeru di sustanzi inorganici ùn solu migliurà a carica di u sistema di u prucessu di asciugatura di i fanghi, ma ancu riduce significativamente u cuntenutu di materia urganica di i fanghi, chì causerà effetti negativi nantu à a successiva asciugatura è incenerimentu di i fanghi.

Cunclusione

In questu articulu, e caratteristiche di i fanghi disidratati prima è dopu l'asciugatura sò state analizate aduprendu i fanghi disidratati di u distrettu di Qingpu di Shanghai cum'è materia prima.

(1) Cù u prugressu di l'asciugatura, a struttura superficiale di i fanghi si chjude pianu pianu, u spaziu si riduce pianu pianu, è l'efficienza di l'asciugatura si riduce pianu pianu.

(2) U prucessu di siccatura di i fanghi accadrà una piccula quantità di decomposizione di materia urganica, in modu chì u cuntenutu di materia urganica è materia volatile di i fanghi dopu l'asciugatura sia ligeramente riduttu.

(3) U bassu valore caloricu di i fanghi hè correlatu negativamente cù u so cuntenutu d'umidità, ma ùn ci hè micca una relazione lineare evidente; Ci era una currelazione lineare pusitiva trà l'altu valore caloricu di i fanghi è u so cuntenutu di materia urganica. Dunque, hè necessariu riduce u cuntenutu d'umidità di i fanghi è riduce a perdita di cuntenutu di materia urganica in i fanghi per assicurà u valore caloricu di i fanghi.