Studo pri karakterizaĵoj de municipa ŝlimo-sekigado
Prenante la senakviga ŝlimode la Municipa Distrikto Qingpu Kloakaĵa Traktado Planto kiel kruda materialo, ĉi tiu artikolo studas la diferencojn en la karakterizaĵoj de ŝlimo antaŭ kaj post sekigado laŭ la aspektoj de industria analizo, mikromorfologio, baza konsisto kaj varmovaloro, kaj provizas bazajn datumojn por la realigo de sekigado kaj forbruligo de ŝlimo.
Ŝlimo estas kromprodukto de kloakpuriga procezo, kun alta akvoenhavo (ĝenerale ĉirkaŭ 98%), granda volumeno, malfacile forigebla pro la karakterizaĵoj, kaj ŝlima konsisto estas kompleksa, enhavanta grandan nombron da organikaj substancoj, pezaj metaloj, saloj, malfacile degradeblaj substancoj kaj patogenaj mikroorganismoj, parazitaj ovoj kaj tiel plu. Kun la profundigo de kloakaĵa traktado, la racia traktado kaj forigo de ŝlimo fariĝas pli kaj pli gravaj, kaj netraktita ŝlimo estas granda minaco al la medio.
Laŭ datumoj de la Esplorinstituto E20, pli ol duono de la ŝlimo generita de kloakpurigejoj estas traktita kaj forigita per sanitaraj rubodeponejoj, kaj pli ol 18% de la ŝlimo perdiĝas. Pli ol 50% de la akvoenhavo de 80% de la senakvigita ŝlimo estas forigita per la simpla metodo de rubodeponejo. Ĉi tiu forigmetodo ne nur kaŭzas gravan median sekundaran poluadon, sed ankaŭ okupas grandan areon, kaj longtempe ne estos tero por enterigi. La propono de... Ŝlima Traktado kaj la postuloj pri forigo en la "Akvo-Dek" kaj la "13-a Kvinjara Plano" antaŭenigis la kreskon de la merkato por traktado kaj forigo de ŝlimo sub la kondiĉo de favoraj politikoj, kaj la rilata traktadteknologio kaj ekipaĵo ankaŭ rapide evoluis.
"La plej bonaj fareblaj teknikaj gvidlinioj por ŜLIMO-traktado kaj forigo en akvopurigejoj" kredas, ke ŝlimsekigado kaj forbruligo estas la direkto rekomendata de nia lando en la estonteco. Por realigi ŝlimsekigadon kaj forbruligon kun alta efikeco kaj malalta energikonsumo, necesas sisteme studi la karakterizaĵojn de ŝlimo antaŭ kaj post sekigado el pluraj perspektivoj.
En ĉi tiu artikolo, la karakterizaĵoj de senakvigita ŝlimo antaŭ kaj post sekigado estis studitaj laŭ la aspektoj de baza analizo, mikromorfologio, baza konsisto kaj kaloria valoro, kiuj provizis bazajn datumojn por la realigo de sekigado kaj forbruligo de ŝlimo.
Eksperimenta ekipaĵo
La municipa senakviga ŝlimo estas sekigita per maldikfilma sekigilo, kaj la strukturdiagramo de la maldiktavola sekigilo estas montrita en Figuro. La maldikfilma sekigilo konsistas el ŝelo, rotoro kaj mova aparato. La rotoro disvastigas la senakvigitan ŝlimon en maldikan tavolon sur la interna muro de la ŝeljako, kaj sekigas la ŝlimon per la alttemperatura vaporo aŭ varmokondukta oleo en la jako.
Baza analizo kaj komparo antaŭ kaj post ŝlimsekigado
La trovarmigita vaporo je 160℃ kaj 0.6Mpa estis pasigita en la maldikan filman sekigilon por sekigi la senakvigitan ŝlimon kun humidenhavo de ĉirkaŭ 80% ĝis humidenhavo malpli ol 30%. La ŝlimo antaŭ kaj post sekigado estis plurfoje specimenigita kaj analizita. La rezultoj montris, ke la volatila enhavo de la ŝlimo reduktiĝis post sekigado, kaj la volatila enhavo de la sekiga bazo reduktiĝis je 4.53%~8.66%. Samtempe, la cindroenhavo de la ŝlimo pliiĝis, kaj la alta kaloria valoro de la sekiga bazo malpliiĝis je 0.335~1.15MJ/kg. Ĉi tio estas ĉefe ĉar dum la procezo de termika sekigado, volatilaj organikaj komponaĵoj en la ŝlimo kaj kelkaj fajnaj ŝlimaj partikloj fariĝas la sekiga vosta gaso kune kun la sekiga akvovaporo kaj eniras la postan vostan gasan traktadon.
Komparo de mikrostrukturoj de ŝlimo antaŭ kaj post sekigado
La sekva figuro montras la mikrostrukturon de la ŝlimo antaŭ kaj post sekiĝo. Kiel videblas el la figuro, la ŝlima strukturo antaŭ sekiĝo estas relative loza, kaj granda nombro da eksterĉelaj polimeroj estas envolvitaj kaj kolektitaj ekster la koloido, formante evidentan agregaĵan strukturon. Tiel, la ligita akvo, interstica akvo kaj intraĉela akvo en la ŝlimo estas envolvitaj en la ŝliman flokaĵon, tiel ke estas malfacile plu senakviĝi per fizikaj kaj kemiaj agoj. Kompare kun la ŝlimo post sekiĝo, la ŝlimo antaŭ sekiĝo havas pli altan porecon, pli grandan specifan surfacareon, fortan kunpremeblecon, kaj la ŝlima flokaĵo povas esti detruita per apliko de pli malalta mekanika forto aŭ provizado de varmo. Kun la vaporiĝo de akvo en la ŝlimo, la ŝlima flokaĵa strukturo iom post iom kolapsas, formante agregaĵan strukturon kun densa surfaca strukturo kaj iom post iom ŝrumpante malplenaĵojn en la dekstra figuro. Tamen, la efikeco de akvovaporiĝo ankaŭ malpliiĝos kun la malpliiĝo de la ŝlima malplenproporcio.
Komparo de la konsisto de ŝlimo antaŭ kaj post sekigado
La figuro montras la rezultojn de infraruĝa spektra skanada analizo antaŭ kaj post ŝlimsekigado. La reprezentaj funkciaj grupoj de la ŝlima seka grupo estas ĉefe libera H2O, -OH, -CH2, -CH3, aroma ringo, C=C, CO, halogenigita hidrokarbido, ktp. Ĝi indikas, ke la enhavo de organika materio en la ŝlimo estas alta, kaj la organikaj materiospecoj povas esti proteinoj, lipidoj, amelo kaj celulozo. Studoj montris, ke la proteina enhavo de ŝlima organika materio estas pli ol 60%, lipido estas ĉirkaŭ 20%, amelo kaj celulozo estas ĉirkaŭ 15%, la putriĝo de ĉi tiuj organikaj materioj produktos NH3, H2S kaj VOC-ojn kaj aliajn odorgasojn.
EPS estas alt-polimero konsistanta el proteino, polisakarido kaj malgranda kvanto da lipidoj, nuklea acido kaj humo. La detekto de karakterizaj EPS-komponaĵoj indikas la ekziston de granda kvanto da EPS en ŝlimo. Kiel grava organika komponanto de ŝlimo, la enhavo de EPS determinas la infraruĝan sorban intensecon de ŝlimaj karakterizaj funkciaj grupoj. Komparante la infraruĝajn spektrojn de la ŝlimo antaŭ kaj post sekigado kaj ekskludante la subtilan interferon de la malpuraĵoj en la ŝlimo dum la analiza procezo, oni povas vidi, ke la infraruĝa sorba intenseco de la ŝlimo antaŭ sekigado estas signife pli alta ol tiu de la ŝlimo post sekigado. Kompare kun la ŝlimo antaŭ sekigado, la spektroj de la ŝlimo post sekigado montris, ke la ŝultropintoj je 1654 kaj 1543 cm⁻¹ (C=C), 2924 cm⁻¹ (CH₄) kaj 1076 cm⁻¹ (CO) estis pli malgrandaj, kio indikis la putriĝon de proteinsimilaj substancoj dum la ŝlima sekigado. Ĉi tio ankaŭ klarigas la malpliiĝon de la enhavo de organika materio kaj volatila materio post ŝlima sekigado.
Komparo de humidenhavo, organika materio kaj varmovaloro de ŝlimo antaŭ kaj post sekigado
La organika materio en la ŝlimo estas la ĉefa provizanto de la varmovaloro de la ŝlimo, dum la humidenhavo de la ŝlimo ankaŭ havas grandan influon sur la varmovaloro. La alta humidenhavo de la ŝlimo havas malaltan varmovaloron, kiu neeviteble influos la forbruligon de la ŝlimo. Krome, la energia konsumo de la sistemo en la ŝlima sekigprocezo estas ĉefe uzata por vaporigi la akvon en la ŝlimo.
La enhavo de organika materio en la ŝlimo post sekiĝo iomete malpliiĝis, kaj la koresponda alta kaloriiga valoro de la seka bazo ankaŭ iomete malpliiĝis. La korelacio inter la humidenhavo de la ŝlimo kaj la kaloria valoro, kaj la korelacio inter la organika materio de la ŝlimo kaj la kaloria valoro estis studitaj respektive, kaj la korelacia koeficiento inter la variabloj estis akirita per lineara regreso, kaj la korelacia analizo estis efektivigita.
Ekzistas negativa korelacio inter la humidenhavo de seka ŝlimo kaj ĝia malalta kaloria valoro, kiu malpliiĝas kun la pliiĝo de la humidenhavo. Tamen, la korelacia koeficiento inter la humidenhavo de seka ŝlimo kaj la malalta kaloria valoro estas 0.882, kaj la P-valoro de la F-testo estas 0.061 sub 95%-a konfido. Ĉar la F-testa P-valoro estas pli granda ol 0.05, la humidenhavo de seka ŝlimo ne montras signifan linian korelacion kun la malalta kaloria valoro.
La korelacia koeficiento inter la organika materio-enhavo de kruda ŝlimo kaj la alta kaloria valoro de la seka bazo estis 0.997, kaj la P-valoro de la F-testo estis 0.0033 sub la konfidonivelo de 95%. La P-valoro de la F-testo estas malpli ol 0.05, do la organika materio-enhavo de kruda ŝlimo havas signifan korelacion kun ĝia alta kaloria valoro de la seka bazo.
La enhavo de organika materio de seka ŝlimo estis pozitive korelaciita kun la alta kaloria valoro de la seka bazo, kaj la alta kaloria valoro de la seka bazo pliiĝis kun la pliiĝo de la enhavo de organika materio. Krome, la korelacia koeficiento inter la enhavo de organika materio de seka ŝlimo kaj la alta kaloria valoro de la seka substrato estis 0.973, kaj la P-valoro de la F-testo estis 0.014 sub la konfidonivelo de 95%. Ĉar la F-testa p-valoro estas malpli ol 0.05, oni povas vidi, ke ekzistas signifa korelacio inter la enhavo de organika materio de seka ŝlimo kaj la alta kaloria valoro de la seka bazo.
El la supra analizo, oni povas vidi, ke la kaloria valoro de ŝlimo estas proksime rilata al la humidenhavo kaj la organika materio-enhavo, kaj ekzistas signifa pozitiva korelacio inter la organika materio-enhavo de ŝlimo kaj la kaloria valoro de la seka ŝlimo. Ĉi tio ankaŭ montras, ke se granda nombro da neorganikaj aldonaĵoj estas uzataj por kondiĉigi kaj dehidratigi la ŝlimon de la kloakpurigejo, kvankam ĝi povas ludi signifan dehidratiĝan efikon, la enkonduko de granda nombro da neorganikaj substancoj ne nur plibonigos la sisteman ŝarĝon de la ŝlima sekigprocezo, sed ankaŭ signife reduktos la organikan materio-enhavon de la ŝlimo, kio kaŭzos negativajn efikojn sur la posta ŝlima sekigado kaj forbruligo.
Konkludo
En ĉi tiu artikolo, la karakterizaĵoj de la senakvigita ŝlimo antaŭ kaj post sekigado estis analizitaj uzante la senakvigitan ŝlimon el la distrikto Qingpu de Ŝanhajo kiel krudmaterialon.
(1) Kun la progreso de sekigado, la surfaca strukturo de ŝlimo iom post iom fermiĝas, la interspaco iom post iom reduktiĝas, kaj la sekigefikeco iom post iom reduktiĝas.
(2) Dum la sekigprocezo de ŝlimo okazos malgranda kvanto da putriĝo de organika materio, tiel ke la enhavo de organika materio kaj volatila materio de la ŝlimo post sekiĝo iomete reduktiĝos.
(3) La malalta kaloria valoro de ŝlimo negative korelacias kun ĝia humidenhavo, sed ne ekzistas evidenta lineara rilato; ekzistis pozitiva lineara korelacio inter la alta kaloria valoro de ŝlimo kaj ĝia organika materioenhavo. Tial necesas redukti la humidenhavon de la ŝlimo kaj redukti la perdon de organika materioenhavo en la ŝlimo por certigi la kalorian valoron de la ŝlimo.