Munitsipaalsetete kuivatamise omaduste uuring

Võttes veetustamise setteQingpu rajooni omavalitsusüksusest Reoveepuhastus Käesolevas artiklis uuritakse taime kui tooraine omaduste erinevusi enne ja pärast kuivatamist tööstusliku analüüsi, mikromorfoloogia, põhikoostise ja kütteväärtuse aspektist ning esitatakse põhiandmed sette kuivatamise ja põletamise teostamiseks.

Muda on kõrvalsaadus reoveepuhastusprotsess, millel on kõrge veesisaldus (üldiselt umbes 98%), suur maht, raskesti kõrvaldatavad omadused ja sette koostis on keeruline, sisaldades suurt hulka orgaanilisi aineid, raskmetalle, sooli, raskesti lagundatavaid aineid ja patogeenseid mikroorganisme, parasiitide mune jne. Reoveepuhastuse süvenemisega on sette mõistlik töötlemine ja kõrvaldamine üha olulisem ning töötlemata sette on keskkonnale suur oht.

E20 uurimisinstituudi andmetel töödeldakse ja kõrvaldatakse sanitaarprügilasse üle poole reoveepuhastites tekkivast settekogusest ning üle 18% settekogusest läheb kaotsi. Lihtsa prügilameetodi abil kõrvaldatakse üle 50% veetustatud settekogusest, mis moodustab 80%. See kõrvaldamismeetod ei põhjusta mitte ainult tõsist keskkonnareostust, vaid hõlmab ka suurt ala ning pikas perspektiivis ei jää maad, mida matta. Ettepanek... Sette töötlemine ja kõrvaldamisnõuded "Vee kümme" ja "13. viisaastakuplaanis" on soodsa poliitika tingimustes soodustanud sette töötlemise ja kõrvaldamise turu kasvu ning sellega seotud töötlemistehnoloogia ja -seadmed on samuti kiiresti arenenud.

„Parimad teostatavad tehnilised juhised reoveepuhastusjaamas sette töötlemiseks ja kõrvaldamiseks“ usuvad, et sette kuivatamine ja põletamine on meie riigi tulevikusuund. Selleks, et sette kuivatamist ja põletamist teostada suure tõhususega ja väikese energiatarbega, on vaja süstemaatiliselt uurida sette omadusi enne ja pärast kuivatamist mitmest vaatenurgast.

Selles töös uuriti dehüdreeritud sette omadusi enne ja pärast kuivatamist põhianalüüsi, mikromorfoloogia, põhikoostise ja kütteväärtuse aspektidest, mis andsid põhiandmed sette kuivatamise ja põletamise teostamiseks.

Eksperimentaalsed seadmed

Munitsipaal veetustamise sette Kuivatatakse õhukese kile kuivati ​​abil ja õhukese kihi kuivati ​​struktuuriskeem on näidatud joonisel. Õhukese kile kuivatusmasin koosneb kestast, rootorist ja ajamiseadmest. Rootor laotab dehüdreeritud sette õhukese kihina kesta siseseinale ja kuivatab sette kõrge temperatuuriga auru või soojusjuhtivusõli abil kestas.

Põhianalüüs ja võrdlus enne ja pärast sette kuivatamist

Kuivatatud sette, mille niiskusesisaldus oli umbes 80%, kuivatamiseks juhiti õhukese kile kuivatisse 160 ℃ ja 0,6 MPa rõhu all olev ülekuumenenud aur, et kuivatada umbes 80% niiskusesisaldus alla 30%. Kuivatatud sette proove võeti ja analüüsiti mitu korda enne ja pärast kuivatamist. Tulemused näitasid, et sette lenduvate osakeste sisaldus vähenes pärast kuivatamist ja kuivatusaluse lenduvate osakeste sisaldus vähenes 4,53% ~ 8,66%. Samal ajal suurenes sette tuhasisaldus ja kuivatusaluse kõrge kütteväärtus vähenes 0,335 ~ 1,15 MJ/kg. See on peamiselt tingitud asjaolust, et termilise kuivatamise käigus muutuvad sette lenduvad orgaanilised ühendid ja mõned peened setteosakesed koos kuivatusveeauruga kuivatusgaasiks ja sisenevad järgnevasse jääkgaasi töötlemise sektsiooni.

Muda mikrostruktuuri võrdlus enne ja pärast kuivatamist

Järgmisel joonisel on kujutatud sette mikrostruktuuri enne ja pärast kuivatamist. Nagu jooniselt näha, on sette struktuur enne kuivatamist suhteliselt lahtine ning suur hulk rakuväliseid polümeere on mähitud ja kogunenud kolloidi ümber, moodustades ilmse agregaatstruktuuri. Sel viisil mähitakse sette seotud vesi, interstitsiaalne vesi ja rakusisene vesi settehelvestesse, mistõttu on seda raske füüsikaliste ja keemiliste toimingute abil edasi dehüdreerida. Võrreldes kuivatatud sette omaga on kuivatamata sette suurem poorsus, suurem eripind, suurem kokkusurutavus ning settehelbeid saab hävitada väiksema mehaanilise jõu rakendamise või kuumutamise abil. Settes oleva vee aurustumisel variseb settehelveste struktuur järk-järgult kokku, moodustades tiheda pinnastruktuuriga agregaatstruktuuri, mille tühimikud järk-järgult vähenevad, nagu on näidatud paremal oleval joonisel. Kuid vee aurustumise efektiivsus väheneb ka sette tühimike suhte vähenemisega.

Muda koostise võrdlus enne ja pärast kuivatamist

Joonisel on näidatud infrapunaspektri skaneeriva analüüsi tulemused enne ja pärast sette kuivatamist. Sette kuiva rühma tüüpilised funktsionaalrühmad on peamiselt vaba H2O, -OH, -CH2, -CH3, aromaatsed tsüklid, C=C, CO, halogeenitud süsivesinikud jne. See näitab, et sette orgaanilise aine sisaldus on kõrge ning orgaanilise aine tüübid võivad olla valgud, lipiidid, tärklis ja tselluloos. Uuringud on näidanud, et sette orgaanilise aine valgusisaldus on üle 60%, lipiidide sisaldus on umbes 20%, tärklise ja tselluloosi sisaldus on umbes 15% ning nende orgaaniliste ainete lagunemisel tekivad NH3, H2S, lenduvad orgaanilised ühendid ja muud lõhnagaasid.

EPS on kõrgpolümeer, mis koosneb valgust, polüsahhariidist ja väikesest kogusest lipiididest, nukleiinhapetest ja huumusest. EPS-ile iseloomulike ühendite tuvastamine näitab suure hulga EPS-i olemasolu settes. Sette olulise orgaanilise komponendina määrab EPS-i sisaldus sette iseloomulike funktsionaalrühmade infrapunase neeldumise intensiivsuse. Võrreldes sette infrapunaspektrit enne ja pärast kuivatamist ning jättes analüüsiprotsessi käigus välja sette lisandite peene interferentsi, on näha, et sette infrapunase neeldumise intensiivsus enne kuivatamist on oluliselt suurem kui sette oma pärast kuivatamist. Võrreldes sette spektriga enne kuivatamist näitasid kuivatamisjärgse sette spektrid, et õlapiigid lainepikkustel 1654 ja 1543 cm-1 (C=C), 2924 cm-1 (CH) ja 1076 cm-1 (CO) olid väiksemad, mis viitab valgulaadsete ainete lagunemisele sette kuivatamise käigus. See selgitab ka orgaanilise aine ja lenduvate ainete sisalduse vähenemist pärast sette kuivatamist.

Muda niiskusesisalduse, orgaanilise aine ja kütteväärtuse võrdlus enne ja pärast kuivatamist

Sette orgaaniline aine on sette kütteväärtuse peamine andja, samas kui sette niiskusesisaldusel on samuti suur mõju kütteväärtusele. Sette kõrge niiskusesisaldus põhjustab madalat kütteväärtust, mis mõjutab paratamatult sette põletamist. Lisaks kulub sette kuivatamisprotsessis süsteemi energiatarve peamiselt sette vee aurustamiseks.

Pärast kuivatamist vähenes sette orgaanilise aine sisaldus veidi ja samuti vähenes veidi kuiva aluse vastav kõrge kütteväärtus. Uuriti vastavalt sette niiskusesisalduse ja kalorsuse ning sette orgaanilise aine ja kalorsuse vahelist korrelatsiooni, muutujate vaheline korrelatsioonikordaja saadi lineaarse regressiooni abil ja viidi läbi korrelatsioonianalüüs.

Kuiva sette niiskusesisalduse ja selle madala kütteväärtuse vahel on negatiivne korrelatsioon, mis väheneb niiskusesisalduse suurenemisega. Kuiva sette niiskusesisalduse ja madala kütteväärtuse vaheline korrelatsioonikordaja on aga 0,882 ning F-testi P-väärtus on 95% usaldusnivoo juures 0,061. Kuna F-testi P-väärtus on suurem kui 0,05, ei näita kuiva sette niiskusesisaldus olulist lineaarset korrelatsiooni madala kütteväärtusega.

Toormuda orgaanilise aine sisalduse ja kuivaine kõrge kalorsusega vaheline korrelatsioonikordaja oli 0,997 ning F-testi P-väärtus oli 0,0033, usaldusnivoo all 95%. F-testi P-väärtus on alla 0,05, seega on toormuda orgaanilise aine sisaldusel oluline korrelatsioon selle kuivaine kõrge kalorsusega.

Kuivmuda orgaanilise aine sisaldus oli positiivses korrelatsioonis kuivsette kõrge kütteväärtusega ning kuivsette kõrge kütteväärtus suurenes orgaanilise aine sisalduse suurenemisega. Lisaks oli kuivsette orgaanilise aine sisalduse ja kuivsubstraadi kõrge kütteväärtuse vaheline korrelatsioonikordaja 0,973 ning F-testi P-väärtus oli 0,014, usaldusnivoo alla 95%. Kuna F-testi p-väärtus on alla 0,05, on näha, et kuivsette orgaanilise aine sisalduse ja kuivsette kõrge kalorsuse vahel on oluline korrelatsioon.

Ülaltoodud analüüsist nähtub, et sette kütteväärtus on tihedalt seotud niiskusesisalduse ja orgaanilise aine sisaldusega ning sette orgaanilise aine sisalduse ja sette kuivaine kütteväärtuse vahel on oluline positiivne korrelatsioon. See näitab ka seda, et kui reoveepuhastusjaama sette konditsioneerimiseks ja kuivatamiseks kasutatakse suurt hulka anorgaanilisi lisandeid, võib see küll avaldada olulist dehüdratsiooniefekti, kuid suure hulga anorgaaniliste ainete lisamine mitte ainult ei paranda sette kuivatamisprotsessi süsteemi koormust, vaid vähendab oluliselt ka sette orgaanilise aine sisaldust, mis avaldab kahjulikku mõju järgnevale sette kuivatamisele ja põletamisele.

Kokkuvõte

Selles töös analüüsiti dehüdreeritud sette omadusi enne ja pärast kuivatamist, kasutades toorainena Shanghai Qingpu linnaosast pärit dehüdreeritud setteid.

(1) Kuivamise edenedes sette pinnastruktuur järk-järgult sulgub, vahe väheneb järk-järgult ja kuivamise efektiivsus väheneb järk-järgult.

(2) Muda kuivatamisprotsessi käigus laguneb väike kogus orgaanilist ainet, mistõttu sette orgaanilise aine ja lenduvate ainete sisaldus pärast kuivatamist veidi väheneb.

(3) Sette madal kütteväärtus on negatiivses korrelatsioonis selle niiskusesisaldusega, kuid ilmne lineaarne seos puudub; Sette kõrge kütteväärtuse ja selle orgaanilise aine sisalduse vahel on positiivne lineaarne korrelatsioon. Seetõttu on sette kütteväärtuse tagamiseks vaja vähendada sette niiskusesisaldust ja orgaanilise aine kadu settes.