મ્યુનિસિપલ કાદવ સૂકવણી લાક્ષણિકતાઓ પર અભ્યાસ

લેતા કાદવનું પાણી કાઢવુંકિંગપુ જિલ્લા મ્યુનિસિપલનું ગટર વ્યવસ્થા કાચા માલ તરીકે છોડને ધ્યાનમાં રાખીને, આ પેપર ઔદ્યોગિક વિશ્લેષણ, માઇક્રોમોર્ફોલોજી, મૂળભૂત રચના અને કેલરીફિક મૂલ્યના પાસાઓથી સૂકવણી પહેલાં અને પછી કાદવની લાક્ષણિકતાઓમાં તફાવતોનો અભ્યાસ કરે છે, અને કાદવને સૂકવવા અને બાળી નાખવાની અનુભૂતિ માટે મૂળભૂત ડેટા પ્રદાન કરે છે.

કાદવ એ ની આડપેદાશ છે ગટર શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા, ઉચ્ચ પાણીનું પ્રમાણ (સામાન્ય રીતે લગભગ 98%), મોટા જથ્થા સાથે, લાક્ષણિકતાઓનો નિકાલ કરવો મુશ્કેલ, અને કાદવની રચના જટિલ છે, જેમાં મોટી સંખ્યામાં કાર્બનિક પદાર્થો, ભારે ધાતુઓ, ક્ષાર, અધોગતિશીલ પદાર્થો અને રોગકારક સુક્ષ્મસજીવો, પરોપજીવી ઇંડા વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ગટર શુદ્ધિકરણના ઊંડાણ સાથે, કાદવની વાજબી સારવાર અને નિકાલ વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બની રહ્યો છે, અને સારવાર ન કરાયેલ કાદવ પર્યાવરણ માટે એક મોટો ખતરો છે.

E20 રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના ડેટા અનુસાર, ગટર શુદ્ધિકરણ પ્લાન્ટ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા અડધાથી વધુ કાદવને સેનિટરી લેન્ડફિલ દ્વારા ટ્રીટ કરવામાં આવે છે અને નિકાલ કરવામાં આવે છે, અને 18% થી વધુ કાદવ ખોવાઈ જાય છે. 80% પાણીયુક્ત કાદવમાંથી 50% થી વધુ પાણીનો નિકાલ લેન્ડફિલની સરળ પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે. આ નિકાલ પદ્ધતિ માત્ર ગંભીર પર્યાવરણીય ગૌણ પ્રદૂષણ જ નહીં, પણ એક વિશાળ વિસ્તાર પણ ધરાવે છે, અને લાંબા ગાળે દફનાવવા માટે કોઈ જમીન રહેશે નહીં. ની દરખાસ્ત કાદવ સારવાર "વોટર ટેન" અને "૧૩મી પંચવર્ષીય યોજના" માં કાદવ શુદ્ધિકરણ અને નિકાલની જરૂરિયાતોને અનુકૂળ નીતિઓની સ્થિતિમાં કાદવ શુદ્ધિકરણ અને નિકાલ બજારના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે, અને સંબંધિત શુદ્ધિકરણ ટેકનોલોજી અને સાધનો પણ ઝડપથી વિકસિત થયા છે.

"ગટર શુદ્ધિકરણ પ્લાન્ટમાં કાદવ શુદ્ધિકરણ અને નિકાલ માટે શ્રેષ્ઠ શક્ય તકનીકી માર્ગદર્શિકા" માને છે કે ભવિષ્યમાં આપણા દેશ દ્વારા કાદવ સૂકવવા અને બાળી નાખવાની દિશા તરફેણ કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઓછી ઉર્જા વપરાશ સાથે કાદવ સૂકવવા અને બાળી નાખવા માટે, સૂકવતા પહેલા અને પછી કાદવની લાક્ષણિકતાઓનો બહુવિધ ખૂણાઓથી વ્યવસ્થિત રીતે અભ્યાસ કરવો જરૂરી છે.

આ પેપરમાં, સૂકવણી પહેલાં અને પછી ડિહાઇડ્રેટેડ કાદવની લાક્ષણિકતાઓનો અભ્યાસ મૂળભૂત વિશ્લેષણ, માઇક્રોમોર્ફોલોજી, મૂળભૂત રચના અને કેલરીફિક મૂલ્યના પાસાઓથી કરવામાં આવ્યો હતો, જે કાદવને સૂકવવા અને બાળી નાખવા માટે મૂળભૂત ડેટા પ્રદાન કરે છે.

પ્રાયોગિક સાધનો

મ્યુનિસિપલ કાદવનું પાણી કાઢવું પાતળા ફિલ્મ ડ્રાયરનો ઉપયોગ કરીને સૂકવવામાં આવે છે, અને પાતળા સ્તરના ડ્રાયરની રચના આકૃતિ આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે. પાતળા ફિલ્મ સૂકવણી મશીન શેલ, રોટર અને ડ્રાઇવિંગ ડિવાઇસથી બનેલું છે. રોટર શેલ જેકેટની આંતરિક દિવાલ પર ડિહાઇડ્રેટેડ કાદવને પાતળા સ્તરમાં ફેલાવે છે, અને જેકેટમાં ઉચ્ચ તાપમાન વરાળ અથવા ગરમી વાહક તેલ દ્વારા કાદવને સૂકવે છે.

કાદવ સૂકવવા પહેલાં અને પછી મૂળભૂત વિશ્લેષણ અને સરખામણી

૧૬૦℃ અને ૦.૬Mpa ની વધુ ગરમ વરાળને પાતળા ફિલ્મ ડ્રાયરમાં પસાર કરવામાં આવી હતી જેથી લગભગ ૮૦% ભેજવાળા ડીવોટરેટેડ કાદવને ૩૦% થી ઓછા ભેજવાળા કાદવમાં સૂકવી શકાય. સૂકવણી પહેલાં અને પછી કાદવનું ઘણી વખત નમૂના લેવામાં આવ્યા હતા અને તેનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. પરિણામો દર્શાવે છે કે સૂકવણી પછી કાદવની અસ્થિર સામગ્રીમાં ઘટાડો થયો હતો, અને સૂકવણીના આધારની અસ્થિર સામગ્રીમાં ૪.૫૩%~૮.૬૬% ઘટાડો થયો હતો. તે જ સમયે, કાદવની રાખનું પ્રમાણ વધ્યું હતું, અને સૂકવણીના આધારનું ઉચ્ચ કેલરી મૂલ્ય ૦.૩૩૫~૧.૧૫MJ/કિલો ઘટ્યું હતું. આ મુખ્યત્વે એટલા માટે છે કારણ કે થર્મલ સૂકવણીની પ્રક્રિયામાં, કાદવમાં રહેલા અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનો અને કેટલાક સૂક્ષ્મ કાદવના કણો સૂકવણીના પાણીની વરાળ સાથે સૂકવણીના પૂંછડી ગેસમાં ફેરવાય છે અને પછીના પૂંછડી ગેસ ટ્રીટમેન્ટ વિભાગમાં પ્રવેશ કરે છે.

સૂકવણી પહેલાં અને પછી કાદવની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર સરખામણી

નીચેનો આકૃતિ સૂકવણી પહેલાં અને પછી કાદવનું સૂક્ષ્મ માળખું દર્શાવે છે. આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે, સૂકવણી પહેલાં કાદવનું માળખું પ્રમાણમાં ઢીલું હોય છે, અને મોટી સંખ્યામાં બાહ્યકોષીય પોલિમર કોલોઇડની બહાર લપેટીને એકત્રિત કરવામાં આવે છે, જે સ્પષ્ટ એકંદર માળખું બનાવે છે. આ રીતે, કાદવમાં બંધાયેલ પાણી, ઇન્ટર્સ્ટિશલ પાણી અને અંતઃકોશિક પાણી કાદવના ફ્લોકમાં લપેટાય છે, જેથી ભૌતિક અને રાસાયણિક ક્રિયાઓ દ્વારા વધુ નિર્જલીકૃત થવું મુશ્કેલ બને છે. સૂકવણી પછી કાદવની તુલનામાં, સૂકવણી પહેલાં કાદવમાં વધુ છિદ્રાળુતા, મોટો ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર, મજબૂત સંકોચનક્ષમતા હોય છે, અને કાદવના ફ્લોકને ઓછા યાંત્રિક બળનો ઉપયોગ કરીને અથવા ગરમી પ્રદાન કરીને નાશ કરી શકાય છે. કાદવમાં પાણીના બાષ્પીભવન સાથે, કાદવના ફ્લોક માળખું ધીમે ધીમે તૂટી જાય છે, ચુસ્ત સપાટી માળખું સાથે એકંદર માળખું બનાવે છે અને જમણી બાજુના આકૃતિમાં ખાલી જગ્યાઓ ધીમે ધીમે સંકોચાય છે. જો કે, કાદવના ખાલી જગ્યા ગુણોત્તરમાં ઘટાડો સાથે પાણીની બાષ્પીભવન કાર્યક્ષમતા પણ ઘટશે.

સૂકવણી પહેલાં અને પછી કાદવની રચનાની સરખામણી

આકૃતિ કાદવ સૂકવવા પહેલાં અને પછી ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રલ સ્કેનિંગ વિશ્લેષણના પરિણામો દર્શાવે છે. કાદવ સૂકા જૂથના પ્રતિનિધિ કાર્યાત્મક જૂથો મુખ્યત્વે મુક્ત H2O, -OH, -CH2, -CH3, સુગંધિત રિંગ, C=C, CO, હેલોજેનેટેડ હાઇડ્રોકાર્બન, વગેરે છે. તે દર્શાવે છે કે કાદવમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું પ્રમાણ વધુ છે, અને કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રકારો પ્રોટીન, લિપિડ, સ્ટાર્ચ અને સેલ્યુલોઝ હોઈ શકે છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે કાદવ કાર્બનિક પદાર્થોમાં પ્રોટીનનું પ્રમાણ 60% થી વધુ છે, લિપિડ લગભગ 20% છે, સ્ટાર્ચ અને સેલ્યુલોઝ લગભગ 15% છે, આ કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટનથી NH3, H2S અને VOC અને અન્ય ગંધ વાયુઓ ઉત્પન્ન થશે.

EPS એ પ્રોટીન, પોલિસેકરાઇડ અને થોડી માત્રામાં લિપિડ્સ, ન્યુક્લિક એસિડ અને હ્યુમસથી બનેલું ઉચ્ચ પોલિમર છે. EPS લાક્ષણિક સંયોજનોની શોધ કાદવમાં મોટી માત્રામાં EPSનું અસ્તિત્વ દર્શાવે છે. કાદવના એક મહત્વપૂર્ણ કાર્બનિક ઘટક તરીકે, EPS સામગ્રી કાદવ લાક્ષણિક કાર્યાત્મક જૂથોની ઇન્ફ્રારેડ શોષણ તીવ્રતા નક્કી કરે છે. સૂકવણી પહેલાં અને પછી કાદવના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રાની તુલના કરીને અને વિશ્લેષણ પ્રક્રિયા દરમિયાન કાદવમાં અશુદ્ધિઓના સૂક્ષ્મ દખલને બાકાત રાખીને, તે જોઈ શકાય છે કે સૂકવણી પહેલાં કાદવની ઇન્ફ્રારેડ શોષણ તીવ્રતા સૂકવણી પછી કાદવ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. સૂકવણી પહેલાં કાદવની તુલનામાં, સૂકવણી પછી કાદવના સ્પેક્ટ્રાએ દર્શાવ્યું કે ખભાની ટોચ 1654 અને 1543cm-1 (C=C), 2924cm-1 (CH) અને 1076cm-1 (CO) નાની હતી, જે કાદવ સૂકવણી પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રોટીન જેવા પદાર્થોના વિઘટનને દર્શાવે છે. આ કાદવ સૂકવણી પછી કાર્બનિક પદાર્થોની સામગ્રી અને અસ્થિર પદાર્થોની સામગ્રીમાં ઘટાડો પણ સમજાવે છે.

સૂકવણી પહેલાં અને પછી કાદવના ભેજનું પ્રમાણ, કાર્બનિક પદાર્થો અને કેલરીફિક મૂલ્યની તુલના

કાદવમાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થો કાદવના કેલરી મૂલ્યનો મુખ્ય પ્રદાતા છે, જ્યારે કાદવમાં રહેલા ભેજનું પ્રમાણ પણ કેલરી મૂલ્ય પર મોટો પ્રભાવ પાડે છે. કાદવમાં રહેલા ભેજનું પ્રમાણ ઓછું અને નીચું કેલરી મૂલ્ય ધરાવે છે, જે કાદવને બાળવા પર અનિવાર્યપણે અસર કરશે. વધુમાં, કાદવ સૂકવવાની પ્રક્રિયામાં સિસ્ટમ ઊર્જા વપરાશ મુખ્યત્વે કાદવમાં રહેલા પાણીને બાષ્પીભવન કરવા માટે વપરાય છે.

સૂકાયા પછી કાદવમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું પ્રમાણ થોડું ઘટ્યું, અને સૂકા પાયાના અનુરૂપ ઉચ્ચ કેલરીફિકેશન મૂલ્યમાં પણ થોડો ઘટાડો થયો. કાદવની ભેજ સામગ્રી અને કેલરી-મૂલ્ય વચ્ચેના સહસંબંધનો અભ્યાસ અનુક્રમે કરવામાં આવ્યો, અને ચલો વચ્ચેના સહસંબંધ ગુણાંક રેખીય રીગ્રેશન દ્વારા મેળવવામાં આવ્યો, અને સહસંબંધ વિશ્લેષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું.

સૂકા કાદવમાં ભેજનું પ્રમાણ અને તેના ઓછા કેલરીફિક મૂલ્ય વચ્ચે નકારાત્મક સંબંધ છે, જે ભેજનું પ્રમાણ વધતાં ઘટે છે. જોકે, સૂકા કાદવમાં ભેજનું પ્રમાણ અને ઓછા કેલરીફિક મૂલ્ય વચ્ચેનો સહસંબંધ ગુણાંક 0.882 છે, અને F પરીક્ષણનું P મૂલ્ય 95% વિશ્વાસ હેઠળ 0.061 છે. F-ટેસ્ટ P મૂલ્ય 0.05 કરતા વધારે હોવાથી, સૂકા કાદવમાં ભેજનું પ્રમાણ ઓછી કેલરીફિક મૂલ્ય સાથે નોંધપાત્ર રેખીય સંબંધ દર્શાવતું નથી.

કાચા કાદવમાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થોની સામગ્રી અને સૂકા પાયાના ઉચ્ચ કેલરી-મૂલ્ય વચ્ચેનો સહસંબંધ ગુણાંક 0.997 હતો, અને F પરીક્ષણનું P મૂલ્ય 95% ના વિશ્વાસ સ્તર હેઠળ 0.0033 હતું. F પરીક્ષણ P મૂલ્ય 0.05 કરતા ઓછું છે, તેથી કાચા કાદવમાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થોની સામગ્રી તેના સૂકા પાયાના ઉચ્ચ કેલરી-મૂલ્ય સાથે નોંધપાત્ર સંબંધ ધરાવે છે.

સૂકા કાદવમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું પ્રમાણ સૂકા પાયાના ઉચ્ચ કેલરીફિક મૂલ્ય સાથે હકારાત્મક રીતે સંકળાયેલું હતું, અને સૂકા પાયાના ઉચ્ચ કેલરીફિક મૂલ્ય કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રમાણના વધારા સાથે વધ્યું. વધુમાં, સૂકા કાદવમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું પ્રમાણ અને સૂકા સબસ્ટ્રેટના ઉચ્ચ કેલરીજ મૂલ્ય વચ્ચેનો સહસંબંધ ગુણાંક 0.973 હતો, અને F પરીક્ષણનું P મૂલ્ય 95% ના વિશ્વાસ સ્તર હેઠળ 0.014 હતું. F-પરીક્ષણ p-મૂલ્ય 0.05 કરતા ઓછું હોવાથી, તે જોઈ શકાય છે કે સૂકા કાદવમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું પ્રમાણ અને સૂકા પાયાના ઉચ્ચ કેલરી-મૂલ્ય વચ્ચે નોંધપાત્ર સંબંધ છે.

ઉપરોક્ત વિશ્લેષણ પરથી, તે જોઈ શકાય છે કે કાદવનું કેલરીજ મૂલ્ય ભેજનું પ્રમાણ અને કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રમાણ સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે, અને કાદવના કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રમાણ અને કાદવના સૂકા આધારના કેલરીજ મૂલ્ય વચ્ચે નોંધપાત્ર હકારાત્મક સંબંધ છે. આ એ પણ દર્શાવે છે કે જો ગટર શુદ્ધિકરણ પ્લાન્ટમાંથી કાદવના કન્ડીશનીંગ અને ડિહાઇડ્રેશન માટે મોટી સંખ્યામાં અકાર્બનિક ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જો કે તે નોંધપાત્ર ડિહાઇડ્રેશન અસર ભજવી શકે છે, તો મોટી સંખ્યામાં અકાર્બનિક પદાર્થોનો પરિચય માત્ર કાદવ સૂકવવાની પ્રક્રિયાના સિસ્ટમ લોડમાં સુધારો કરશે નહીં, પરંતુ કાદવના કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રમાણને પણ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડશે, જે અનુગામી કાદવ સૂકવવા અને બાળવા પર પ્રતિકૂળ અસરો પેદા કરશે.

નિષ્કર્ષ

આ પેપરમાં, શાંઘાઈના કિંગપુ જિલ્લામાંથી કાચા માલ તરીકે ડિહાઇડ્રેટેડ કાદવનો ઉપયોગ કરીને સૂકવણી પહેલાં અને પછી ડિહાઇડ્રેટેડ કાદવની લાક્ષણિકતાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.

(1) સૂકવણીની પ્રગતિ સાથે, કાદવની સપાટીની રચના ધીમે ધીમે નજીક આવે છે, અંતર ધીમે ધીમે ઘટતું જાય છે, અને સૂકવણી કાર્યક્ષમતા ધીમે ધીમે ઓછી થાય છે.

(૨) કાદવ સૂકવવાની પ્રક્રિયામાં કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન થોડું થશે, જેથી સૂકાયા પછી કાદવમાં કાર્બનિક પદાર્થો અને અસ્થિર પદાર્થોનું પ્રમાણ થોડું ઓછું થશે.

(૩) કાદવનું ઓછું કેલરી મૂલ્ય તેના ભેજનું પ્રમાણ સાથે નકારાત્મક રીતે સંકળાયેલું છે, પરંતુ કોઈ સ્પષ્ટ રેખીય સંબંધ નથી; કાદવના ઉચ્ચ કેલરી મૂલ્ય અને તેના કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રમાણ વચ્ચે સકારાત્મક રેખીય સંબંધ હતો. તેથી, કાદવના ભેજનું પ્રમાણ ઘટાડવું અને કાદવમાં કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રમાણનું નુકસાન ઘટાડવું જરૂરી છે જેથી કાદવનું કેલરી મૂલ્ય સુનિશ્ચિત થાય.