Քաղաքային տիղմի չորացման բնութագրերի ուսումնասիրություն

Հաշվի առնելով ջրազրկող տիղմՑինպու շրջանի քաղաքային Կեղտաջրերի մաքրում Բույսը որպես հումք դիտարկելիս, այս աշխատանքում ուսումնասիրվում են տիղմի բնութագրերի տարբերությունները չորացումից առաջ և հետո՝ արդյունաբերական վերլուծության, միկրոմորֆոլոգիայի, հիմնական կազմի և կալորիականության տեսանկյունից, և տրամադրվում են հիմնական տվյալներ տիղմի չորացման և այրման իրականացման համար։

Լճակը ենթամթերք է կոյուղու մաքրման գործընթաց, բարձր ջրի պարունակությամբ (սովորաբար մոտ 98%), մեծ ծավալով, դժվար է վերացվել իր բնութագրերով, իսկ տիղմի կազմը բարդ է՝ պարունակում է մեծ քանակությամբ օրգանական նյութեր, ծանր մետաղներ, աղեր, դժվար քայքայվող նյութեր և պաթոգեն միկրոօրգանիզմներ, մակաբույծների ձվեր և այլն: Կեղտաջրերի մաքրման խորացման հետ մեկտեղ, տիղմի ողջամիտ մշակումը և վերացումը գնալով ավելի կարևոր է դառնում, և չմաքրված տիղմը մեծ սպառնալիք է շրջակա միջավայրի համար:

E20 հետազոտական ​​ինստիտուտի տվյալների համաձայն՝ կոյուղու մաքրման կայաններից առաջացող տիղմի կեսից ավելին մաքրվում և հեռացվում է սանիտարական աղբավայրում, և տիղմի ավելի քան 18%-ը կորչում է։ Ջրազրկված տիղմի 80%-ի ջրի պարունակության ավելի քան 50%-ը հեռացվում է աղբավայրի պարզ մեթոդով։ Այս հեռացման մեթոդը ոչ միայն լուրջ շրջակա միջավայրի երկրորդային աղտոտում է առաջացնում, այլև զբաղեցնում է մեծ տարածք, և երկարաժամկետ հեռանկարում թաղելու համար հող չի մնա։ Առաջարկը... Տիղմի մշակում և «Ջրային տասնյակում» և «13-րդ հնգամյա պլանում» տեղահանման պահանջները նպաստել են տիղմի մաքրման և տեղահանման շուկայի աճին՝ բարենպաստ քաղաքականության պայմաններում, և դրանց հետ կապված մաքրման տեխնոլոգիան և սարքավորումները նույնպես արագ զարգացել են։

«Կոյուղի մաքրման կայաններում տիղմի մաքրման և հեռացման լավագույն տեխնիկական ուղեցույցները» կարծում է, որ տիղմի չորացումը և այրումը մեր երկրի կողմից ապագայում պաշտպանված ուղղությունն է: Բարձր արդյունավետությամբ և ցածր էներգիայի սպառմամբ տիղմի չորացումն ու այրումն իրականացնելու համար անհրաժեշտ է համակարգված ուսումնասիրել տիղմի բնութագրերը չորացումից առաջ և հետո՝ բազմաթիվ անկյուններից:

Այս աշխատանքում ուսումնասիրվել են ջրազրկված տիղմի բնութագրերը չորացումից առաջ և հետո՝ հիմնարար վերլուծության, միկրոմորֆոլոգիայի, հիմնային կազմի և կալորիականության ասպեկտներից, որոնք տրամադրել են հիմնարար տվյալներ տիղմի չորացման և այրման իրականացման համար։

Փորձարարական սարքավորումներ

Քաղաքապետարանը ջրազրկող տիղմ Չորացվում է բարակ թաղանթային չորանոցով, և բարակ շերտային չորանոցի կառուցվածքային դիագրամը ներկայացված է նկարում: Բարակ թաղանթային չորանոցը բաղկացած է պատյանից, ռոտորից և շարժիչ սարքից: Ռոտորը չորացրած տիղմը տարածում է պատյանի ներքին պատի վրա բարակ շերտի մեջ և չորացնում է պատյանի մեջ առկա բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու կամ ջերմահաղորդական յուղի միջոցով:

Հիմնական վերլուծություն և համեմատություն տիղմի չորացումից առաջ և հետո

160℃ ջերմաստիճանի և 0.6 ՄՊա ճնշման գերտաքացած գոլորշին մտցվել է բարակ թաղանթային չորանոց՝ մոտ 80% խոնավության պարունակությամբ ջրազրկված տիղմը չորացնելու համար մինչև 30%-ից պակաս խոնավության պարունակություն։ Չորացումից առաջ և հետո տիղմը բազմիցս նմուշառվել և վերլուծվել է։ Արդյունքները ցույց են տվել, որ չորացումից հետո տիղմի ցնդող նյութերի պարունակությունը նվազել է, իսկ չորացման հիմքի ցնդող նյութերի պարունակությունը՝ 4.53%-ից մինչև 8.66%։ Միաժամանակ, տիղմի մոխրի պարունակությունը մեծացել է, իսկ չորացման հիմքի բարձր կալորիականությունը նվազել է 0.335~1.15 ՄՋ/կգ-ով։ Սա հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ ջերմային չորացման ընթացքում տիղմի մեջ պարունակվող ցնդող օրգանական միացությունները և որոշ մանր տիղմի մասնիկներ չորացման ջրային գոլորշու հետ միասին դառնում են չորացման պոչային գազ և մտնում են հետագա պոչային գազի մշակման հատված։

Չորացումից առաջ և հետո տիղմի միկրոկառուցվածքային համեմատությունը

Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս տիղմի միկրոկառուցվածքը չորացումից առաջ և հետո: Ինչպես երևում է նկարից, չորացումից առաջ տիղմի կառուցվածքը համեմատաբար ազատ է, և մեծ քանակությամբ արտաբջջային պոլիմերներ փաթաթվում և հավաքվում են կոլոիդից դուրս՝ ձևավորելով ակնհայտ ագրեգատային կառուցվածք: Այս կերպ, տիղմի մեջ կապված ջուրը, միջբջջային ջուրը և ներբջջային ջուրը փաթաթվում են տիղմի փաթաթան մեջ, այնպես որ դժվար է այն հետագայում ջրազրկել ֆիզիկական և քիմիական գործողությունների միջոցով: Չորացումից հետո տիղմի համեմատ, չորացումից առաջ տիղմն ունի ավելի բարձր ծակոտկենություն, ավելի մեծ տեսակարար մակերես, ուժեղ սեղմելիություն, և տիղմի փաթաթանը կարող է ոչնչացվել ավելի ցածր մեխանիկական ուժ կիրառելով կամ ջերմություն ապահովելով: Տիղմի մեջ ջրի գոլորշիացման հետ մեկտեղ, տիղմի փաթաթան կառուցվածքը աստիճանաբար փլուզվում է՝ ձևավորելով ամուր մակերեսային կառուցվածքով ագրեգատային կառուցվածք և աստիճանաբար նեղացնելով խոռոչները (տես աջ կողմում գտնվող նկարը): Այնուամենայնիվ, ջրի գոլորշիացման արդյունավետությունը նույնպես կնվազի տիղմի դատարկությունների հարաբերակցության նվազման հետ մեկտեղ:

Չորացումից առաջ և հետո տիղմի կազմի համեմատությունը

Նկարում ներկայացված են ինֆրակարմիր սպեկտրալ սկանավորման վերլուծության արդյունքները տիղմի չորացումից առաջ և հետո: Չոր տիղմի խմբի ներկայացուցչական ֆունկցիոնալ խմբերը հիմնականում ազատ H2O, -OH, -CH2, -CH3, արոմատիկ օղակ, C=C, CO, հալոգենացված ածխաջրածիններ և այլն են: Սա ցույց է տալիս, որ տիղմի մեջ օրգանական նյութի պարունակությունը բարձր է, և օրգանական նյութերի տեսակները կարող են լինել սպիտակուցներ, լիպիդներ, օսլա և ցելյուլոզ: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ տիղմի օրգանական նյութի սպիտակուցի պարունակությունը կազմում է ավելի քան 60%, լիպիդները՝ մոտ 20%, օսլան և ցելյուլոզը՝ մոտ 15%, այս օրգանական նյութերի քայքայումը կառաջացնի NH3, H2S և VOC-ներ և այլ հոտային գազեր:

EPS-ը բարձր պարունակությամբ պոլիմեր է, որը կազմված է սպիտակուցից, պոլիսախարիդից և փոքր քանակությամբ լիպիդներից, նուկլեինաթթվից և հումուսից: EPS-ին բնորոշ միացությունների հայտնաբերումը ցույց է տալիս տիղմի մեջ EPS-ի մեծ քանակի առկայությունը: Որպես տիղմի կարևոր օրգանական բաղադրիչ, EPS-ի պարունակությունը որոշում է տիղմի բնութագրական ֆունկցիոնալ խմբերի ինֆրակարմիր կլանման ինտենսիվությունը: Չորացումից առաջ և հետո տիղմի ինֆրակարմիր սպեկտրները համեմատելով և վերլուծության ընթացքում տիղմի մեջ խառնուրդների աննշան միջամտությունը բացառելով, կարելի է տեսնել, որ չորացումից առաջ տիղմի ինֆրակարմիր կլանման ինտենսիվությունը զգալիորեն ավելի բարձր է, քան չորացումից հետո տիղմինը: Չորացումից առաջ տիղմի համեմատ, չորացումից հետո տիղմի սպեկտրները ցույց են տվել, որ ուսի գագաթները՝ 1654 և 1543 սմ-1 (C=C), 2924 սմ-1 (CH4) և 1076 սմ-1 (CO2) ավելի փոքր էին, ինչը վկայում է սպիտակուցանման նյութերի քայքայման մասին տիղմի չորացման գործընթացում: Սա նաև բացատրում է օրգանական նյութերի պարունակության և ցնդող նյութերի պարունակության նվազումը տիղմի չորացումից հետո:

Չորացումից առաջ և հետո տիղմի խոնավության պարունակության, օրգանական նյութի և կալորիականության համեմատությունը

Տիղմի մեջ պարունակվող օրգանական նյութը տիղմի կալորիականության հիմնական աղբյուրն է, մինչդեռ տիղմի խոնավության պարունակությունը նույնպես մեծ ազդեցություն ունի կալորիականության վրա: Տիղմի բարձր խոնավության պարունակությունն ունի ցածր կալորիականություն, ինչը անխուսափելիորեն կազդի տիղմի այրման վրա: Ավելին, տիղմի չորացման գործընթացում համակարգի էներգիայի սպառումը հիմնականում օգտագործվում է տիղմի մեջ եղած ջուրը գոլորշիացնելու համար:

Չորացումից հետո տիղմի օրգանական նյութի պարունակությունը փոքր-ինչ նվազել է, և չոր հիմքի համապատասխան բարձր կալորիականությունը նույնպես փոքր-ինչ նվազել է: Համապատասխանաբար ուսումնասիրվել են տիղմի խոնավության պարունակության և կալորիականության, ինչպես նաև տիղմի օրգանական նյութի և կալորիականության միջև կապը, և փոփոխականների միջև կապի գործակիցը ստացվել է գծային ռեգրեսիայի միջոցով, և իրականացվել է կապի վերլուծություն:

Չոր տիղմի խոնավության պարունակության և դրա ցածր կալորիականության միջև կա բացասական կապ, որը նվազում է խոնավության պարունակության աճին զուգընթաց: Այնուամենայնիվ, չոր տիղմի խոնավության պարունակության և ցածր կալորիականության միջև կապի գործակիցը կազմում է 0.882, իսկ F թեստի P արժեքը՝ 0.061՝ 95% վստահության դեպքում: Քանի որ F-փորձարկման P արժեքը մեծ է 0.05-ից, չոր տիղմի խոնավության պարունակությունը չի ցուցաբերում նշանակալի գծային կապ ցածր կալորիականության արժեքի հետ:

Հում տիղմի օրգանական նյութի պարունակության և չոր հիմքի բարձր կալորիականության միջև կոռելյացիայի գործակիցը կազմել է 0.997, իսկ F թեստի P արժեքը՝ 0.0033՝ 95% վստահության մակարդակից ցածր։ F թեստի P արժեքը փոքր է 0.05-ից, ուստի հում տիղմի օրգանական նյութի պարունակությունը նշանակալի կապ ունի դրա չոր հիմքի բարձր կալորիականության հետ։

Չոր տիղմի օրգանական նյութի պարունակությունը դրականորեն կապված էր չոր հիմքի բարձր կալորիականության հետ, և չոր հիմքի բարձր կալորիականությունը մեծանում էր օրգանական նյութի պարունակության աճին զուգընթաց։ Ավելին, չոր տիղմի օրգանական նյութի պարունակության և չոր հիմքի բարձր կալորիականության միջև կոռելյացիայի գործակիցը կազմել է 0.973, իսկ F թեստի P արժեքը՝ 0.014՝ 95% վստահության մակարդակի դեպքում։ Քանի որ F-թեստի p-արժեքը փոքր է 0.05-ից, կարելի է տեսնել, որ չոր տիղմի օրգանական նյութի պարունակության և չոր հիմքի բարձր կալորիականության միջև կա նշանակալի կոռելյացիա։

Վերոնշյալ վերլուծությունից կարելի է տեսնել, որ տիղմի կալորիականությունը սերտորեն կապված է խոնավության և օրգանական նյութերի պարունակության հետ, և տիղմի օրգանական նյութերի պարունակության և չոր հիմքի կալորիականության միջև կա նշանակալի դրական կապ։ Սա նաև ցույց է տալիս, որ եթե կեղտաջրերի մաքրման կայանից տիղմի կոնդիցիոնացման և ջրազրկման համար օգտագործվում են մեծ քանակությամբ անօրգանական հավելումներ, չնայած դա կարող է զգալի ջրազրկման ազդեցություն ունենալ, մեծ քանակությամբ անօրգանական նյութերի ներմուծումը ոչ միայն կբարելավի տիղմի չորացման գործընթացի համակարգային բեռը, այլև զգալիորեն կնվազեցնի տիղմի օրգանական նյութերի պարունակությունը, ինչը բացասական ազդեցություն կունենա տիղմի հետագա չորացման և այրման վրա։

Եզրակացություն

Այս աշխատանքում վերլուծվել են չորացումից առաջ և հետո ջրազրկված տիղմի բնութագրերը՝ որպես հումք օգտագործելով Շանհայի Ցինպու շրջանից ստացված ջրազրկված տիղմը։

(1) Չորացման առաջընթացի հետ մեկտեղ, տիղմի մակերեսային կառուցվածքը աստիճանաբար փակվում է, բացը աստիճանաբար նվազում է, և չորացման արդյունավետությունը աստիճանաբար նվազում է։

(2) Տիղմի չորացման գործընթացում տեղի կունենա օրգանական նյութի փոքր քանակությամբ քայքայում, որի արդյունքում չորացումից հետո տիղմի օրգանական նյութի և ցնդող նյութի պարունակությունը փոքր-ինչ կնվազի։

(3) Տիղմի ցածր կալորիականությունը բացասաբար է կապված դրա խոնավության պարունակության հետ, սակայն ակնհայտ գծային կապ չկա։ Տիղմի բարձր կալորիականության և դրա օրգանական նյութի պարունակության միջև կար դրական գծային կապ։ Հետևաբար, անհրաժեշտ է նվազեցնել տիղմի խոնավության պարունակությունը և նվազեցնել տիղմի մեջ օրգանական նյութի պարունակության կորուստը՝ տիղմի կալորիականությունն ապահովելու համար։