Қалалық шламды кептіру сипаттамаларын зерттеу
қабылдау сусыздандыру шламыЦинпу ауданы муниципалитетінің Ағынды суларды тазарту Өсімдік шикізат ретінде, бұл жұмыс өнеркәсіптік талдау аспектілерінен, микроморфологиядан, негізгі құрамы мен жылулық құндылығынан кептіруге дейінгі және кептіруден кейінгі тұнбаның сипаттамаларындағы айырмашылықтарды зерттейді және тұнбаны кептіру мен жағуды жүзеге асыру үшін негізгі мәліметтерді береді.
Шлам – жанама өнім ағынды суларды тазарту процесі, судың жоғары мөлшерімен (негізінен шамамен 98%), көлемі үлкен, сипаттамалары бойынша кәдеге жарату қиын және шламның құрамы күрделі, құрамында органикалық заттардың көп мөлшері, ауыр металдар, тұздар, ыдырауға қиын заттар мен патогендік микроорганизмдер, паразиттік жұмыртқалар және т.б. Ағынды суларды тазартудың тереңдеуімен тұнбаны ұтымды тазарту және кәдеге жарату барған сайын маңыздырақ, ал тазартылмаған тұнба қоршаған ортаға үлкен қауіп төндіреді.
Е20 ғылыми-зерттеу институтының мәліметтері бойынша, кәріздік тазарту қондырғыларында пайда болған шламның жартысынан астамы санитарлық полигонда өңделеді және жойылады, ал лайдың 18% -дан астамы жоғалады. Сусыздандырылған тұнбаның 80% құрайтын судың 50%-дан астамы қарапайым полигон әдісімен жойылады. Бұл кәдеге жарату әдісі қоршаған ортаның екінші реттік ластануы ғана емес, сонымен бірге үлкен аумақты алып жатыр және ұзақ мерзімді перспективада көметін жер болмайды. ұсынысы Шламды өңдеу «Су ондығының» және «13-бесжылдықтың» кәдеге жарату талаптары қолайлы саясат жағдайында шламды өңдеу және кәдеге жарату нарығының өсуіне ықпал етті, сонымен қатар оны өңдеу технологиясы мен жабдықтары да қарқынды дамыды.
«Ағынды суларды тазарту қондырғыларында ШАМДЫ тазарту және кәдеге жарату бойынша ең жақсы мүмкін болатын техникалық нұсқаулар» тұнбаны кептіру және өртеу еліміздің болашақта қолдайтын бағыты деп санайды. Тұнбаны кептіру мен жағуды жоғары тиімділікпен және аз энергия тұтынумен жүзеге асыру үшін кептіру алдында және одан кейінгі тұнбаның сипаттамаларын бірнеше қырынан жүйелі түрде зерттеу қажет.
Бұл жұмыста тұнбаны кептіру мен жағуды жүзеге асыру үшін негізгі мәліметтерді беретін негізгі талдау, микроморфология, негізгі құрамы және жылу құндылығы аспектілерінен кептіруге дейінгі және кептіруден кейінгі сусыздандырылған тұнбаның сипаттамалары зерттелді.
Эксперименттік жабдық
Муниципалитет сусыздандыру шламы жұқа пленкалы кептіргіштің көмегімен кептіріледі және жұқа қабат кептіргіштің құрылым диаграммасы суретте көрсетілген. Жұқа пленка кептіру машинасы қабықтан, ротордан және жетек құрылғысынан тұрады. Ротор құрғатылған шламды қабықшаның ішкі қабырғасына жұқа қабатқа таратады және шламды күртешедегі жоғары температуралы бумен немесе жылу өткізгіш маймен кептіреді.
Шламды кептіруге дейін және кейін негізгі талдау және салыстыру
160 ℃ және 0,6 Мпа шамадан тыс қызған бу, ылғалдылығы шамамен 80% сусыздандырылған тұнбаны ылғалдылығы 30% -дан азға дейін кептіру үшін жұқа пленкалы кептіргішке жіберілді. Кептіруге дейін және одан кейінгі тұнбадан бірнеше рет сынама алынып, талданған. Нәтижелер кептіруден кейін тұнбаның ұшқыш құрамының азайғанын, ал кептіру негізінің ұшқыш құрамының 4,53%-8,66%-ға төмендегенін көрсетті. Бұл кезде тұнбаның күлділігі артып, кептіру негізінің жоғары калориялылығы 0,335~1,15МДж/кг-ға төмендеді. Бұл негізінен термиялық кептіру процесінде тұнбадағы ұшпа органикалық қосылыстар және кейбір ұсақ шлам бөлшектері кептіру су буымен бірге кептіру газына айналады және кейінгі қалдық газды өңдеу бөліміне түседі.
Кептіруге дейінгі және кептіруден кейінгі лайдың микроқұрылымын салыстыру
Келесі суретте тұнбаның кептіруге дейінгі және одан кейінгі микроқұрылымы көрсетілген. Суреттен көрініп тұрғандай, кептіру алдында тұнба құрылымы салыстырмалы түрде борпылдақ болады және жасушадан тыс көп мөлшердегі полимерлер орап, коллоидтың сыртында жиналып, айқын агрегаттық құрылымды құрайды. Осылайша, тұнбадағы байланысқан су, аралық су және жасушаішілік су тұнба флокасына оралады, сондықтан физикалық және химиялық әрекеттер арқылы одан әрі сусыздандыру қиын болады. Кептіруден кейінгі тұнбамен салыстырғанда, кептіру алдында тұнбаның кеуектілігі жоғары, меншікті бетінің ауданы үлкен, сығымдалу қабілеті жоғары, ал шөгінділер төменгі механикалық күш қолдану немесе жылу беру арқылы жойылуы мүмкін. Тұнбадағы судың булануымен тұнба флокасының құрылымы бірте-бірте ыдырап, бетінің тығыз құрылымы бар агрегаттық құрылымды құрайды және оң жақтағы суреттегі бос орындар біртіндеп кішірейеді. Дегенмен, тұнбаның бос болу коэффициентінің төмендеуімен судың булану тиімділігі де төмендейді.
Кептіруге дейінгі және кептіруден кейінгі шламның құрамын салыстыру
Суретте тұнбаны кептіруге дейін және кейін инфрақызыл спектрлік сканерлеу талдауының нәтижелері көрсетілген. Тұнбаның құрғақ тобының өкілді функционалды топтары негізінен бос H2O, -OH, -CH2, -CH3, ароматты сақина, C=C, CO, галогенді көмірсутек және т. Зерттеулер көрсеткендей, тұнбаның органикалық заттарындағы ақуыз мөлшері 60% -дан астам, липидтер - 20% -ға жуық, крахмал мен целлюлоза - 15% -ға жуық, бұл органикалық заттардың ыдырауы NH3, H2S және VOC және басқа да иіс газдарын түзеді.
EPS - ақуыздан, полисахаридтен және аз мөлшерде липидтерден, нуклеин қышқылынан және қарашіріктен тұратын жоғары полимер. EPS сипаттамалық қосылыстардың анықталуы шламда EPS көп мөлшерінің болуын көрсетеді. Тұнбаның маңызды органикалық құрамдас бөлігі ретінде EPS мазмұны тұнбаға тән функционалдық топтардың инфрақызыл сіңіру қарқындылығын анықтайды. Тұнбаның кептіруге дейінгі және одан кейінгі инфрақызыл спектрлерін салыстыру және талдау процесінде тұнбадағы қоспалардың нәзік араласуын жоққа шығару арқылы кептіру алдында тұнбаның инфрақызыл сіңіру қарқындылығы кептіруден кейінгі тұнбаға қарағанда айтарлықтай жоғары екенін көруге болады. Кептіру алдындағы тұнбамен салыстырғанда, кептіруден кейінгі тұнбаның спектрлері иық шыңдары 1654 және 1543см-1 (C=C), 2924см-1 (CH) және 1076см-1 (СО) аз екенін көрсетті, бұл кептіру процесі кезінде ақуыз тәрізді заттардың ыдырауын көрсетті. Бұл сонымен қатар шламды кептіруден кейін органикалық заттардың және ұшқыш заттардың мөлшерінің төмендеуін түсіндіреді.
Ылғалдылықты, органикалық затты және кептіруге дейінгі және кептіруден кейінгі тұнбаның жылулық құндылығын салыстыру
Тұнбаның құрамындағы органикалық заттар шламның калориялық құндылығының негізгі қамтамасыз етушісі болып табылады, сонымен бірге тұнбаның ылғалдылығы да калориялық құндылыққа үлкен әсер етеді. Шламның жоғары ылғалдылығы төмен калориялық құндылыққа ие, бұл шламды жағуға сөзсіз әсер етеді. Сонымен қатар, шламды кептіру процесінде жүйенің энергия шығыны негізінен шламдағы суды буландыруға жұмсалады.
Кептіруден кейін тұнбаның органикалық заттардың мөлшері аздап төмендеді, ал құрғақ негіздің сәйкес жоғары калориялық мәні де аздап төмендеді. Тұнбаның ылғалдылығы мен калориялық мәні арасындағы корреляция және шламның органикалық заттары мен калориялық мәні арасындағы корреляция сәйкесінше зерттеліп, айнымалылар арасындағы корреляция коэффициенті сызықтық регрессия арқылы алынды және корреляциялық талдау жүргізілді.
Құрғақ тұнбаның ылғалдылығы мен оның төмен калориялылығы арасында теріс корреляция бар, ол ылғалдың жоғарылауымен төмендейді. Дегенмен, құрғақ тұнбаның ылғалдылығы мен төмен калориялылығы арасындағы корреляция коэффициенті 0,882, ал F сынағының P мәні 95% сенімділік жағдайында 0,061 құрайды. F-сынағы P мәні 0,05-тен жоғары болғандықтан, құрғақ тұнбаның ылғалдылығы төмен калориялық мәнмен айтарлықтай сызықтық корреляцияны көрсетпейді.
Шикі тұнбадағы органикалық заттардың мөлшері мен құрғақ негіздің жоғары калориялылығы арасындағы корреляция коэффициенті 0,997, ал F сынағының P мәні 95% сенімділік деңгейінде 0,0033 болды. F сынағы P мәні 0,05-тен төмен, сондықтан шикі тұнбаның органикалық заттарының құрамы оның құрғақ негізінің жоғары калориялылығымен маңызды корреляцияға ие.
Құрғақ тұнбаның органикалық заттарының құрамы құрғақ негіздің жоғары калориялық құндылығымен оң корреляцияланды, ал құрғақ негіздің жоғары калориялық құндылығы органикалық заттардың мөлшерінің жоғарылауымен өсті. Сонымен қатар, құрғақ тұнбадағы органикалық заттардың мөлшері мен құрғақ субстраттың жоғары калориялылығы арасындағы корреляция коэффициенті 0,973, ал F сынағының P мәні 95% сенімділік деңгейінде 0,014 болды. F-сынамасының p-мәні 0,05-тен төмен болғандықтан, құрғақ тұнбаның органикалық заттары мен құрғақ негіздің жоғары калориялылығы арасында маңызды корреляция бар екенін көруге болады.
Жоғарыда келтірілген талдаудан лайдың калориялық құндылығының ылғалдылық пен органикалық заттардың мөлшерімен тығыз байланысты екенін және тұнбаның органикалық заттарының мөлшері мен тұнбаның құрғақ негізінің калориялық мәні арасында айтарлықтай оң корреляция бар екенін көруге болады. Бұл сондай-ақ егер ағынды суларды тазарту қондырғысынан шыққан тұнбаны кондициялау және сусыздандыру үшін көп мөлшерде бейорганикалық қоспалар пайдаланылса, ол айтарлықтай сусыздандыру әсерін көрсете алатын болса да, бейорганикалық заттардың көп мөлшерін енгізу тұнбаны кептіру процесінің жүйелік жүктемесін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар органикалық заттардың құрамын айтарлықтай төмендететінін көрсетеді. шламды кептіру және жағу.
Қорытынды
Бұл мақалада кептіруге дейін және кептіруден кейінгі сусыздандырылған тұнбаның сипаттамалары Шанхайдың Цинпу ауданындағы сусыздандырылған тұнбаны шикізат ретінде пайдалану арқылы талданды.
(1) Кептіру үрдісімен шламның беткі құрылымы бірте-бірте жақындайды, алшақтық бірте-бірте азаяды және кептіру тиімділігі біртіндеп төмендейді.
(2) Тұнбаны кептіру процесінде органикалық заттардың ыдырауы аз мөлшерде болады, осылайша кептіруден кейін тұнбаның органикалық және ұшқыш заттарының мөлшері аздап төмендейді.
(3) Шламның төмен калориялылығы оның ылғалдылығымен теріс корреляцияланады, бірақ айқын сызықтық байланыс жоқ; Тұнбаның жоғары калориялық құндылығы мен оның органикалық заттары арасында оң сызықтық корреляция болды. Сондықтан тұнбаның калориялық құндылығын қамтамасыз ету үшін тұнбаның ылғалдылығын азайту және лайдағы органикалық заттардың құрамының жоғалуын азайту қажет.