Studie iwwer d'Trocknungseigenschaften vun de kommunale Schlamm
D'Nahrung vum Entwässerungsschlammvum Distrikt Qingpu Gemengebezierk Ofwaasserbehandlung Dësen Artikel, deen d'Planz als Rohmaterial benotzt, ënnersicht d'Ënnerscheeder an de Charakteristike vum Schlamm virun an nom Trocknen aus den Aspekter vun der industrieller Analyse, der Mikromorphologie, der Basiszesummesetzung an dem Kaloriewäert, a liwwert Basisdaten fir d'Ëmsetzung vun der Trocknung a Verbrennung vum Schlamm.
Schlamm ass e Nieweprodukt vun Ofwaasserbehandlungsprozess, mat engem héije Waassergehalt (normalerweis ongeféier 98%), engem grousse Volumen, schwéier ze entsuergbare Charakteristiken, an enger komplexer Schlammzesummesetzung, déi eng grouss Zuel vun organesche Substanzen, Schwéiermetaller, Salzer, schwéier ofbaubare Substanzen a pathogene Mikroorganismen, parasitären Eeër asw. enthält. Mat der Verdéiwung vun der Ofwaasserbehandlung gëtt déi vernünfteg Behandlung an Entsuergung vum Schlamm ëmmer méi wichteg, an onbehandelte Schlamm stellt eng grouss Bedrohung fir d'Ëmwelt duer.
No den Donnéeë vum E20 Fuerschungsinstitut gëtt méi wéi d'Halschent vum Schlamm, deen duerch Kläranlagen entsteet, behandelt an op Deponien entsuergt, a méi wéi 18% vum Schlamm geet verluer. Méi wéi 50% vum Waassergehalt vun 80% vum entwässerte Schlamm gëtt duerch déi einfach Deponiemethod entsuergt. Dës Entsuergungsmethod huet net nëmmen eng eescht Ëmweltverschmotzung, mä hëlt och eng grouss Fläch an, an et wäert op laang Siicht kee Land méi iwwereg bleiwen, fir ze begruewen. De Virschlag vun Schlammbehandlung an d'Entsuergungsufuerderungen am "Water Ten" an am "13. Fënnefjoresplang" hunn de Wuesstem vum Schlammbehandlungs- an Entsuergungsmaart ënner der Bedingung vun enger gënschteger Politik gefördert, an déi entspriechend Behandlungstechnologie an -ausrüstung hunn sech och séier entwéckelt.
„Déi beschtméiglech technesch Richtlinne fir d'Behandlung an d'Entsuergung vu Schlamm an der Kläranlag“ mengen, datt d'Trocknung an d'Verbrennung vu Schlamm déi Richtung ass, déi eist Land an der Zukunft empfeelt. Fir d'Trocknung an d'Verbrennung vu Schlamm mat héijer Effizienz a niddregem Energieverbrauch ëmzesetzen, ass et néideg, d'Charakteristike vum Schlamm virun an no der Trocknung systematesch aus verschiddene Perspektiven ze studéieren.
An dëser Aarbecht goufen d'Charakteristike vum dehydratiséierte Schlamm virun an nom Trocknen aus den Aspekter vun der Basisanalyse, der Mikromorphologie, der Basiszesummesetzung an dem Kaloriewäert ënnersicht, wat Basisdaten fir d'Ëmsetzung vun der Trocknung a Verbrennung vum Schlamm geliwwert huet.
Experimentell Ausrüstung
Déi kommunal Entwässerungsschlamm gëtt mat engem Dënnschichttrockner gedréchent, an den Strukturdiagramm vum Dënnschichttrockner ass an der Figur gewisen. D'Dënnschichttrocknermaschinn besteet aus enger Schuel, engem Rotor an engem Undriffsapparat. De Rotor verdeelt den dehydratiséierte Schlamm an eng dënn Schicht op der bannenzeger Mauer vun der Schuelmantel a dréchent de Schlamm mat Hëllef vum Héichtemperaturdamp oder dem Wärmeleitungsueleg an der Mantel.
Basisanalyse a Verglach virun an nom Schlammtrocknung
Den iwwerhëtzten Damp vun 160 ℃ an 0,6 MPa gouf an den Dënnschichttrockner geleet, fir den entwässerten Schlamm mat engem Fiichtegkeetsgehalt vu ronn 80% op e Fiichtegkeetsgehalt vu manner wéi 30% ze dréchnen. De Schlamm virun an nom Dréchnen gouf e puermol geprobt an analyséiert. D'Resultater hunn gewisen, datt den Inhalt vu flüchtege Substanzen am Schlamm nom Dréchnen reduzéiert gouf, an den Inhalt vu flüchtege Substanzen vun der Dréchnungsbasis ëm 4,53%~8,66%. Gläichzäiteg ass den Äschegehalt vum Schlamm eropgaang, an den héije Kaloriewäert vun der Dréchnungsbasis ëm 0,335~1,15 MJ/kg erofgaang. Dëst ass haaptsächlech doduerch bedingt, datt am Prozess vun der thermescher Dréchnung flüchteg organesch Verbindungen am Schlamm an e puer fein Schlammpartikelen zesumme mam Dréchnungswasserdamp an den Dréchnungsreschtgas ginn a spéider an den Réckgasbehandlungssektioun kommen.
Mikrostrukturvergläich vu Schlamm virun an nom Trocknen
Déi folgend Figur weist d'Mikrostruktur vum Schlamm virun an nom Trocknen. Wéi op der Figur ze gesinn ass, ass d'Schlammstruktur virun der Trocknung relativ locker, an eng grouss Zuel vun extrazelluläre Polymeren sinn ausserhalb vum Kolloid agewéckelt a gesammelt, wouduerch eng kloer Aggregatstruktur entsteet. Op dës Manéier sinn dat gebonnent Waasser, d'interstitiellt Waasser an d'intrazellulärt Waasser am Schlamm an de Schlammflocken agewéckelt, sou datt et schwéier ass, weider duerch physikalesch a chemesch Aktiounen ze dehydratiséieren. Am Verglach mam Schlamm nom Trocknen huet de Schlamm virun der Trocknung eng méi héich Porositéit, eng méi grouss spezifesch Uewerfläch, eng staark Kompressibilitéit, an de Schlammflocken kann duerch d'Uwendung vun enger méi niddreger mechanescher Kraaft oder d'Liwwerung vun Hëtzt zerstéiert ginn. Mat der Verdampfung vum Waasser am Schlamm fält d'Schlammflockenstruktur lues a lues zesummen, wouduerch eng Aggregatstruktur mat enger dichter Uewerflächenstruktur entsteet an d'Lächer lues a lues schrumpfen, an der Figur riets. D'Waasserverdampfungseffizienz wäert awer och mat der Ofsenkung vum Schlamm-Lächerverhältnis erofgoen.
Zesummesetzungsvergläich vum Schlamm virun an no der Trocknung
D'Figur weist d'Resultater vun der Infrarout-Spektral-Scannanalys virun an nom Trocknen vum Schlamm. Déi representativ funktionell Gruppe vun der dréchener Schlammgrupp sinn haaptsächlech fräit H2O, -OH, -CH2, -CH3, aromatesche Rank, C=C, CO, halogenéiert Kuelewaasserstoff, etc. Dëst weist drop hin, datt den organesche Matièregehalt am Schlamm héich ass, an d'organesch Matièrearten Protein, Lipid, Stärke a Cellulose kënne sinn. Studien hunn gewisen, datt de Proteingehalt vun der organescher Matière vum Schlamm méi wéi 60% ass, Lipid ongeféier 20%, Stärke a Cellulose ongeféier 15%, an datt d'Zersetzung vun dëser organescher Matière NH3, H2S a VOCs an aner Gerochsgase produzéiert.
EPS ass e Polymer mat héijem Inhalt, deen aus Protein, Polysaccharid an enger klenger Quantitéit u Lipiden, Nukleinsäure an Humus besteet. D'Detektioun vun EPS-charakteristesche Verbindungen weist op d'Existenz vun enger grousser Quantitéit un EPS am Schlamm hin. Als wichteg organesch Komponent vum Schlamm bestëmmt den EPS-Gehalt d'Infraroutabsorptiounsintensitéit vun de Schlamm-charakteristesche funktionelle Gruppen. Wann een d'Infraroutspektre vum Schlamm virun an no der Trocknung vergläicht an déi subtil Interferenz vun den Ongereinheeten am Schlamm während dem Analyseprozess ausschléisst, kann een feststellen, datt d'Infraroutabsorptiounsintensitéit vum Schlamm virun der Trocknung däitlech méi héich ass wéi déi vum Schlamm no der Trocknung. Am Verglach mam Schlamm virun der Trocknung hunn d'Spektre vum Schlamm no der Trocknung gewisen, datt d'Schëllerpeaken bei 1654 an 1543 cm-1 (C=C), 2924 cm-1 (CH4) an 1076 cm-1 (CO) méi kleng waren, wat op d'Zersetzung vu proteinähnleche Substanzen während dem Schlammtrocknungsprozess hiweist. Dëst erkläert och den Réckgang vum organesche Matièregehalt an dem flüchtege Matièregehalt no der Schlammtrocknung.
Vergläich vum Fiichtegkeetsgehalt, der organescher Matière an dem kaloresche Wäert vum Schlamm virun an no der Trocknung
Déi organesch Matière am Schlamm ass den Haaptfaktor fir de Kaloriewäert vum Schlamm, während de Fiichtegkeetsgehalt vum Schlamm och e groussen Afloss op de Kaloriewäert huet. Den héije Fiichtegkeetsgehalt vum Schlamm huet e niddrege Kaloriewäert, wat zwangsleefeg d'Verbrennung vum Schlamm beaflosst. Ausserdeem gëtt den Energieverbrauch vum System beim Schlammtrocknungsprozess haaptsächlech benotzt fir d'Waasser am Schlamm ze verdampfen.
Den organesche Matièregehalt vum Schlamm nom Dréchnen ass liicht erofgaang, an de entspriechend héije Kalorifikatiounswäert vun der dréchener Basis ass och liicht erofgaang. D'Korrelatioun tëscht dem Feuchtigkeitsgehalt vum Schlamm an dem Kaloriewäert, an d'Korrelatioun tëscht der organescher Matière vum Schlamm an dem Kaloriewäert goufen jeeweileg ënnersicht, an de Korrelatiounskoeffizient tëscht de Variablen gouf duerch linear Regressioun bestëmmt, an d'Korrelatiounsanalyse gouf duerchgefouert.
Et gëtt eng negativ Korrelatioun tëscht dem Fiichtegkeetsgehalt vum dréchene Schlamm a sengem niddrege Kaloriewäert, deen mat der Erhéijung vum Fiichtegkeetsgehalt erofgeet. Wéi och ëmmer, ass de Korrelatiounskoeffizient tëscht dem Fiichtegkeetsgehalt vum dréchene Schlamm an dem niddrege Kaloriewäert 0,882, an de P-Wäert vum F-Test ass 0,061 ënner 95% Konfidenzgrad. Well de P-Wäert vum F-Test méi grouss wéi 0,05 ass, weist de Fiichtegkeetsgehalt vum dréchene Schlamm keng signifikant linear Korrelatioun mam niddrege Kaloriewäert.
De Korrelatiounskoeffizient tëscht dem organesche Matièregehalt vum Réi-Schlamm an dem héije Kaloriewäert vun der dréchener Basis war 0,997, an de P-Wäert vum F-Test louch bei 0,0033 ënner dem Vertrauensniveau vun 95%. Den F-Test-P-Wäert ass manner wéi 0,05, sou datt den organesche Matièregehalt vum Réi-Schlamm eng signifikant Korrelatioun mat sengem héije Kaloriewäert vun der dréchener Basis huet.
Den organesche Matièregehalt vum dréchene Schlamm war positiv mam héije Kaloriewäert vun der dréchener Basis korreléiert, an den héije Kaloriewäert vun der dréchener Basis ass mat der Erhéijung vum organesche Matièregehalt zougeholl. Ausserdeem war de Korrelatiounskoeffizient tëscht dem organesche Matièregehalt vum dréchene Schlamm an dem héije Kaloriewäert vum dréchene Substrat 0,973, an de P-Wäert vum F-Test war 0,014 ënner dem Vertrauensniveau vun 95%. Well de p-Wäert vum F-Test manner wéi 0,05 ass, kann een erkennen, datt et eng signifikant Korrelatioun tëscht dem organesche Matièregehalt vum dréchene Schlamm an dem héije Kaloriewäert vun der dréchener Basis gëtt.
Aus der uewe genannter Analyse kann een erkennen, datt de Kaloriewäert vum Schlamm enk mam Fiichtegkeetsgehalt an dem organesche Matièregehalt zesummenhänkt, an et gëtt eng bedeitend positiv Korrelatioun tëscht dem organesche Matièregehalt vum Schlamm an dem Kaloriewäert vum dréchene Schlamm. Dëst weist och, datt wann eng grouss Zuel vun anorganeschen Zousätz fir d'Konditiounéierung an d'Dehydratioun vum Schlamm aus der Kläranlag benotzt ginn, obwuel et e bedeitenden Dehydratiounseffekt hunn kann, d'Aféierung vun enger grousser Zuel vun anorganesche Substanzen net nëmmen d'Systembelaaschtung vum Schlammtrocknungsprozess verbessert, mä och den organesche Matièregehalt vum Schlamm däitlech reduzéiert, wat negativ Auswierkungen op déi spéider Schlammtrocknung a Verbrennung huet.
Conclusioun
An dëser Aarbecht goufen d'Charakteristike vum dehydratiséierte Schlamm virun an nom Trocknen analyséiert, andeems den dehydratiséierte Schlamm aus dem Distrikt Qingpu vu Shanghai als Rohmaterial benotzt gouf.
(1) Mat dem Fortschrëtt vum Dréchnen gëtt d'Uewerflächenstruktur vum Schlamm lues a lues méi kleng, d'Lück gëtt lues a lues reduzéiert, an d'Dréchnungseffizienz gëtt lues a lues reduzéiert.
(2) Beim Trocknungsprozess vum Schlamm gëtt eng kleng Quantitéit un organescher Matière zergesat, sou datt den Inhalt vun organescher Matière a flüchteger Matière vum Schlamm nom Trocknen liicht reduzéiert gëtt.
(3) De niddrege Kaloriewäert vum Schlamm ass negativ mat sengem Fiichtegkeetsgehalt korreléiert, awer et gëtt keng offensichtlech linear Bezéiung; Et gouf eng positiv linear Korrelatioun tëscht dem héije Kaloriewäert vum Schlamm a sengem organesche Matièregehalt. Dofir ass et néideg, de Fiichtegkeetsgehalt vum Schlamm ze reduzéieren an de Verloscht vun organeschem Material am Schlamm ze reduzéieren, fir de Kaloriewäert vum Schlamm ze garantéieren.