Студија за карактеристиките на сушење на општинската тиња

Земајќи го одводнување на тињана Општинскиот округ Ќингпу Третман на отпадни води Растението како суровина, овој труд ги проучува разликите во карактеристиките на тињата пред и по сушењето од аспект на индустриска анализа, микроморфологија, основен состав и калориска вредност, и дава основни податоци за реализација на сушење и согорување на тињата.

Тињата е нуспроизвод на процес на третман на отпадни води, со висока содржина на вода (генерално околу 98%), голем волумен, тешко се отстранува по карактеристиките, а составот на тињата е сложен, содржи голем број органски супстанции, тешки метали, соли, тешко разградливи супстанции и патогени микроорганизми, паразитски јајца и така натаму. Со продлабочувањето на третманот на отпадните води, разумниот третман и отстранување на тињата е сè поважен, а нетретираната тиња претставува голема закана за животната средина.

Според податоците на Истражувачкиот институт Е20, повеќе од половина од тињата генерирана од постројките за третман на отпадни води се третира и отстранува на санитарна депонија, а повеќе од 18% од тињата се губи. Повеќе од 50% од содржината на вода од 80% од дехидрираната тиња се отстранува со едноставен метод на депонија. Овој метод на отстранување не само што има сериозно секундарно загадување на животната средина, туку и зафаќа голема површина, и на долг рок нема да има земјиште за закопување. Предлогот на Третман на тиња и барањата за отстранување во „Десетката вода“ и „13-тиот петгодишен план“ го промовираа растот на пазарот за третман и отстранување на тиња под услов на поволни политики, а поврзаната технологија и опрема за третман исто така брзо се развија.

„Најдобри изводливи технички упатства за третман и отстранување на ТИЊА во постројки за третман на отпадни води“ верува дека сушењето и согорувањето на тињата е насоката што ја застапува нашата земја во иднина. За да се реализира сушењето и согорувањето на тињата со висока ефикасност и ниска потрошувачка на енергија, потребно е систематски да се проучат карактеристиките на тињата пред и по сушењето од повеќе агли.

Во овој труд, карактеристиките на дехидрираната тиња пред и по сушењето беа проучени од аспект на основна анализа, микроморфологија, основен состав и калориска вредност, што обезбеди основни податоци за реализација на сушење и согорување на тиња.

Експериментална опрема

Општинскиот одводнување на тиња Се суши со помош на тенкослојна сушара, а структурната шема на тенкослојната сушара е прикажана на сликата. Машината за сушење со тенкослојна боја е составена од обвивка, ротор и погонски уред. Роторот ја распоредува дедехидрираната тиња во тенок слој на внатрешниот ѕид на обвивката и ја суши тињата со помош на високотемпературна пареа или масло за топлинска спроводливост во обвивката.

Основна анализа и споредба пред и по сушењето на тињата

Прегреаната пареа од 160℃ и 0,6Mpa беше внесена во тенкослојната сушара за да се исуши дехидрираната тиња со содржина на влага од околу 80% до содржина на влага помала од 30%. Тињата пред и по сушењето беше земена и анализирана многу пати. Резултатите покажаа дека содржината на испарливи материи во тињата е намалена по сушењето, а содржината на испарливи материи во сушарската основа е намалена за 4,53%~8,66%. Во исто време, содржината на пепел во тињата се зголеми, а високата калорична вредност на сушарската основа се намали за 0,335~1,15MJ/kg. Ова е главно затоа што во процесот на термичко сушење, испарливите органски соединенија во тињата и некои фини честички од тиња стануваат гас од сушата заедно со водната пареа и влегуваат во последователниот дел за третман на гас од сушата.

Споредба на микроструктурата на тињата пред и по сушењето

Следната слика ја прикажува микроструктурата на тињата пред и по сушењето. Како што може да се види од сликата, структурата на тињата пред сушењето е релативно лабава, а голем број екстрацелуларни полимери се завиткани и собрани надвор од колоидот, формирајќи очигледна агрегатна структура. На овој начин, врзаната вода, меѓуклеточната вода и интрацелуларната вода во тињата се завиткани во флокот од тиња, така што е тешко дополнително да се дехидрира преку физички и хемиски дејства. Во споредба со тињата по сушењето, тињата пред сушењето има поголема порозност, поголема специфична површина, силна компресибилност, а флокот од тиња може да се уништи со примена на помала механичка сила или обезбедување топлина. Со испарувањето на водата во тињата, структурата на флокот од тиња постепено се распаѓа, формирајќи агрегатна структура со цврста површинска структура и постепено намалувајќи ги празнините на сликата од десно. Сепак, ефикасноста на испарувањето на водата исто така ќе се намали со намалување на односот на празнини во тињата.

Споредба на составот на тињата пред и по сушењето

На сликата се прикажани резултатите од анализата на инфрацрвено спектрално скенирање пред и по сушењето на тињата. Репрезентативните функционални групи на сувата група на тињата се главно слободен H2O, -OH, -CH2, -CH3, ароматичен прстен, C=C, CO, халогениран јаглеводород итн. Ова укажува дека содржината на органска материја во тињата е висока, а видовите органски материи може да бидат протеини, липиди, скроб и целулоза. Студиите покажаа дека содржината на протеини во органската материја на тињата е повеќе од 60%, липидите се околу 20%, скробот и целулозата се околу 15%, а распаѓањето на овие органски материи ќе произведе NH3, H2S и VOC и други мирисни гасови.

EPS е полимер со висока содржина составен од протеини, полисахариди и мала количина липиди, нуклеинска киселина и хумус. Детекцијата на карактеристични соединенија на EPS укажува на постоење на голема количина на EPS во тињата. Како важна органска компонента на тињата, содржината на EPS го одредува интензитетот на инфрацрвена апсорпција на карактеристичните функционални групи на тињата. Со споредување на инфрацрвените спектри на тињата пред и по сушењето и со исклучување на суптилното мешање на нечистотиите во тињата за време на процесот на анализа, може да се види дека интензитетот на инфрацрвена апсорпција на тињата пред сушење е значително поголем од оној на тињата по сушењето. Во споредба со тињата пред сушењето, спектрите на тињата по сушењето покажаа дека врвовите на рамото на 1654 и 1543 cm-1 (C=C), 2924 cm-1 (CH3) и 1076 cm-1 (CO3) се помали, што укажува на распаѓање на супстанции слични на протеини за време на процесот на сушење на тињата. Ова исто така го објаснува намалувањето на содржината на органска материја и содржината на испарливи материи по сушењето на тињата.

Споредба на содржината на влага, органска материја и калориска вредност на тињата пред и по сушењето

Органската материја во тињата е главен извор на калориска вредност на тињата, додека содржината на влага во тињата, исто така, има големо влијание врз калориската вредност. Високата содржина на влага во тињата има ниска калориска вредност, што неизбежно ќе влијае на согорувањето на тињата. Покрај тоа, потрошувачката на енергија на системот во процесот на сушење на тињата главно се користи за испарување на водата во тињата.

Содржината на органска материја во тињата по сушењето малку се намали, а соодветната висока калорификациска вредност на сувата основа исто така малку се намали. Корелацијата помеѓу содржината на влага во тињата и калориската вредност, како и корелацијата помеѓу органската материја во тињата и калориската вредност беа проучени соодветно, а коефициентот на корелација помеѓу променливите беше добиен со линеарна регресија, а потоа беше извршена корелациска анализа.

Постои негативна корелација помеѓу содржината на влага во сувата тиња и нејзината ниска калорична вредност, која се намалува со зголемување на содржината на влага. Сепак, коефициентот на корелација помеѓу содржината на влага во сувата тиња и ниската калорична вредност е 0,882, а P вредноста на F-тестот е 0,061 под 95% доверба. Бидејќи P вредноста на F-тестот е поголема од 0,05, содржината на влага во сувата тиња не покажува значајна линеарна корелација со ниската калорична вредност.

Коефициентот на корелација помеѓу содржината на органска материја во суровата тиња и високата калорична вредност на сувата основа беше 0,997, а P вредноста на F тестот беше 0,0033 под ниво на доверба од 95%. P вредноста на F тестот е помала од 0,05, така што содржината на органска материја во суровата тиња има значајна корелација со нејзината висока калорична вредност на сува основа.

Содржината на органска материја во сувата тиња беше позитивно корелирана со високата калориска вредност на сувата база, а високата калориска вредност на сувата база се зголемуваше со зголемувањето на содржината на органска материја. Покрај тоа, коефициентот на корелација помеѓу содржината на органска материја во сувата тиња и високата калориска вредност на сувата подлога беше 0,973, а P вредноста на F тестот беше 0,014 под ниво на доверба од 95%. Бидејќи p-вредноста на F-тестот е помала од 0,05, може да се види дека постои значајна корелација помеѓу содржината на органска материја во сувата тиња и високата калориска вредност на сувата база.

Од горенаведената анализа, може да се види дека калориската вредност на тињата е тесно поврзана со содржината на влага и содржината на органска материја, и постои значајна позитивна корелација помеѓу содржината на органска материја во тињата и калориската вредност на сувата база на тињата. Ова исто така покажува дека ако се користат голем број неоргански адитиви за кондиционирање и дехидрација на тињата од постројката за третман на отпадни води, иако тоа може да има значаен ефект на дехидрација, воведувањето на голем број неоргански супстанции не само што ќе го подобри системското оптоварување на процесот на сушење на тињата, туку и значително ќе ја намали содржината на органска материја во тињата, што ќе предизвика негативни ефекти врз последователното сушење и согорување на тињата.

Заклучок

Во овој труд, карактеристиките на дехидрираната тиња пред и по сушењето беа анализирани со користење на дехидрираната тиња од округот Ќингпу во Шангај како суровина.

(1) Со напредокот на сушењето, површинската структура на тињата постепено се затвора, јазот постепено се намалува, а ефикасноста на сушење постепено се намалува.

(2) При процесот на сушење на тињата ќе се случи мала количина на распаѓање на органска материја, така што содржината на органска материја и испарлива материја во тињата по сушењето е малку намалена.

(3) Ниската калорична вредност на тињата е негативно поврзана со нејзината содржина на влага, но не постои очигледна линеарна врска; Постоеше позитивна линеарна корелација помеѓу високата калорична вредност на тињата и нејзината содржина на органска материја. Затоа, потребно е да се намали содржината на влага во тињата и да се намали загубата на органска материја во тињата за да се обезбеди калориската вредност на тињата.