महानगरपालिकेच्या गाळ सुकवण्याच्या वैशिष्ट्यांचा अभ्यास

घेत आहे गाळ काढून टाकणेकिंगपू जिल्हा महानगरपालिकेचे सांडपाणी प्रक्रिया कच्चा माल म्हणून वनस्पती, हा पेपर औद्योगिक विश्लेषण, सूक्ष्मरूपशास्त्र, मूलभूत रचना आणि उष्मांक मूल्य या पैलूंवरून गाळ सुकण्यापूर्वी आणि नंतरच्या वैशिष्ट्यांमधील फरकांचा अभ्यास करतो आणि गाळ सुकवण्याच्या आणि जाळण्याच्या प्राप्तीसाठी मूलभूत डेटा प्रदान करतो.

गाळ हे खालीलपैकी एक उप-उत्पादन आहे: सांडपाणी प्रक्रिया प्रक्रिया, उच्च पाण्याचे प्रमाण (साधारणपणे सुमारे 98%), मोठे आकारमान, वैशिष्ट्ये विल्हेवाट लावण्यास कठीण आणि गाळ रचना जटिल आहे, ज्यामध्ये मोठ्या प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थ, जड धातू, क्षार, विघटन करण्यास कठीण पदार्थ आणि रोगजनक सूक्ष्मजीव, परजीवी अंडी इत्यादी असतात. सांडपाणी प्रक्रिया खोलीकरणासह, गाळाचे वाजवी उपचार आणि विल्हेवाट वाढत्या प्रमाणात महत्वाचे आहे आणि प्रक्रिया न केलेला गाळ हा पर्यावरणासाठी एक मोठा धोका आहे.

E20 संशोधन संस्थेच्या आकडेवारीनुसार, सांडपाणी प्रक्रिया संयंत्रांद्वारे निर्माण होणाऱ्या अर्ध्याहून अधिक गाळाची स्वच्छताविषयक लँडफिलद्वारे प्रक्रिया केली जाते आणि त्याची विल्हेवाट लावली जाते आणि 18% पेक्षा जास्त गाळ वाया जातो. 80% निर्जलित गाळातील 50% पेक्षा जास्त पाणी सामग्रीची विल्हेवाट लावण्याच्या सोप्या पद्धतीने लावली जाते. या विल्हेवाटीच्या पद्धतीमुळे केवळ गंभीर पर्यावरणीय दुय्यम प्रदूषण होत नाही तर ते मोठ्या क्षेत्रावर देखील व्यापते आणि दीर्घकाळात गाडण्यासाठी जमीन राहणार नाही. प्रस्ताव गाळ प्रक्रिया "वॉटर टेन" आणि "१३ व्या पंचवार्षिक योजने" मधील गाळ प्रक्रिया आणि विल्हेवाट आवश्यकतांमुळे अनुकूल धोरणांच्या परिस्थितीत गाळ प्रक्रिया आणि विल्हेवाट बाजाराच्या वाढीस चालना मिळाली आहे आणि संबंधित प्रक्रिया तंत्रज्ञान आणि उपकरणे देखील वेगाने विकसित झाली आहेत.

"सांडपाणी प्रक्रिया संयंत्रात गाळ प्रक्रिया आणि विल्हेवाट लावण्यासाठी सर्वोत्तम व्यवहार्य तांत्रिक मार्गदर्शक तत्त्वे" असा विश्वास आहे की भविष्यात आपल्या देशाने गाळ सुकवणे आणि जाळणे ही दिशा दर्शविली आहे. उच्च कार्यक्षमतेने आणि कमी ऊर्जा वापरासह गाळ सुकवणे आणि जाळणे साध्य करण्यासाठी, गाळ सुकवण्यापूर्वी आणि नंतर गाळाच्या वैशिष्ट्यांचा अनेक कोनातून पद्धतशीरपणे अभ्यास करणे आवश्यक आहे.

या पेपरमध्ये, सुकण्यापूर्वी आणि नंतर निर्जलित गाळाची वैशिष्ट्ये मूलभूत विश्लेषण, सूक्ष्मरूपशास्त्र, मूलभूत रचना आणि उष्मांक मूल्य या पैलूंवरून अभ्यासण्यात आली होती, ज्यामुळे गाळ सुकवण्याच्या आणि जाळण्याच्या अंमलबजावणीसाठी मूलभूत डेटा प्रदान झाला.

प्रायोगिक उपकरणे

महानगरपालिका गाळ काढून टाकणे पातळ फिल्म ड्रायर वापरून वाळवले जाते आणि पातळ थर ड्रायरची रचना आकृती आकृतीमध्ये दाखवली आहे. पातळ फिल्म ड्रायिंग मशीन शेल, रोटर आणि ड्रायव्हिंग डिव्हाइसने बनलेली असते. रोटर शेल जॅकेटच्या आतील भिंतीवर डिहायड्रेटेड गाळ एका पातळ थरात पसरवतो आणि जॅकेटमधील उच्च तापमानाच्या वाफेने किंवा उष्णता वाहक तेलाने गाळ सुकवतो.

गाळ सुकण्यापूर्वी आणि नंतर मूलभूत विश्लेषण आणि तुलना

सुमारे ८०% आर्द्रता असलेल्या निर्जलित गाळ सुकविण्यासाठी १६०℃ आणि ०.६Mpa चे जास्त गरम झालेले स्टीम पातळ फिल्म ड्रायरमध्ये पाठवले गेले आणि ३०% पेक्षा कमी आर्द्रता असलेल्या गाळाचे सुकवले. वाळवण्यापूर्वी आणि नंतर गाळाचे अनेक वेळा नमुने घेतले गेले आणि विश्लेषण केले गेले. निकालांवरून असे दिसून आले की गाळ सुकल्यानंतर गाळातील अस्थिरता कमी झाली आणि वाळवण्याच्या बेसमधील अस्थिरता ४.५३%~८.६६% ने कमी झाली. त्याच वेळी, गाळातील राखेचे प्रमाण वाढले आणि वाळवण्याच्या बेसचे उच्च उष्मांक मूल्य ०.३३५~१.१५MJ/kg ने कमी झाले. हे प्रामुख्याने कारण आहे की थर्मल ड्रायिंग प्रक्रियेत, गाळातील अस्थिर सेंद्रिय संयुगे आणि काही बारीक गाळाचे कण वाळवण्याच्या पाण्याच्या वाफेसह वाळवणारा टेल गॅस बनतात आणि त्यानंतरच्या टेल गॅस ट्रीटमेंट विभागात प्रवेश करतात.

सुकण्यापूर्वी आणि नंतर गाळाची सूक्ष्म रचना तुलना

खालील आकृती गाळ सुकण्यापूर्वी आणि नंतरची सूक्ष्म रचना दर्शवते. आकृतीवरून दिसून येते की, वाळण्यापूर्वी गाळाची रचना तुलनेने सैल असते आणि मोठ्या संख्येने बाह्य पेशीय पॉलिमर कोलॉइडच्या बाहेर गुंडाळले जातात आणि एकत्र केले जातात, ज्यामुळे एक स्पष्ट एकत्रित रचना तयार होते. अशा प्रकारे, गाळातील बांधलेले पाणी, अंतरालीय पाणी आणि पेशीय पाणी गाळाच्या फ्लोकमध्ये गुंडाळले जाते, ज्यामुळे भौतिक आणि रासायनिक क्रियांद्वारे ते अधिक निर्जलीकरण करणे कठीण होते. सुकल्यानंतर गाळाच्या तुलनेत, सुकण्यापूर्वी गाळाची सच्छिद्रता जास्त असते, विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ मोठे असते, मजबूत संकुचितता असते आणि गाळाचा फ्लोक कमी यांत्रिक शक्ती लागू करून किंवा उष्णता प्रदान करून नष्ट केला जाऊ शकतो. गाळातील पाण्याचे बाष्पीभवन झाल्यामुळे, गाळाच्या फ्लोकची रचना हळूहळू कोसळते, घट्ट पृष्ठभागाच्या संरचनेसह एकत्रित रचना तयार होते आणि उजवीकडील आकृतीमध्ये हळूहळू पोकळी आकुंचन पावतात. तथापि, गाळाच्या शून्यतेचे प्रमाण कमी झाल्यामुळे पाण्याचे बाष्पीभवन कार्यक्षमता देखील कमी होईल.

सुकण्यापूर्वी आणि नंतर गाळाची रचना तुलना

आकृती गाळ सुकवण्यापूर्वी आणि नंतर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रल स्कॅनिंग विश्लेषणाचे निकाल दर्शवते. गाळ सुकवणाऱ्या गटाचे प्रतिनिधी कार्यात्मक गट प्रामुख्याने मुक्त H2O, -OH, -CH2, -CH3, सुगंधी रिंग, C=C, CO, हॅलोजनेटेड हायड्रोकार्बन इत्यादी आहेत. हे दर्शवते की गाळात सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण जास्त आहे आणि सेंद्रिय पदार्थांचे प्रकार प्रथिने, लिपिड, स्टार्च आणि सेल्युलोज असू शकतात. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रथिने प्रमाण 60% पेक्षा जास्त आहे, लिपिड सुमारे 20% आहे, स्टार्च आणि सेल्युलोज सुमारे 15% आहे, या सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनामुळे NH3, H2S आणि VOC आणि इतर गंध वायू तयार होतील.

EPS हा प्रथिने, पॉलिसेकेराइड आणि थोड्या प्रमाणात लिपिड्स, न्यूक्लिक अॅसिड आणि ह्यूमसपासून बनलेला एक उच्च पॉलिमर आहे. EPS वैशिष्ट्यपूर्ण संयुगे शोधल्याने गाळात मोठ्या प्रमाणात EPS असल्याचे दिसून येते. गाळाचा एक महत्त्वाचा सेंद्रिय घटक म्हणून, EPS सामग्री गाळ वैशिष्ट्यपूर्ण कार्यात्मक गटांची इन्फ्रारेड शोषण तीव्रता निश्चित करते. सुकण्यापूर्वी आणि नंतर गाळाच्या इन्फ्रारेड स्पेक्ट्राची तुलना करून आणि विश्लेषण प्रक्रियेदरम्यान गाळातील अशुद्धतेचा सूक्ष्म हस्तक्षेप वगळून, हे दिसून येते की सुकण्यापूर्वी गाळाची इन्फ्रारेड शोषण तीव्रता सुकल्यानंतर गाळाच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. सुकण्यापूर्वी गाळाच्या तुलनेत, सुकल्यानंतर गाळाच्या स्पेक्ट्राने असे दर्शविले की खांद्याचे शिखर १६५४ आणि १५४३cm-१ (C=C), २९२४cm-१ (CH) आणि १०७६cm-१ (CO) वर होते, जे गाळ सुकवण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान प्रथिनेसारख्या पदार्थांचे विघटन दर्शवते. हे गाळ सुकवल्यानंतर सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण आणि अस्थिर पदार्थांचे प्रमाण कमी होण्याचे देखील स्पष्ट करते.

गाळ सुकण्यापूर्वी आणि नंतर आर्द्रता, सेंद्रिय पदार्थ आणि उष्मांक मूल्याची तुलना

गाळातील सेंद्रिय पदार्थ हे गाळाच्या उष्मांक मूल्याचे मुख्य प्रदाता आहे, तर गाळातील आर्द्रतेचा देखील उष्मांक मूल्यावर मोठा प्रभाव पडतो. गाळातील उच्च आर्द्रतेचे प्रमाण कमी कमी उष्मांक मूल्याचे असते, जे गाळ जाळण्यावर अपरिहार्यपणे परिणाम करेल. शिवाय, गाळ सुकवण्याच्या प्रक्रियेत प्रणालीगत ऊर्जेचा वापर प्रामुख्याने गाळातील पाण्याचे बाष्पीभवन करण्यासाठी केला जातो.

गाळ सुकल्यानंतर त्यातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण थोडे कमी झाले आणि कोरड्या तळाचे संबंधित उच्च उष्मांक मूल्य देखील थोडे कमी झाले. गाळातील ओलावा सामग्री आणि कॅलरी-मूल्य यांच्यातील सहसंबंध आणि गाळातील सेंद्रिय पदार्थ आणि कॅलरी-मूल्य यांच्यातील सहसंबंध अनुक्रमे अभ्यासण्यात आला आणि चलांमधील सहसंबंध गुणांक रेषीय प्रतिगमन द्वारे प्राप्त करण्यात आला आणि सहसंबंध विश्लेषण केले गेले.

कोरड्या गाळातील आर्द्रता आणि त्याच्या कमी उष्मांक मूल्यामध्ये नकारात्मक सहसंबंध आहे, जो आर्द्रता वाढल्याने कमी होतो. तथापि, कोरड्या गाळातील आर्द्रता आणि कमी उष्मांक मूल्य यांच्यातील सहसंबंध गुणांक 0.882 आहे आणि F चाचणीचे P मूल्य 95% आत्मविश्वासापेक्षा 0.061 आहे. F-चाचणी P मूल्य 0.05 पेक्षा जास्त असल्याने, कोरड्या गाळातील आर्द्रता कमी उष्मांक मूल्याशी लक्षणीय रेषीय सहसंबंध दर्शवत नाही.

कच्च्या गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण आणि कोरड्या बेसचे उच्च कॅलरी-मूल्य यांच्यातील सहसंबंध गुणांक 0.997 होता आणि F चाचणीचे P मूल्य 95% च्या आत्मविश्वास पातळीच्या खाली 0.0033 होते. F चाचणी P मूल्य 0.05 पेक्षा कमी आहे, म्हणून कच्च्या गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण त्याच्या कोरड्या बेसच्या उच्च कॅलरी-मूल्यशी महत्त्वपूर्ण सहसंबंध आहे.

कोरड्या गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण कोरड्या बेसच्या उच्च उष्मांक मूल्याशी सकारात्मकरित्या संबंधित होते आणि सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण वाढल्याने कोरड्या बेसचे उच्च उष्मांक मूल्य वाढले. शिवाय, कोरड्या गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण आणि कोरड्या सब्सट्रेटचे उच्च उष्मांक मूल्य यांच्यातील सहसंबंध गुणांक 0.973 होता आणि F चाचणीचे P मूल्य 95% च्या आत्मविश्वास पातळीपेक्षा 0.014 होते. F-चाचणी p-मूल्य 0.05 पेक्षा कमी असल्याने, कोरड्या गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण आणि कोरड्या बेसचे उच्च उष्मांक-मूल्य यांच्यात महत्त्वपूर्ण सहसंबंध असल्याचे दिसून येते.

वरील विश्लेषणावरून, असे दिसून येते की गाळाचे उष्मांक मूल्य आर्द्रता आणि सेंद्रिय पदार्थांच्या प्रमाणाशी जवळून संबंधित आहे आणि गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण आणि गाळाच्या कोरड्या बेसच्या उष्मांक मूल्यामध्ये एक महत्त्वपूर्ण सकारात्मक संबंध आहे. हे देखील दर्शविते की जर सांडपाणी प्रक्रिया संयंत्रातून गाळाचे कंडिशनिंग आणि निर्जलीकरण करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात अजैविक पदार्थांचा वापर केला गेला, जरी तो निर्जलीकरणाचा महत्त्वपूर्ण परिणाम बजावू शकतो, परंतु मोठ्या प्रमाणात अजैविक पदार्थांचा परिचय केवळ गाळ सुकवण्याच्या प्रक्रियेच्या सिस्टम लोडमध्ये सुधारणा करणार नाही तर गाळातील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण देखील लक्षणीयरीत्या कमी करेल, ज्यामुळे त्यानंतरच्या गाळ सुकवण्या आणि जाळण्यावर प्रतिकूल परिणाम होतील.

निष्कर्ष

या पेपरमध्ये, शांघायच्या किंगपू जिल्ह्यातील निर्जलित गाळाचा कच्चा माल म्हणून वापर करून सुकण्यापूर्वी आणि नंतर निर्जलित गाळाच्या वैशिष्ट्यांचे विश्लेषण केले गेले.

(१) सुकण्याच्या प्रगतीसह, गाळाची पृष्ठभागाची रचना हळूहळू जवळ येते, अंतर हळूहळू कमी होते आणि सुकवण्याची कार्यक्षमता हळूहळू कमी होते.

(२) गाळ सुकवण्याच्या प्रक्रियेत थोड्या प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन होईल, ज्यामुळे गाळ सुकल्यानंतर त्यातील सेंद्रिय पदार्थ आणि अस्थिर पदार्थांचे प्रमाण थोडे कमी होईल.

(३) गाळाचे कमी उष्मांक मूल्य त्याच्या आर्द्रतेशी नकारात्मकरित्या संबंधित आहे, परंतु कोणताही स्पष्ट रेषीय संबंध नाही; गाळाचे उच्च उष्मांक मूल्य आणि त्याच्या सेंद्रिय पदार्थांच्या सामग्रीमध्ये एक सकारात्मक रेषीय सहसंबंध होता. म्हणून, गाळाचे उष्मांक मूल्य सुनिश्चित करण्यासाठी गाळातील आर्द्रता कमी करणे आणि गाळातील सेंद्रिय पदार्थांच्या सामग्रीचे नुकसान कमी करणे आवश्यक आहे.