Studju dwar il-karatteristiċi tat-tnixxif tal-ħama muniċipali

Nieħdu l- ħama tat-tneħħija tal-ilmatal-Muniċipali tad-Distrett ta' Qingpu Trattament tad-Drenaġġ Impjant bħala materja prima, dan id-dokument jistudja d-differenzi fil-karatteristiċi tal-ħama qabel u wara t-tnixxif mill-aspetti tal-analiżi industrijali, il-mikromorfoloġija, il-kompożizzjoni bażika u l-valur kalorifiku, u jipprovdi dejta bażika għar-realizzazzjoni tat-tnixxif u l-inċinerazzjoni tal-ħama.

Il-ħama hija prodott sekondarju ta' proċess ta' trattament tad-drenaġġ, b'kontenut għoli ta' ilma (ġeneralment madwar 98%), volum kbir, diffiċli biex tarmi l-karatteristiċi, u l-kompożizzjoni tal-ħama hija kumplessa, li fiha numru kbir ta' sustanzi organiċi, metalli tqal, melħ, sustanzi diffiċli biex jiddegradaw u mikro-organiżmi patoġeniċi, bajd parassitiku u oħrajn. Bl-approfondiment tat-trattament tad-drenaġġ, it-trattament u r-rimi raġonevoli tal-ħama qed isiru dejjem aktar importanti, u l-ħama mhux trattata hija theddida kbira għall-ambjent.

Skont id-dejta tal-Istitut tar-Riċerka E20, aktar minn nofs il-ħama ġġenerata mill-impjanti tat-trattament tad-drenaġġ tiġi ttrattata u mormija f'miżbla sanitarja, u aktar minn 18% tal-ħama tintilef. Aktar minn 50% tal-kontenut tal-ilma ta' 80% tal-ħama mneħħija mill-ilma tintrema bil-metodu sempliċi ta' landfill. Dan il-metodu ta' rimi mhux biss għandu tniġġis sekondarju ambjentali serju, iżda jokkupa wkoll erja kbira, u ma jkun hemm l-ebda art biex tindifen fit-tul. Il-proposta ta' Trattament tal-Ħama u r-rekwiżiti tar-rimi fil-"Water Ten" u t-"13-il Pjan ta' Ħames Snin" ippromwovew it-tkabbir tas-suq tat-trattament u r-rimi tal-ħama taħt il-kundizzjoni ta' politiki favorevoli, u t-teknoloġija u t-tagħmir tat-trattament relatati żviluppaw ukoll b'rata mgħaġġla.

"L-aħjar linji gwida tekniċi fattibbli għat-trattament u r-rimi tal-ĦAMA fl-impjant tat-trattament tad-drenaġġ" temmen li t-tnixxif u l-inċinerazzjoni tal-ħama hija d-direzzjoni rrakkomandata minn pajjiżna fil-futur. Sabiex jitwettaq it-tnixxif u l-inċinerazzjoni tal-ħama b'effiċjenza għolja u konsum baxx ta' enerġija, huwa meħtieġ li jiġu studjati sistematikament il-karatteristiċi tal-ħama qabel u wara t-tnixxif minn diversi angoli.

F'dan id-dokument, il-karatteristiċi tal-ħama deidratata qabel u wara t-tnixxif ġew studjati mill-aspetti tal-analiżi bażika, il-mikromorfoloġija, il-kompożizzjoni bażika u l-valur kalorifiku, li pprovdew dejta bażika għar-realizzazzjoni tat-tnixxif u l-inċinerazzjoni tal-ħama.

Tagħmir sperimentali

Il-muniċipali ħama tat-tneħħija tal-ilma jitnixxef bl-użu ta' dryer b'film irqiq, u d-dijagramma tal-istruttura tad-dryer b'saff irqiq hija murija fil-Figura. Il-magna tat-tnixxif b'film irqiq hija magħmula minn qoxra, rotor u apparat tas-sewqan. Ir-rotor ixerred il-ħama dedeidratata f'saff irqiq fuq il-ħajt ta' ġewwa tal-ġakketta tal-qoxra, u jnixxef il-ħama permezz tal-fwar f'temperatura għolja jew żejt tal-konduzzjoni tas-sħana fil-ġakketta.

Analiżi bażika u paragun qabel u wara t-tnixxif tal-ħama

Il-fwar imsaħħan iżżejjed ta' 160℃ u 0.6Mpa għadda fit-tnixxif tal-film irqiq biex jinxef il-ħama mneħħija mill-ilma b'kontenut ta' umdità ta' madwar 80% għal kontenut ta' umdità ta' inqas minn 30%. Il-ħama qabel u wara t-tnixxif ġiet ikkampjunata u analizzata bosta drabi. Ir-riżultati wrew li l-kontenut volatili tal-ħama tnaqqas wara t-tnixxif, u l-kontenut volatili tal-bażi tat-tnixxif tnaqqas b'4.53% ~ 8.66%. Fl-istess ħin, il-kontenut ta' rmied tal-ħama żdied, u l-valur kaloriku għoli tal-bażi tat-tnixxif naqas b'0.335 ~ 1.15MJ/kg. Dan huwa prinċipalment minħabba li fil-proċess tat-tnixxif termali, komposti organiċi volatili fil-ħama u xi partiċelli fini tal-ħama jsiru l-gass tad-denb tat-tnixxif flimkien mal-fwar tal-ilma tat-tnixxif u jidħlu fit-taqsima sussegwenti tat-trattament tal-gass tad-denb.

Paragun tal-mikrostruttura tal-ħama qabel u wara t-tnixxif

Il-figura li ġejja turi l-mikrostruttura tal-ħama qabel u wara t-tnixxif. Kif jidher mill-figura, l-istruttura tal-ħama qabel it-tnixxif hija relattivament maħlula, u numru kbir ta' polimeri extraċellulari huma mgeżwra u miġbura barra l-kollojde, u jiffurmaw struttura aggregata ovvja. B'dan il-mod, l-ilma marbut, l-ilma interstizjali u l-ilma intraċellulari fil-ħama huma mgeżwra fil-flok tal-ħama, sabiex ikun diffiċli li tiddeidrata aktar permezz ta' azzjonijiet fiżiċi u kimiċi. Meta mqabbel mal-ħama wara t-tnixxif, il-ħama qabel it-tnixxif għandha porożità ogħla, erja tal-wiċċ speċifika akbar, kompressibilità qawwija, u l-flok tal-ħama jista' jinqered billi tiġi applikata forza mekkanika aktar baxxa jew billi tiġi pprovduta sħana. Bl-evaporazzjoni tal-ilma fil-ħama, l-istruttura tal-flok tal-ħama tiġġarraf gradwalment, u tifforma struttura aggregata bi struttura tal-wiċċ stretta u tiċkien gradwalment il-vojt fil-figura fuq il-lemin. Madankollu, l-effiċjenza tal-evaporazzjoni tal-ilma tonqos ukoll bit-tnaqqis tal-proporzjon tal-vojt tal-ħama.

Paragun tal-kompożizzjoni tal-ħama qabel u wara t-tnixxif

Il-figura turi r-riżultati tal-analiżi tal-iskannjar spettrali infra-aħmar qabel u wara t-tnixxif tal-ħama. Il-gruppi funzjonali rappreżentattivi tal-grupp niexef tal-ħama huma prinċipalment H2O ħieles, -OH, -CH2, -CH3, ċirku aromatiku, C=C, CO, idrokarburi aloġenati, eċċ. Dan jindika li l-kontenut ta' materja organika fil-ħama huwa għoli, u t-tipi ta' materja organika jistgħu jkunu proteini, lipidi, lamtu u ċelluloża. Studji wrew li l-kontenut ta' proteini fil-materja organika tal-ħama huwa aktar minn 60%, il-lipidi huwa madwar 20%, il-lamtu u ċ-ċelluloża huma madwar 15%, id-dekompożizzjoni ta' din il-materja organika tipproduċi NH3, H2S u VOCs u gassijiet oħra ta' riħa.

L-EPS huwa polimeru għoli magħmul minn proteina, polisakkaridi u ammont żgħir ta' lipidi, aċidu nuklejku u ħumus. L-iskoperta ta' komposti karatteristiċi tal-EPS tindika l-eżistenza ta' ammont kbir ta' EPS fil-ħama. Bħala komponent organiku importanti tal-ħama, il-kontenut tal-EPS jiddetermina l-intensità tal-assorbiment infra-aħmar tal-gruppi funzjonali karatteristiċi tal-ħama. Billi jitqabblu l-ispettri infra-aħmar tal-ħama qabel u wara t-tnixxif u jiġu esklużi l-interferenza sottili tal-impuritajiet fil-ħama matul il-proċess tal-analiżi, jista' jidher li l-intensità tal-assorbiment infra-aħmar tal-ħama qabel it-tnixxif hija sinifikament ogħla minn dik tal-ħama wara t-tnixxif. Meta mqabbel mal-ħama qabel it-tnixxif, l-ispettri tal-ħama wara t-tnixxif urew li l-qċaċet tal-ispalla f'1654 u 1543cm-1 (C=C), 2924cm-1 (CH) u 1076cm-1 (CO) kienu iżgħar, li indika d-dekompożizzjoni ta' sustanzi simili għall-proteini matul il-proċess tat-tnixxif tal-ħama. Dan jispjega wkoll it-tnaqqis fil-kontenut ta' materja organika u l-kontenut ta' materja volatili wara t-tnixxif tal-ħama.

Paragun tal-kontenut ta' umdità, materja organika u valur kalorifiku tal-ħama qabel u wara t-tnixxif

Il-materja organika fil-ħama hija l-fornitur ewlieni tal-valur kaloriku tal-ħama, filwaqt li l-kontenut ta' umdità tal-ħama għandu wkoll influwenza kbira fuq il-valur kaloriku. Il-kontenut għoli ta' umdità tal-ħama għandu valur kalorifiku baxx, li inevitabbilment jaffettwa l-inċinerazzjoni tal-ħama. Barra minn hekk, il-konsum tal-enerġija tas-sistema fil-proċess tat-tnixxif tal-ħama jintuża prinċipalment biex jevapora l-ilma fil-ħama.

Il-kontenut ta' materja organika tal-ħama wara t-tnixxif naqas xi ftit, u l-valur għoli ta' kalorija korrispondenti tal-bażi niexfa naqas ukoll xi ftit. Il-korrelazzjoni bejn il-kontenut ta' umdità tal-ħama u l-valur kaloriku, u l-korrelazzjoni bejn il-materja organika tal-ħama u l-valur kaloriku ġew studjati rispettivament, u l-koeffiċjent ta' korrelazzjoni bejn il-varjabbli nkiseb permezz ta' rigressjoni lineari, u twettqet l-analiżi tal-korrelazzjoni.

Hemm korrelazzjoni negattiva bejn il-kontenut ta' umdità tal-ħama niexfa u l-valur kalorifiku baxx tagħha, li jonqos biż-żieda tal-kontenut ta' umdità. Madankollu, il-koeffiċjent ta' korrelazzjoni bejn il-kontenut ta' umdità tal-ħama niexfa u l-valur kalorifiku baxx huwa 0.882, u l-valur P tat-test F huwa 0.061 taħt kunfidenza ta' 95%. Peress li l-valur P tat-test F huwa akbar minn 0.05, il-kontenut ta' umdità tal-ħama niexfa ma jurix korrelazzjoni lineari sinifikanti mal-valur kalorifiku baxx.

Il-koeffiċjent ta' korrelazzjoni bejn il-kontenut ta' materja organika tal-ħama mhux ipproċessata u l-valur għoli ta' kaloriji tal-bażi niexfa kien ta' 0.997, u l-valur P tat-test F kien ta' 0.0033 taħt il-livell ta' kunfidenza ta' 95%. Il-valur P tat-test F huwa inqas minn 0.05, għalhekk il-kontenut ta' materja organika tal-ħama mhux ipproċessata għandu korrelazzjoni sinifikanti mal-valur għoli ta' kaloriji tal-bażi niexfa tagħha.

Il-kontenut ta' materja organika tal-ħama niexfa kien korrelatat b'mod pożittiv mal-valur kalorifiku għoli tal-bażi niexfa, u l-valur kalorifiku għoli tal-bażi niexfa żdied biż-żieda tal-kontenut ta' materja organika. Barra minn hekk, il-koeffiċjent ta' korrelazzjoni bejn il-kontenut ta' materja organika tal-ħama niexfa u l-valur kalorifiku għoli tas-sottostrat niexef kien ta' 0.973, u l-valur P tat-test F kien ta' 0.014 taħt il-livell ta' kunfidenza ta' 95%. Peress li l-valur p tat-test F huwa inqas minn 0.05, jidher li hemm korrelazzjoni sinifikanti bejn il-kontenut ta' materja organika tal-ħama niexfa u l-valur kalorifiku għoli tal-bażi niexfa.

Mill-analiżi ta' hawn fuq, jidher li l-valur kaloriku tal-ħama huwa relatat mill-qrib mal-kontenut ta' umdità u l-kontenut ta' materja organika, u hemm korrelazzjoni pożittiva sinifikanti bejn il-kontenut ta' materja organika tal-ħama u l-valur kaloriku tal-bażi niexfa tal-ħama. Dan juri wkoll li jekk jintuża numru kbir ta' addittivi inorganiċi għall-kondizzjonament u d-deidrazzjoni tal-ħama mill-impjant tat-trattament tad-drenaġġ, għalkemm jista' jkollu effett sinifikanti ta' deidrazzjoni, l-introduzzjoni ta' numru kbir ta' sustanzi inorganiċi mhux biss ittejjeb it-tagħbija tas-sistema tal-proċess tat-tnixxif tal-ħama, iżda wkoll tnaqqas b'mod sinifikanti l-kontenut ta' materja organika tal-ħama, li jikkawża effetti negattivi fuq it-tnixxif u l-inċinerazzjoni sussegwenti tal-ħama.

Konklużjoni

F'dan id-dokument, il-karatteristiċi tal-ħama deidratata qabel u wara t-tnixxif ġew analizzati bl-użu tal-ħama deidratata mid-Distrett ta' Qingpu ta' Shanghai bħala materja prima.

(1) Bil-progress tat-tnixxif, l-istruttura tal-wiċċ tal-ħama tingħalaq gradwalment, id-distakk jitnaqqas gradwalment, u l-effiċjenza tat-tnixxif titnaqqas gradwalment.

(2) Il-proċess tat-tnixxif tal-ħama se jseħħ ammont żgħir ta' dekompożizzjoni ta' materja organika, sabiex il-kontenut ta' materja organika u materja volatili tal-ħama wara t-tnixxif jitnaqqas xi ftit.

(3) Il-valur kaloriku baxx tal-ħama huwa korrelat b'mod negattiv mal-kontenut ta' umdità tiegħu, iżda m'hemm l-ebda relazzjoni lineari ovvja; Kien hemm korrelazzjoni lineari pożittiva bejn il-valur kaloriku għoli tal-ħama u l-kontenut ta' materja organika tiegħu. Għalhekk, huwa meħtieġ li jitnaqqas il-kontenut ta' umdità tal-ħama u jitnaqqas it-telf tal-kontenut ta' materja organika fil-ħama biex jiġi żgurat il-valur kaloriku tal-ħama.