通過微波技術干燥污泥制備污泥燃料炭的研究.pdf

1、近年來,城市污水處理廠的數量和規(guī)模迅速增長,隨之產生了大量的剩余污泥,污水污泥的有效處理處置問題越來越受廣泛地關注。污水污泥的資源化利用被認為是減少污泥量最跟本的出路。在本文中,探討了通過微波干燥技術將污泥制成污泥燃料炭的可行性研究。脫水污泥樣來源于煙臺市辛安河污水處理廠。本文分析了微波輻射時間、微波輸入功率和微波輻射強度(污泥重量)對干燥過程效率的影響,以及脫水污泥中的細胞結構形態(tài)在微波輻射下的變化,還進行了微波能耗對污泥焦炭熱值升高

2、(ΔNCV)的影響實驗研究。最后,在污泥焦炭中加入不同配比的煤粉或木屑來獲得能滿足熱值超過12500J/g的經濟性污泥燃料炭。得到的結論主要有以下幾點:
　?、傥鬯畯S脫水污泥的基本性質分析為揮發(fā)份54.10％,灰分34.92%,含水率72.70%,含水率65.37%(離心后),表明污泥樣具有典型的高含水率、高揮發(fā)份、高灰分和脫水性能差的特點。
　?、谖⒉ǜ稍锛夹g能夠有效地實現脫水污泥減量化、脫水干化和無害化處置目的。與常規(guī)熱

3、干燥相比,微波干燥能夠更快速經濟、高效節(jié)能的處理污泥。微波輻射時間越長、微波輸入功率越高、脫水污泥重量越少、污泥含水率越低,微波干燥脫水污泥的效果越好?？梢詫⑽勰嗟淖罱K含水率降至10%左右。
　?、垭S著微波輻射時間的延長,脫水污泥內的細胞結構逐漸發(fā)生形態(tài)變化,依次出現皺襞、細胞壁破裂、細胞輕微聚合、破碎的細胞形成緊密的聚合現象。在800W微波功率下分別輻射100.0g脫水污泥30秒、60秒、90秒、120秒,且在90秒后,大部分細

4、胞壁破裂,細胞的結構形態(tài)嚴重變化,故污泥的脫水性能明顯得到改善。
　　④微波干燥污泥過程中伴隨加熱溫度的變化分為預熱加速干燥、勻速干燥和降速干燥3個不同的階段。實際上,雖然每個干燥階段所需要的時間不同,但綜合不同條件下的微波干燥脫水污泥速度發(fā)現,最終都是與單位質量脫水污泥的平均能耗相關,這3個階段的大概分界點為能耗值為1.0±0.2KJ/g和3.0±0.2KJ/g兩處。
　?、菰?00W微波輸入功率下微波干燥100.0g脫水

5、污泥,干化污泥的NCV隨其含水率η降低而逐漸升高,得到線性關系式:J/g112801.115NCV。
　　⑥單位質量污泥所受微波輻射強度越強,干燥效率越好,本實驗中的最佳條件為800W輸入功率下干燥100.0g的脫水污泥。為了使微波能量的利用率達到最大和避免污泥焦炭因揮發(fā)性物質散失帶來的NCV損失,在干化污泥含水含率低于18%時停止微波干燥,在總能耗為2.92 KJ/g左右時ΔNCV達到峰值,微波生產污泥焦炭的最佳能量利用效率是在

6、能耗值為2.90-2.95 KJ/g的范圍內。在800W條件下干燥100.0g脫水污泥大約6分10秒制備出污泥焦炭,此時污泥焦炭的含水率η為18.66%,能耗為2.96KJ/g,NCV為9100J/g。
　?、邌为毜奈勰嘟固孔畲驨CV值為10000J/g,并不能滿足燃料燃燒標準12500J/g,需要最少加入14.66%的煤粉或51.90%的木屑作為添加劑才能制成NCV′≥12500J/g的污泥燃料炭,兩種添加劑的費用分別為137.