污泥微波連續(xù)型調(diào)理裝置的研制與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、污泥的產(chǎn)量逐年增加，因含有重金屬、病毒和有機(jī)污染物，污泥逐漸成為一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。在污泥資源化處理的過程中，高含水率是影響污泥后續(xù)處理的一個(gè)關(guān)鍵因素，因此污泥的深度脫水對(duì)污泥的處理與處置非常重要。微波技術(shù)應(yīng)用于污泥調(diào)理是一項(xiàng)能夠有效實(shí)現(xiàn)污泥深度脫水的方法。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中污泥是連續(xù)產(chǎn)生的，因此對(duì)污泥微波連續(xù)調(diào)理裝置的研制與實(shí)驗(yàn)研究是必要的。
　　研究中首先對(duì)微波技術(shù)在污泥調(diào)理領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了大量的調(diào)研，設(shè)計(jì)了第一代污泥微波

2、連續(xù)型調(diào)理裝置。然后根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)和初步設(shè)計(jì)改造了實(shí)驗(yàn)室原有的設(shè)備，應(yīng)用高頻電磁仿真軟件(HFSS)對(duì)諧振腔進(jìn)行仿真模擬，分析電場分布情況，設(shè)計(jì)了圓柱形流道與螺旋形流道，搭建了第二代污泥微波連續(xù)型調(diào)理實(shí)驗(yàn)裝置。在不同條件下分別進(jìn)行間歇型與連續(xù)型實(shí)驗(yàn)，測定污泥沉降比(SV)、污泥的粒徑、毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)與含水率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及模擬仿真結(jié)果設(shè)計(jì)了第三代污泥微波連續(xù)型調(diào)理裝置并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在污泥調(diào)理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上還進(jìn)行了不同微波條件下的厭

3、氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，研究微波對(duì)污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率的影響。
　　模擬結(jié)果表明，應(yīng)用螺旋形流道吸收微波能量比圓柱形流道吸收多了57.93％，諧振腔內(nèi)電場分布更均勻，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的均勻作用。污泥調(diào)理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微波能夠促進(jìn)污泥脫水特性提高。應(yīng)用第二代連續(xù)型調(diào)理裝置在低微波功率300～500W的條件下，間歇型實(shí)驗(yàn)中污泥含水率低，在功率為300W作用時(shí)間為60s的條件下含水率最低值為77.29％;在高功率600～700W的條件下，在相同條件下間

4、歇型與連續(xù)型調(diào)理含水率相差不大，但是污泥的粒徑偏小。應(yīng)用第三代微波調(diào)理裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，微波功率為400W時(shí)厭氧污泥CST最低值為9.2s，好氧與厭氧污泥的最低含水率分別為83.28％和77.10％。微波功率為500W時(shí)，好氧與厭氧污泥CST值最低為12.9s和10.9s，含水率最低為87.18％和79.72％，粒徑都隨溫度的升高而降低。污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微波能夠有效提升污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫能力，產(chǎn)氣率可達(dá)7.967％。