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2013-12-05 16:55 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
研究表明,經(jīng)傳統(tǒng)的濃縮和脫水工藝處理之后的污泥的含水率不可能達(dá)到60%以下如果要達(dá)到較為深度的脫水,就必須引進(jìn)各種污泥干燥技術(shù)。
3.1 熱干燥
目前,許多國(guó)家已在污泥處理中采用熱干燥技術(shù)。按照熱介質(zhì)是否與污泥相接觸,現(xiàn)行的污泥熱干燥技術(shù)可以分為三類(lèi):直接熱干燥技術(shù)、間接熱干燥技術(shù)和直接-間接聯(lián)合式干燥技術(shù)。
直接熱干燥技術(shù)又稱(chēng)對(duì)流熱干燥技術(shù)。對(duì)流熱干燥是通過(guò)熱空氣從污泥表面去除水分。干燥的效率取決于如下兩個(gè)因素:空氣運(yùn)行條件(穩(wěn)點(diǎn)、相對(duì)濕度、速度)和污泥的自身結(jié)構(gòu)及特征。在操作過(guò)程中,熱介質(zhì)(熱空氣、燃?xì)饣蛘羝龋┡c污泥直接接觸,熱介質(zhì)低速流過(guò)污泥層,在此過(guò)程中吸收污泥中的水分,處理后的干污泥需與熱介質(zhì)進(jìn)行分離。排出的廢氣一部分通過(guò)熱量回收系統(tǒng)回到原系統(tǒng)中再用,剩余的部分經(jīng)無(wú)害化后排放。此技術(shù)熱傳輸效率及蒸發(fā)速率較高,可使污泥的含固率從25%提高至85%~95%.但由于與污泥直接接觸,熱介質(zhì)將受到污染,排出的廢水和水蒸氣須經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理后才能排放;同時(shí),熱介質(zhì)與干污泥需加以分離,給操作和管理帶來(lái)一定的麻煩。閃蒸式干燥器(flashdryer)、轉(zhuǎn)筒式干燥器(rotarydryer)、帶式干燥器(beltdryer)、噴淋式干燥器(spraydryer)、螺環(huán)式干燥器(toroidaldryer)和多效蒸發(fā)器(multiple effect vaporattion)等都屬直接熱干燥裝置類(lèi)型。
在間接熱干燥技術(shù)中,熱介質(zhì)并不直接與污泥相觸,而是通過(guò)熱交換器將熱傳遞給濕污泥,使污泥中的水分得以蒸發(fā),因而熱介質(zhì)不僅僅限于氣體,也可用熱油等液體,同時(shí)熱介質(zhì)也不會(huì)受到污泥的污染,省卻了后續(xù)的熱介質(zhì)與干污泥分離的過(guò)程。過(guò)程中蒸發(fā)的水分到冷凝器中加以冷凝。熱介質(zhì)的一部分回到原系統(tǒng)中再用,以節(jié)約能源。由于間接傳熱,該技術(shù)的熱傳輸效率及蒸發(fā)速率均不如直接熱干燥技術(shù),這種技術(shù)的操作設(shè)備有薄膜熱干燥器,圓盤(pán)式熱干燥器等。
直接-間接聯(lián)合式干燥系統(tǒng)則是對(duì)流-傳導(dǎo)技術(shù)的整合,如Vomm設(shè)計(jì)的高速薄膜干燥器,Sulzer開(kāi)發(fā)的新型流化床干燥器以及Envirex推出的帶式干燥器就屬于這種類(lèi)型。在所有提及的這些干燥器中,閃蒸式干燥器是目前應(yīng)用最廣的一種。
胡龍等對(duì)以機(jī)械脫水+熱干燥為主線(xiàn)的處理技術(shù)系統(tǒng)和以預(yù)干燥+焚燒工藝處理污泥的綜合熱干燥系統(tǒng)進(jìn)行了研究,并得出…具有可行性。馬德剛等進(jìn)行了電場(chǎng)協(xié)同作用下污泥熱干燥的試驗(yàn),結(jié)果表明,有電場(chǎng)時(shí)污泥的粘壁強(qiáng)度可降低到無(wú)電場(chǎng)時(shí)的1/16,且當(dāng)污泥含水率大于50%時(shí)其干燥速度較傳統(tǒng)方法有明顯的提高。
3.2 利用太陽(yáng)能干燥
目前,采用自然重力和機(jī)械脫水處理是我國(guó)污泥脫水處理的兩種主要方式。與這兩種方式相比,太陽(yáng)能干燥技術(shù)則具有節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能干燥污泥在國(guó)外有報(bào)道。在國(guó)內(nèi),天津大學(xué)和天津市紀(jì)莊子污水處理廠(chǎng)聯(lián)合進(jìn)行了利用太陽(yáng)能干燥技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行脫水試驗(yàn),以期為進(jìn)一步降低污泥脫水的運(yùn)行費(fèi)用以及節(jié)約能源找到新的方法。
鄭宗和等通過(guò)試驗(yàn)證明利用太陽(yáng)能污泥干燥技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理是一項(xiàng)可行的新技術(shù)。該技術(shù)使城市污水廠(chǎng)污泥脫水處理的進(jìn)一步節(jié)能成為可能。雷海燕等通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究探索了利用混合型太陽(yáng)能干燥器干燥污泥的可行性及污泥的干燥特性。
另外,利用太陽(yáng)光和簡(jiǎn)單的輔助設(shè)備直接對(duì)污泥進(jìn)行干燥具有節(jié)能和低成本的優(yōu)點(diǎn)。丘錦榮等通過(guò)對(duì)利用塑料棚和日光對(duì)污泥和有機(jī)廢棄物進(jìn)行干燥的試驗(yàn)研究,初步設(shè)計(jì)出了可以達(dá)到高溫低濕的塑料棚,達(dá)到快速干燥污泥及其他有機(jī)物的目的。
3.3 微波加熱干燥
微波技術(shù)由于其的熱絕緣特性,廣泛應(yīng)用于科技領(lǐng)域的各個(gè)方面,微波加熱也被認(rèn)為是高溫分解有機(jī)物(如生物體,煤等)的一種可選方法。與傳統(tǒng)的干燥方法相比,微波加熱干燥污泥可以節(jié)約大量的時(shí)間和能量。
Menlendez等研究表明,假如用微波處理單獨(dú)的污泥,那么污泥只是起到干燥的作用;要是微波處理的污泥中參入少量的合適的微波吸收體,那么干燥的溫度可以達(dá)到900 ℃,此時(shí)對(duì)污泥起到的是分解作用而不是干燥作用。
Idris等利用微波加熱對(duì)含硅污泥干燥,得出了溫度升高和持續(xù)干燥過(guò)程在理論和試驗(yàn)上的一致性,并得出在較短干燥時(shí)間里產(chǎn)生較高干燥效率的污泥質(zhì)量和熱量比。
3.4 其他污泥干燥技術(shù)
通過(guò)種植植物對(duì)污泥的干燥:根據(jù)植物的本身對(duì)水分的吸收和蒸騰的特性,通過(guò)在污泥上直接種植一些特種植物,如玉米、芋等,使污泥本身的理化性質(zhì)發(fā)生改變,從而提高其干燥性能。MOUSSA等在污泥上種植多種不同植物的試驗(yàn)表明,植物可以改進(jìn)污泥的干燥特性。LIU等在城市污泥上種植玉米等植物的試驗(yàn)表明,污泥的含水率從85%降低到60%左右。植物在干燥污泥的同時(shí)可以收獲植物產(chǎn)品和使污泥穩(wěn)定化。
超聲波技術(shù):超聲波脫水常見(jiàn)工藝為:城市污泥→重力沉降→超聲波處理→機(jī)械脫水。超聲波處理也可以看作是污泥機(jī)械脫水的預(yù)處理或者是污泥的調(diào)理。超聲波能有效的破壞菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu),將其內(nèi)部包含水被釋放成為可以比較容易的去除的自由水。張光明等較為全面的介紹了超聲波技術(shù)在污泥脫水干燥中的應(yīng)用。
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