PDF《南京林业大学 本科毕业设计（论文）》

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第二章? 实验方法与设备.11 2.1 污泥含水率测定

11 2.2?DME 污泥脱水试验.11 2.2.1 不同反应时间

14 2.2.2 不同液固比

14 2.3?DSC 实验.14 IV 2.3.1?DSC 的基本原理.14 2.3.2 试样的制备

15 2.3.3?DSC 实验条件.16 2.4? ? TGA 实验.16 2.4.1? 热重分析 TGA 的基本原理.16 2.4.2? 热重实验条件

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第三章? 实验结果分析.18 3.1 原污泥含水率

18 3.2 不同反应时间下的污泥脱水

18 3.3? 不同液固比下的污泥脱水

20 3.4?DSC? 实验结果

21 3.5? 热重分析实验结果

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第四章? 经济效益分析.27

第五章? 结论.28 致谢.29 参考文献.30

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第一章 绪论 1.1 引言 随着我国淡水资源缺乏和水污染日益加剧, 大量的污水处理厂在我国各大城 市相继建成,每座污水处理厂每天要排放数百乃至上万吨的剩余污泥,而污水处 理厂的全部运行费用中用于处理污泥的费用约占 20%~50%[1] ,因此,污泥处理 是污水处理系统的重要组成部分. 但是, 长期以来, 我国污水处理界普遍存在 重 水轻泥 现象,致使大量污水厂产生的污泥难以处置,一方面,污泥的堆放占用 了大量的土地;

污泥如果任意排放,污泥中的有机质和氨、氮将大量消耗水体中 的氧,造成水体的富营养化,促使藻类恶性繁殖,造成水体的赤潮现象,污泥中 还含有病原菌、 寄生虫卵等危害人类健康的因素, 处理不当, 会造成疾病的传播. 因此,未经处理的污泥不仅对环境造成了新的污染,还存在潜在的危害.另一方 面,污泥中含有许多有益成分,不加利用会造成资源浪费. 污水处理厂产生的大量剩余污泥含水率很高,为了减少污泥体积,降低运输 费用,必须对其进行脱水处理.脱水后含水率 80%左右的泥饼[2] ,绝大多数污泥 目前只能进行填埋或者焚烧处理,如果进行填埋,高含水率的污泥会占用大量有 限的土地资源,大大缩短填埋场的使用年限;

如果进行焚烧处理,高含水率的污 泥将会消耗大量热量. 由于高效率低成本的污泥脱水技术能够大幅度降低污泥处 理的整体费用,所以开发一种先进的污泥脱水技术,强化污泥脱水,可以减轻后 续处理负担,降低污泥处理总费用. 城市污泥的 DME 深度脱水技术采用 DME 为载体,利用 DME 特有的性质, 当它与污泥接触时污泥中的水分会溶解其中, 形成高含水率的 DME 液化混合物, 将DME 液化混合物与污泥分离后,DME 在常压下气化后,与水分离,从而除 去污泥中的水分.DME 通过加压冷却后再生回用[3] .通过这一技术,可以有效 降低污泥含水率,并且能量消耗低,可以经济高效的将产量巨大,成分复杂的污 泥减量化、无害化、资源化,这一技术的研究还处于刚刚开始阶段.

2 1.2 污泥的水分 污泥中的固体颗粒主要为胶体粒子,结构复杂,与水的亲和力很强.污泥的 主要特征是含水率高(可高达 99%以上),这导致污泥体积大,从而造成运输成本 高、堆放面积大,不利于后续处置等问题.当污泥含水率从 80%降低至 60%, 体积则减小至原来的一半(脱水前后污泥密度几乎不变,干污泥质量不变,因此 有).因此,降低污泥的含水率是实现污泥减量化、节省后 续处置成本的有效途径.根据所含水分与污泥结合的情况,污泥中的水分可分为 表面吸附水、间隙水、毛细结合水和内部结合水四种[4] . 图1-1 污泥水分分布示意图 1.2.1 表面吸附水 污泥属于胶体粒子,是由絮状的胶体颗粒集合而成.污泥的胶体颗粒很小, 比表面积很大,因此由表面张力的作用吸附的水分也就很多.由于胶体颗粒带有 相同性质的电荷,相互排斥,妨碍颗粒的聚集、长大,从而保持稳定状态,所以 表面吸附水用普通的浓缩或脱水方法去除比较困难. 只有加入能起混凝作用的电 解质,使胶体颗粒的电荷得到中和后,颗粒呈不稳定状态,粘附在一起,最后沉 降下来才能脱水.颗粒增大后其比表面积减小,表面张力随之降低,表面吸附水 也随之从胶体颗粒上脱离. 表面吸附水和内部结合水一起只占污泥中总含水量的 10%左右. 污泥胶体颗粒一般都带负电荷, 可通过加入絮凝剂调理而大部分去除.