干化污泥热解产物的经验方程研究

在实验室自制热解装置上进行了污泥热解实验．在获取大量实验数据的基础上,运用相关性分析和数据拟合等方法建立了污泥热解产物与热解温度间关系的经验方程,期望对今后实验室污泥热解试验能起到指导作用．     

干化污泥热解产物的经验方程研究

在实验室自制热解装置上进行了污泥热解实验.在获取大量实验数据的基础上,运用相关性分析和数据拟合等方法建立了污泥热解产物与热解温度间关系的经验方程,期望对今后实验室污泥热解试验能起到指导作用.     

矿渣基改性材料干化城市污泥的效果及微观分析

通过不同掺入量和养护龄期下矿渣基改性剂对城市污泥含水率的影响,采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析方法表征矿渣基改性材料和干化污泥的水化产物和微观结构,探讨矿渣基改性材料对污泥干化的效果及机理。结果表明:随着矿渣基改性剂掺量的增加和养护龄期的延长,污泥含水率大幅减少;在相同条件下,矿渣基改性剂对污泥的干化效果明显好于生石灰。微观试验表明:改性剂遇水后,矿渣基改性材料中的SiO₂和Al₂O₃会在碱性条件下与污泥中的水发生水化反应,生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石晶体,将大量自由水转化为结晶水,降低污泥中的含水率,同时也会填补污泥内部的孔隙,改变原污泥松散团聚的结构体系,使污泥牢固地联结成一个整体,有助于污泥的进一步资源化利用。     

污泥生物干化机理的探讨

目的 解决对污泥基质表面水分蒸发过程中热量和水分传递现象的描述,为进一步研究污泥的热质传递过程以及对其数学模型的建立提供初步的理论依据.方法 从温湿梯度的角度对生物干化和传统热干化进行比较,从质量、能量守恒定律和不可逆过程热力学原理出发,阐述了剩余污泥生物干化过程中污泥内部的传热传质现象.结果 提出了污泥生物干化能够实现低温干化的本质原因;从能量守恒定律出发,描述了剩余污泥生物干化过程中污泥内部的传热传质现象;提出生物干化效率指数这一指标对生物干化的可行性进行评估;通过量纲分析法,明确了污泥生物干化过程中各参数的影响作用.结论 污泥生物干化是一个温度梯度和湿度梯度同向移动的过程;在干化过程中O2的消耗率和气体流速表现最为显著的影响作用.     

污泥干化芦苇床芦苇中多环芳烃的含量分布

通过现场试验,考查了多环芳烃（PAHs）从污泥向芦苇的转移以及PAHs在芦苇各部位的分布情况。受试芦苇植于污泥干化芦苇床内,芦苇床规格3m×1m×1.3m,其中高度含0.65m填料层和0.65m超高。试验进行了3a,包括2a的污泥负荷期和1a的闲置期。2a负荷期内共进泥8.4m（含水率99.14%）,污泥PAHs含量平均5.69mg·kg-1。原生芦苇茎和叶中的PAHs含量相对较高,达到2.198和2.583mg·kg-1（DW）,分别是芦苇根PAHs含量的2.44和2.87倍,且以低环PAHs为主。运行结果表明,受试芦苇对污泥中的PAHs产生了明显的富集作用。运行第2年9、10和11月取污泥干化芦苇床芦苇样品并进行检测,发现芦苇根茎叶内PAHs含量呈逐月升高趋势;第3年11月芦苇根茎叶所含PAHs总量分别为7.642、7.713、7.946mg·kg-1（DW）,相对原生芦苇分别提高了8.50、3.52和3.08倍,且以低环PAHs为主,根茎叶低环PAHs含量占PAHs总量的55.14%、56.96%和44.59%。芦苇中PAHs的含量与植物含脂率具有显著的正相关关系,而与芦苇的含水量无关。     

热泵-循环风工艺干化污泥的传热过程和能耗剖析

详细阐述了热泵-循环风工艺在污泥干化中的传热过程和运行时循环风在主要各工况点相关参数计算,将这些参数与热泵机组进行的过程相结合,便可计算出整个系统的能耗,其结果是1 kWh从污泥汽化的水接近于2.66 kg。文中最后指出热泵-循环风工艺干化污泥中提出的零排放值得商榷。     

温度与污泥浓度对剩余污泥水解及脱水性能的影响

污泥碱性水解产生短链脂肪酸, 可应用到污水脱氮除磷中, 但会使其脱水性能恶化.为考察温度和污泥浓度对剩余污泥水解及脱水性能的影响, 试验研究了20 d内剩余污泥在pH=10、温度25和35℃、不同总悬浮固体(total suspended solids, TSS)下厌氧水解和脱水性能的变化, 对溶解性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand, SCOD)和毛细管吸收时间(capillary suction time, CST)进行了分析.试验表明:25℃时污泥脱水性随ρ(TSS)升高先恶化后变化不大, 各发酵时间SCOD均升高后变缓;35℃时污泥脱水性随ρ(TSS)升高先恶化后略提高, SCOD变化与25℃时一致.SCOD变化情况与CST显著正相关;较高温度SCOD溶出更多, 脱水性能稍有恶化;TSS对污泥脱水性能的影响较温度更显著.     

温度对污泥页岩砖基本性能的影响

为研究在不同的焙烧温度和保温时间污泥页岩砖的抗压强度、吸水率和烧成收缩率的变化规律,采用硅钼电阻炉对以页岩和城市污泥为原料制作的砖坯进行焙烧,结果表明:在保温时间相同的情况下随着焙烧温度的不断升高污泥页岩砖的抗压强度逐渐增加,而吸水率在逐渐下降,同时其烧成收缩率在焙烧温度未超过1 000℃时几乎一致,超过1 000℃时会显著增加;在焙烧温度相同而保温时间逐渐增加的情况下,污泥页岩砖的抗压强度先增加,后略有降低,吸水率在逐渐降低,而其烧成收缩率在保温时间未超过2h时基本不变,超过2h后会显著增加,因此污泥页岩砖的生产过程中温度的控制是一个重要环节,在焙烧温度980℃～1 000℃和保温时间2h内时,所得污泥页岩砖性能符合国家《烧结普通砖标准》(GB5101-2003)的要求.     

城市污泥中邻苯二甲酸酯的好氧降解研究

为评价邻苯二甲酸酯类(PAEs)环境激素在环境中的滞留情况,预测其生物降解性,妥善解决城市污泥的处理处置问题,对城市污泥中6种PAEs的好氧生物降解规律进行了研究,并建立了PAEs好氧生物降解性与化学结构的定量关系模型(QSBR).结果表明,PAEs的好氧降解过程可用一级动力学模型描述,其好氧生物降解性随烷基链含碳数的增加而降低,以分子连接性指数描述的空间结构参数是影响受试物好氧生物降解性能的重要因素.     

热水解对剩余污泥预处理效果的影响

为解决剩余污泥可生物降解性差的问题,本研究采用传统热处理对污泥进行预处理,考查了溶解性COD(SCOD)、多糖、蛋白质、氨氮、挥发性脂肪酸（VFAs）等指标,并通过恒压脱水和离心脱水来检测污泥的脱水性能.结果表明,考虑多糖、蛋白质、VFAs的释放量,140℃、30 min可以作为热水解预处理最佳的处理条件.然而从离心和恒压脱水情况来看,140℃时污泥的脱水性能仍然低于未处理前.当温度升到170℃、190℃时脱水性能才明显提高,且170℃与190℃相差不大;考虑能量的消耗,以改善污泥脱水性能为主要目的时,采用热处理较适宜的条件为170℃、30 min.     

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响

4种不同质量等级的污泥颗粒在100～200 ℃下进行恒温干燥实验.结果表明,污泥干燥过程包括不稳定加热阶段、恒速干燥阶段、第一降速干燥阶段、第二降速干燥阶段4个阶段.在100～120 ℃时,污泥为弱强度干燥,临界含水质量分数受温度和颗粒大小影响不明显;在140～200℃时为高强度干燥,临界含水质量分数随温度升高或颗粒变大而增大.污泥干燥速率不仅取决于温度,还取决于污泥颗粒表面单位面积上实际用于蒸发水分的热量;减小污泥颗粒不仅可以增大比表面积,而且可以提高单位面积的干燥速率;而污泥的干燥时间与温度呈二次方关系,与污泥的表面积呈线性关系．     

太阳能相变储热系统对木材干燥速率的影响

针对木材太阳能干燥间歇性的不足,在原有太阳能干燥装置的基础上,增设了多管道叉排石蜡相变储热系统,并在小型试验台上模拟了木材太阳能干燥过程。试验研究表明:该干燥装置中储热系统供风温度对木材干燥速率的影响最大,干燥速率随着供风温度的升高而增加,最大的差值达到0.29%/h。;其次是循环风速,随着循环风速的提高干燥速率先增大后减小,在风速为1.5 m/s时的干燥速率最高,为1.0%/h;而石蜡管的管排数对干燥速率几乎没有影响,不同管排数下最大的差值为0.05%/h。此装置最优的干燥条件为:石蜡管管排为9排,循环风速为1.5 m/s,供风温度为65℃,此条件下干燥速率可达1.06%/h。上述研究结果可为木材太阳能干燥设备储热系统的研发提供参考。     

高温热泵干燥系统的分析

热泵干燥法是木材干燥加工的主要手段之—,采用高温工质对降低能耗、缩短干燥周期有重要意义。通过对灌装 HTR01 和 HCFC-22 的压缩式热泵除湿机在不同入口工况下的 损失进行计算和分析,以及对两个热泵系统的供热性能(COP, SPC)进行对比,得出 HTR01工质供热性能优于 HCFC-22 这一结论,并指出提高热泵干燥系统 效率的途径在于减少冷凝器、蒸发器和散热 损失。     

城市污水处理厂污泥的资源化利用研究

作为城市污水处理厂的副产物,城市污泥产量巨大且成分复杂,如何对它进行合理利用已越来越受人们关注.根据目前我国城市污水处理厂污泥处置的实际情况,阐述了城市污水厂污泥处置应该遵循污泥处理处置工程必须与污水处理工程同步规划、同步建设、同步投产、同步运行和坚持污泥减量化、稳定化、无害化、资源化的原则,介绍了污泥处理处置的方法,其中污泥资源化包括污泥农林利用、环保材料、建材利用、污泥的高温堆肥以及其他综合利用等,并指出污泥资源化是污泥处置的最终目的.     

低温条件下MUCT工艺污泥膨胀的产生与控制

为进一步探讨丝状菌污泥膨胀的影响因素和建立控制策略,以MUCT工艺为研究对象,考察低温对活性污泥沉降性能的影响及相应的污泥膨胀的控制措施.结果表明:当系统的反应温度低于15℃时,Microthrixparvicella大量生长繁殖,改变了活性污泥的结构,发生污泥膨胀,SVI值最高达到381 mL/g;通过采取控制系统的反应温度为25±1℃、污泥龄减少至6 d、硝化液回流比α减小为2.5以及混合液回流比γ增大为1等措施可有效抑制Microthrixparvicella的生长繁殖,提高污泥的沉降性能,经过36 d的运行,使SVI值降至127 mL/g;膨胀期与恢复期系统对COD、TP的去除效果较好,而且膨胀期对TN的去除效果也较好,但在恢复期则因污泥龄的降低而明显下降.     

城市污泥重金属污染的地质累积指数评价

对取自合肥市W污水处理厂的8个污泥样品,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测试了重金属元素含量,并对其中7种元素进行了地质累积指数评价,得出了其污染程度的初步结论。     

带有余热发电的水泥生产线物料烘干废气温度控制系统的研究与开发

针对新型干法水泥生产过程中产生的废气用于发电和物料烘干难以合理分配的问题,设计了物料烘干废气温度控制系统,由可编程逻辑控制器及I/O模块、温度传感器和电动百叶阀门组成.系统通过PLC内部的PID控制回路并依据温度传感器检测的现场温度实时调节锅炉旁路电动百叶阀门开度,将物料烘干温度控制在合理范围内,保证了物料烘干的质量,同时将剩余的废气用于发电.在保证物料烘干废气温度的前提下将发电量最大化,降低操作员的操作难度,提高企业经济效益.     

基于经济发展水平的生活垃圾热值分析与预测

获得垃圾热值的方法有直接测定法和计算法两种.现有的计算方法在预测城市生活垃圾热值精度和适用性方面有待提高,迫切需要一种能够准确预测城市生活垃圾热值的计算方法.为此,以我国7个城市的16个生活垃圾为样品,进行基础物化性质分析.根据分析结果,采用现有的计算模型以及MATLAB计算软件等进行计算及修正,得出新的计算公式.验证发现,该公式能较好地估算我国现阶段各地区的垃圾热值,可以为全国各地计划新建的生活垃圾焚烧项目的工艺设计和运营管理提供理论数据和支撑.     

温度和热流方向对木材传热特性的影响

以4种常用木材为实验对象,研究了不同温度和热流方向对木材的导热系数、比热和热扩散率的影响,并分析了热物理性质变化的原因.实验结果表明：温度和热流方向对木材的传热特性影响显著.在25～200 ℃内,木材导热系数和比热呈现非线性变化,开始是随着温度的升高而逐渐增加,在接近80 ℃时达到一个峰值,然后又逐渐降低.而木材热扩散率的变化与温度的关系不明显.同一温度下,木材的顺纹（热流平行于纹理方向）导热系数要大于其横纹（热流垂直于纹理方向）导热系数,前者是后者的2.4～3.0倍.