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污泥处理−干燥污泥的特性

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干污泥-明亮的橙色色调

污泥干燥特性概述

当污泥干燥时,随着水分的蒸发,它会经历三个不同的阶段:

  1. 适应/初步阶段
  2. 干燥速率恒定阶段,和
  3. 下降干燥速率阶段。

在适应/初期阶段,水分蒸发速率迅速增加到接近恒定值。然后这个过程继续在一个接近恒定的干燥速度,直到最接近自由水被移除。

不同来源和特性的污泥在干燥时表现出不同的行为。通过将质量水通量——单位时间内固体单位表面积(kg m)蒸发的水的质量相关联,最容易观察到这些-2年代-1) -相对于污泥的含水量。这种相关性通常反映了三个不同的干燥阶段。

典型污泥干燥曲线资料来源:贾德水与废水咨询公司
典型污泥干燥曲线
污泥干燥曲线:污泥蒸发水分的通量与污泥水浓度的关系,表明在恒定干燥阶段有一个平台。 资料来源:贾德水与废水咨询公司

除去大部分游离水(与絮凝体无关的水)后,干燥速率降低,对应于下降的干燥速率阶段。这个阶段本身可能有两个可识别的区域,分别对应于去除:

  • 一个)间隙水-絮凝体内的水,但不与固体相关联
  • b)地表水-水直接与固体颗粒结合,并通过氢键与它们的表面结合。
含有絮凝体的污泥水馏分资料来源:贾德水与废水咨询公司
含有絮凝体的污泥水馏分
用于絮凝体和颗粒的污泥水馏分:地表水、絮凝体水、间隙水和自由水 资料来源:贾德水与废水咨询公司

超过95%的水的蒸发通常是不可行的或必要的。最后5%的水分与地表水有关,而地表水不太容易去除。因此,热干燥的目的通常是除去大部分间隙水和游离水,从而产生~90% DS或更多的产品。

含水率≤10%的污泥是稳定的,易于输送(因为它是颗粒状或粉状),通常适合于:

  • 最终用途,例如,作为土壤调理剂,或
  • 通过“干”热化学方法处理,如焚烧热解气化

污泥干燥曲线可用于确定干燥机的温度、停留时间等关键设计参数。干燥速率和干燥程度对污泥的力学性能有影响,在干燥过程中,随着含水率的降低,力学性能发生显著变化:

固体质量浓度(% DS,干固体) 污泥机械性能
< 40% 在这个过程的开始——当水分含量达到最高点,蒸发速率在增加时——污泥就像一个糊状物,我们称之为“糊状物”。
~ ~ 40 - 50% 这些污泥开始结块,变得“粘稠”,难以操控。
> 70% 当没有足够的水分来维持这些结块时,它们就会坍塌成颗粒或粉末。

污泥干燥需要仔细控制。烘干机通常设计成避免“粘性”相位以防止处理问题并形成自由流动的颗粒或粉末产品。这是通过反蒙或搅拌。

对于返混,将进水脱水污泥与来自干燥器的一些预干燥颗粒物质混合,以提供平均含水量低于与粘相相关的含水量的污泥产品。这种混合产品然后被送入干燥机,以进一步减少水分含量。

搅拌避免在有效地混合在有问题的粘性阶段期间污泥来形成粘性污泥,以便在整个方面保持其运动。这确保了肿块在它们变得粘性之前快速崩解。

在干燥过程中对污泥特性的控制是至关重要的。在一定的条件下,对于一定的污泥特性,污泥粉尘颗粒可以爆炸或固体自燃。用惰性气体覆盖可以降低这些风险。

关于这个页面

“污泥处理−干燥污泥的特性”是由西蒙·贾德

此页面最近更新于2021年4月19日

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