污泥的脫水干燥

1、污泥的脫水、干燥的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庥绊懳勰嗝撍?、干燥的主要因素；掌握污泥脫水、干燥的基本方法、原理和相關(guān)操作。二、實(shí)驗(yàn)原理污泥脫水性能的評價指標(biāo)過濾比阻抗值和毛細(xì)吸水時間是被廣泛用作衡量污泥脫水性能的兩項(xiàng)指標(biāo)。 然而，這兩項(xiàng)指標(biāo)考慮的只是污泥的過濾性(有些污泥的過濾性雖好，但仍有大 量的水殘留在污泥中)，因此，污泥脫水效果由其脫水速率和最終可脫水程度兩 方面決定，因此還需考察脫水后泥餅的含固率這項(xiàng)指標(biāo)。為了直接反應(yīng)污泥的離 心性，可以用離心后上清液的體積、離心后上清液的濁度這兩個指標(biāo)來衡量污泥 的脫水性能，但這兩個指標(biāo)目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)的測試方法。影響污泥脫水性的因素影響污泥脫水性的因素

2、很多，包括污泥水分的存在方式和污泥的絮體結(jié)構(gòu) (粒徑、密度和分析尺寸等)、E電勢能、pH值以及污泥來源等。污泥顆粒因富含水分，擁有巨大表面積和高度親水性。結(jié)合水和固體顆粒之 間存在著鍵結(jié)，活性較低，需借助機(jī)械力或化學(xué)反應(yīng)才能除去。污泥粒徑是衡量 污泥脫水效果最重要的因素。一般來講，細(xì)小污泥顆粒所占比例越大，脫水性能 就越差。污泥密度是描述污泥品質(zhì)與體積關(guān)系的參數(shù)。pH值對離心脫水的效率 影響較大，不同和來源的污泥、組成成分不同，脫水性能也不同。干燥機(jī)理3.1水分-干固體的結(jié)合關(guān)系水分與固體的結(jié)合關(guān)系式判斷干燥難易以及決定干燥速度的關(guān)鍵。了解污泥 中水分與干燥體的結(jié)合方式是研究干燥過程的基礎(chǔ)。結(jié)

3、合水，就是水附著在干物 料上的狀態(tài)。目前結(jié)合水分類的標(biāo)準(zhǔn)很多，性質(zhì)和數(shù)量級，將結(jié)合水分為五類： 化學(xué)結(jié)合水、吸附結(jié)合水、毛細(xì)管結(jié)合水、其中一種評價濕分和物料結(jié)合形式的 方法就是測定結(jié)合能的數(shù)值，根據(jù)結(jié)合能的滲透結(jié)合水、自由水分。這是一種根 據(jù)結(jié)合能以自由水分的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系為基礎(chǔ)計算其他水分結(jié)合的自 由能和釋放熱的計算方法，具有一定的客觀分析依據(jù)。3.2干燥過程中污泥的物理變化和結(jié)構(gòu)變化隨著干燥的進(jìn)行，水分的流失，污泥本身的結(jié)構(gòu)必然會存在一定的變化，包 括硬度、黏度、熱導(dǎo)、熱容、熱值、顆粒狀態(tài)等物理性質(zhì)以及一些化學(xué)性質(zhì)的變 化，在半固化粘性顆粒狀態(tài)的污泥存在一個塑性界限，是干燥過程中水

4、分最難去 除的一個狀態(tài)。對于多孔固體干燥分四個階段：第一階段，水分在孔內(nèi)充滿，空氣穴逐漸代 替了失去的水分；第二階段，水分退到孔的腰部，水分可以沿著毛細(xì)管壁滲水， 這一過程描述為液體參與的氣相傳質(zhì)。進(jìn)一步干燥時，液體全部蒸發(fā)，僅留下吸 附水分在后面，氣相無阻礙的擴(kuò)散運(yùn)動；最后就是解析吸附的一種。3.3干燥過程質(zhì)熱傳遞干燥就是一個去處濕分的過程。存在熱量的傳質(zhì)交換和水分的蒸發(fā)。通常把 濕物料的干燥劃分成兩個過程，質(zhì)交換和熱交換。由此我們來分別考察在兩個傳 質(zhì)當(dāng)中的外界影響和內(nèi)部的變化。通過控制調(diào)整這些因素條件，使得外部與內(nèi)部 質(zhì)熱傳遞相適應(yīng)，達(dá)到最佳的干燥強(qiáng)度，選擇合適的工況。外部質(zhì)熱傳遞主要是

5、熱量的傳質(zhì)和水分的吸收。針對污泥這種特殊物料的十 燥，通常選用直接干燥或間接干燥。內(nèi)部質(zhì)熱傳遞過程就是濕物料的干燥過程。 普通化工工業(yè)上干燥通常分成三個階段：物料預(yù)熱期、恒速干燥階段、降速干燥 階段。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料污泥取自某河湖底泥。實(shí)驗(yàn)前測定污泥試樣的pH值以及含水率。藥劑配制：硫酸配制成10% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、氫氧化鈉配制成30% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、氫氧化鈣10% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、氧化鈣10% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；聚丙烯酰胺配制成1g/L。主要儀器：離心脫水裝置可選擇低速離心機(jī)；酸度計；烘箱；電子天平主要材料：量筒；燒杯；玻璃棒；膠頭滴管四、實(shí)驗(yàn)步驟離心脫水實(shí)驗(yàn)：1.預(yù)處理：將100mL濃縮污泥加到

6、250mL燒杯中，加定量的硫酸酸化，快 速攪拌30s,慢速攪拌2min，酸化時間5min；為了防止對設(shè)備的腐蝕，再加堿 調(diào)pH值至6.0；再加PAM使污泥形成磯花，酸化劑絮凝反應(yīng)均在燒杯中進(jìn)行。經(jīng)預(yù)處理的污泥在1500r/min下離心2min（離心速度和離心時間可根據(jù)實(shí)際 情況做適當(dāng)調(diào)整）、傾倒上清液，取泥餅5-10g放入105C烘箱烘12h以上，以確 保水分完全蒸發(fā)，冷卻后稱重，得到污泥泥餅的含固率。對于離心脫水實(shí)驗(yàn)，低轉(zhuǎn)速1500r/min、短時間2min離心后泥餅用來評價離 心脫水速率，用高轉(zhuǎn)速3800r/min，長時間30min離心后泥餅含固率評價可脫水 程度，結(jié)果記錄在表1中。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)處理對污泥離心脫水性能的影響表1不同加藥方案脫水效果加藥方案離心泥餅含水量/%1500r/min, 2min含固率/%3800r/min, 30min空白-酸（pH 值 2.5）-只加 PAM 0.5%-酸（pH 值 2.5）、NaOH 堿調(diào) pH 值 6.0，PAM 0.4%-酸（pH值 2.5）、Ca（OH）2堿調(diào)pH 值 6.0，PAM 0.4%-酸（pH