溫度和攪拌速率對污泥干化特性的影響

李佳文　賀業光　唐文鵬　姜龍德　邵一軒

摘 要 利用自制的轉盤干化實驗裝置，在120～160℃下進行污泥恒溫干化實驗，結果表明：干化溫度越高，恒速干化階段時間越長，污泥整體干化速率越高;增加對污泥的攪拌整體提升污泥的干化速率，但繼續增加攪拌速率的干化效果與干化溫度有關，120℃全干化和半干化過程中，攪拌速率增加與P值呈線性比例關系;140℃和160℃的干化溫度時，攪拌速率與P值呈二次曲線關系，對應的最佳攪拌速率分別為20rpm和10rpm。

關鍵詞 污泥 溫度 攪拌速率 干化特性

中圖分類號：O373文獻標識碼：A

0引言

近年來，隨著我國城市化進程的繼續，污泥處理處置是中國最緊迫的環境問題之一。如何安全經濟地處置城市污泥是世界各國共同面臨的問題。基于環境、能源、與經濟性的多重考慮，并為達到最大程度的減量化與穩定化，城市污泥的熱化學處理將成為重要趨勢。

本文在不同的攪拌頻率下對污泥在120℃、140℃、160℃下進行恒溫干化實驗，分析了污泥干化過程中失重率、干化速率等變化規律，旨在為建立行之有效的污泥干化工藝和優化運行系統提供必要的理論依據和技術參數。

1實驗材料

污泥樣品取自昆山陸家污水處理廠機械脫水后的生活污水污泥，含水率80.6%。實驗設備為自制的可控溫并配備攪拌裝置的污泥干化器，該儀器包含一個沙浴干化裝置、一套高精度天平裝置以及一個可控速攪拌器。實驗時將污泥樣品平鋪于干化裝置內，并在不同攪拌頻率下進行恒溫干化，天平裝置及時顯示污泥在不同時刻的瞬時質量。

2實驗結果與分析

污泥干化技術根據污泥最終含水率的不同，可以分為半干化和全干化。假設污泥干化至含水率50%時為半干化，干化至含水率70%時為全干化，表1為污泥在不同溫度和攪拌轉速下恒溫干化至半干化和全干化水平所需時間，并以0rpm攪拌轉速全水分干化時間作為基準，各轉速下干化時間與基準值的相對比值記作P。由表1可以看出，各干化溫度工況下，隨著攪拌轉速的升高，污泥達到半干化或全干化水平所需時間均縮短，且相對比值P與對應溫度工況的攪拌轉速呈相應函數關系。

由圖1所示，攪拌轉速對不同溫度下污泥干化的影響存在較大差異：對于120℃工況，不管是半干化水平還是全干化水平，在攪拌轉速0rpm至20rpm范圍內，干化時間與基準值的相對比值P和攪拌轉速均呈比例線性關系;對于140℃和160℃的情況，相對比值P與攪拌轉速均呈二次方關系，140℃時，10rpm至20rpm范圍內全干化和半干化P值遞減緩慢，在20rpm的攪拌轉速時，達到最低值，即此時對應的干化水平所用的時間最短;160℃時，10rpm的攪拌轉速對應的全干化和半干化的P值最小，即此時干化效果最好。在較低的干化溫度下，增加攪拌速率可獲得較好干化效果，在中、高干化溫度下，為獲得較優的干化效果并非攪拌轉速越高越好，從節能降耗的方面考慮，應綜合優化干化溫度和攪拌轉速二者之間的匹配關系。

3結論

污泥干化過程總體上分為升速階段、恒速階段和降速階段，溫度越高，恒速干化階段時間越長，污泥整體干化速率越高。

增加對污泥的攪拌整體促進污泥的干化，使各階段污泥干化速率提升，但繼續增加攪拌速率的干化效果與干化溫度有關，120℃干化時，攪拌速率增加與P值呈線性比例關系;140℃和160℃的干化溫度時，攪拌速率與P值呈二次曲線關系。

基金項目：2018年6月，沈陽航空航天大學大學生創新訓練項目（201910143243）。

作者簡介：李佳文（1999.8-），男，漢族，商丘市人，本科，研究方向：污泥熱處理工藝及技術開發。

參考文獻

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