污泥水热实验指标分析方法(部分)[1]
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文章编号:1006-3080(2020)02-0234-09DOI: 10.14135/ki.1006-3080.20190107001城市污泥水热液化过程及产物特征张逸秋, 吴诗勇, 吴幼青, 黄 胜, 高晋生(华东理工大学资源与环境工程学院,煤气化教育部重点实验室,上海 200237)摘要:以城市污泥为原料,考察反应温度对城市污泥水热液化过程及液化产物特征的影响。
结果表明:在370 ℃时生物粗油产率和沥青烯产率分别达到最大值26.82%和27.73%,水回收率及体积减量度也分别达到最大值94.81%和80.16%,说明城市污泥经水热液化处理后能取得良好的减量化效果;生物粗油主要含有脂肪酸类、胺类和脂肪烃类,且脂肪酸类碳链长度主要集中在C 16~C 18;水相有机质则主要由羧酸类、酯类、胺类和酚类组成;液体燃料热值回收率在53.23 %~98.20%之间,说明水热液化处理在城市污泥的资源化利用方面具有良好的前景。
关键词:城市污泥;水热液化;生物粗油;水相有机质中图分类号:X7文献标志码:A城市污泥(MSS )是城市污水处理过程中由于微生物对污染物的降解、吸附和微生物增殖所产生的一种生物质残片,通常水含量(质量分数)可达80%以上。
它不仅含有氮、磷、钾及有机质等营养元素,还含有病原体和重金属等容易造成环境危害的物质,如果不能得到合理处置,则会对生态环境和人类活动构成严重威胁[1]。
在我国,污泥的处置方法主要有填埋、海洋处理、焚烧等[2],但这些方法都不能满足环保、可持续发展的要求。
因此开发污泥资源化、减量化工艺为污泥的有效处理、处置提供新的利用方向成为研究热点[3-6]。
污泥中含有一定量的有机质,可经过水热液化(HTL )处理把有机物转化成为碳氢化合物,该化合物性质与柴油相似,因此污泥被认为是一种潜在的生物质能源[7-8]。
水热液化工艺一般直接在高温(250~400 ℃)、高压(4~25 MPa )条件下进行热化学反应,将生物质转化为高热值的液体产物,该过程无需对原料进行干燥,在外加气体的压力下可以提高水的沸点,减少蒸汽的生成量,进而节约热能,有利于生物质大分子有机物水解,产物分离方便,且清洁环保,无毒害副作用[9-10]。
污泥含水率测定标准污泥含水率是指污泥中所含水分的百分比,它是衡量污泥干燥程度的重要指标。
准确测定污泥含水率对于污泥处理、资源化利用以及环境保护具有重要意义。
因此,制定科学、准确的污泥含水率测定标准对于相关行业具有重要意义。
一、测定原理。
污泥含水率的测定原理是利用烘干法或称为干燥法。
首先,取一定重量的污泥样品,然后在一定温度下进行烘干,直至样品中的水分蒸发完全。
最后,通过比较烘干前后样品的重量差异,计算出污泥含水率。
二、测定方法。
1. 试样的制备。
首先,从污泥样品中取得代表性的试样,然后将试样均匀地分成若干份,以便进行多次测定,提高测定的准确性。
2. 烘干条件。
在进行烘干前,需要对烘干条件进行合理的选择。
一般情况下,烘干温度的选择应根据污泥的性质和含水率的范围来确定。
同时,烘干的时间也需根据试样的性质和含水率的高低进行合理的选择。
3. 烘干后的样品处理。
烘干后的样品需要在恒定的条件下冷却,然后进行称重。
在称重前后,需要保持试样的稳定状态,避免外界因素的干扰。
4. 计算含水率。
最后,根据试样烘干前后的重量差异,利用含水率的计算公式进行含水率的计算。
三、测定标准。
污泥含水率的测定标准应当明确规定试样的制备方法、烘干条件、样品处理方法以及计算方法等。
同时,针对不同类型的污泥,也可以制定相应的测定标准。
四、测定设备。
进行污泥含水率测定需要使用精密的天平、恒温恒湿箱或烘箱等设备。
这些设备需要定期校准和维护,以确保测定结果的准确性和可靠性。
五、测定结果的应用。
污泥含水率的测定结果可以为污泥的处理、资源化利用和环境保护提供重要参考,对于污泥的干燥处理、焚烧处理以及土壤改良等方面具有重要意义。
六、结论。
污泥含水率的准确测定对于相关行业具有重要意义,制定科学、准确的测定标准以及合理选择测定方法和设备,对于提高污泥处理的效率和资源化利用的水平具有重要意义。
通过对污泥含水率测定标准的研究和制定,可以为相关行业的发展和环境保护提供重要支持,推动污泥处理和资源化利用工作取得更好的效果。
水污染综合实验报告一、实验目的与要求1. 掌握测试不同废水的色度、浊度、COD、电导、pH等水质指标的分析方法。
2. 增强对污染物综合分析能力。
3.根据废水水质选择所用的混凝剂、吸附剂类型;根据实验结果计算出所选混凝剂、吸附剂对废水的去除效率。
4.对废水的进一步治理提出可行性治理方案。
二、实验内容1.根据高锰酸钾法测定废水的COD,利用pH酸度计,光电浊度计,色带,色度计分别测定pH值、浊度、色度,并预习实验内容,进行实验准备。
2.按照自己所取锅炉排污水、洗衣废水或其他废水的水质特点,自己设计实验方案。
3.针对某一废水,实验比较后确定自己认为合适的处理流程。
确定每种处理流程最佳投药量、pH值、搅拌速度及其他操作条件。
给出治理结果。
4.处理结果达不到排放标准或回用标准的提出进一步治理方案。
三、实验原理由于胶粒带电,将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜,水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。
因此胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。
投加混凝剂能提供大量的正离子,可以压缩双电层,降低ζ电位,静电斥力减少,水化作用减弱;混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构,在胶粒与胶粒之间起吸附架桥作用,也有沉淀网捕作用。
这样投加了混凝剂之后,胶体颗粒脱稳后相互聚结,逐渐变成大的絮凝体后沉淀。
活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。
活性炭的吸附作用产生于两个方面,一是由于活性炭内部分子在各个方向都受着同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力,这就是其他分子吸附于其表面上,此为物理吸附;另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用,此为化学吸附。
活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。
离子交换或臭氧氧化属于深度净化,可以有效降低废水中的含盐量、COD、色度等。
强酸H交换器失效后,必须用强酸进行再生,可以用HCl,也可以用H2SO4。
污泥含水率的测定方法
污泥含水率是指单位质量的污泥中所含水分的百分比,它是衡量污泥干燥程度的重要指标。
污泥含水率的准确测定对于污泥处理和利用具有重要意义。
下面将介绍几种常用的污泥含水率测定方法。
首先,常用的干燥法测定污泥含水率。
这种方法是将一定质量的污泥样品放入烘箱中进行干燥,待样品重量不再发生变化时,即可得到污泥的干重,通过对比干重和原始样品质量,即可计算出污泥含水率。
这种方法简单易行,但需要较长的时间,并且在高温下可能导致有机物的热解。
其次,电热法是另一种常用的测定污泥含水率的方法。
这种方法利用电热仪器对污泥样品进行加热,通过测定样品的电导率变化来计算出含水率。
电热法测定速度快,精度高,适用于各种类型的污泥样品。
另外,还有一种比较新颖的方法是微波干燥法。
这种方法利用微波能量对污泥样品进行加热,通过测定微波能量的吸收情况来计算出含水率。
微波干燥法具有快速、高效的特点,能够在短时间内完成测定,且不会破坏有机物。
此外,还有一种称为压滤法的测定方法。
这种方法是将污泥样品放入特定的过滤器中,施加一定的压力,使污泥中的水分透过过滤器排出,通过测定排出的水量和原始样品质量来计算含水率。
压滤法适用于各种类型的污泥样品,但需要一定的设备和操作技能。
总的来说,不同的污泥含水率测定方法各有优缺点,选择合适的方法需要根据具体情况来确定。
在进行污泥含水率测定时,需要严格按照标准操作程序进行,确保测定结果的准确性和可靠性。
希望以上介绍的内容能够对污泥含水率的测定有所帮助。
第29卷第22期农业工程学报 V ol.29 No.22 226 2013年11月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2013污泥过热蒸汽与热风薄层干燥的湿分扩散系数和活化能分析张绪坤,苏志伟,王学成,马怡光(南昌航空大学机电设备研究所,南昌 330063)摘要:为研究污泥薄层在过热蒸汽干燥和热风干燥过程中有效扩散系数及活化能,搭建了常压内循环式干燥试验装置。
在160~280℃温度下,分别对4、10 mm污泥薄层进行过热蒸汽干燥和热风干燥。
利用Fick扩散模型,建立有效扩散系数和干燥时间的关系,试验得到4 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为7.1515×10-9~2.4852×10-8m2/s和1.2414×10-8~2.2769×10-8 m2/s;10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为1.9659×10-8~5.8811×10-8m2/s和2.8042×10-8~5.6095×10-8m2/s。
根据Arrhenius经验公式建立有效扩散系数与温度的关系,得到4、10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥和热风干燥的平均活化能分别为21.173、18.085和9.485、11.191 kJ/mol。
用Midilli薄层干燥模型模拟得出的过热蒸汽干燥与热风干燥有效扩散系数和活化能与试验值基本吻合。
研究结果表明:当温度超过260℃时,过热蒸汽干燥的有效扩散系数比热风干燥有效扩散系数大。
过热蒸汽干燥有效扩散系数随温度增加的趋势近乎成一条斜直线,而热风干燥的有效扩散系数增加趋势则是曲线性,说明热风干燥过程中存在氧化、燃烧的可能。
文章确定了污泥薄层干燥有效扩散系数值及过热蒸汽干燥逆转点温度,为污泥过热蒸汽干燥参数优化与干燥设备设计提供参考。
水热处理温度对污泥中碳、氮、磷溶出的影响查湘义【摘要】为了提高污泥中有机物和无机物的溶出率,改善污泥的厌氧消化效果,研究了水热温度对污泥中碳、氮、磷溶出的影响.结果表明:水热预处理加速了污泥固体有机物的溶出和水解,提高了污泥中碳、氮、磷的溶出效率.在水热温度为200℃的条件下,可溶性化学需氧量(SCOD)提高了168.76%,氨氮和总氮达到最大溶出率.污泥经过厌氧消化后,污泥中磷酸根和总磷的含量明显降低.【期刊名称】《中国环境管理干部学院学报》【年(卷),期】2018(028)003【总页数】4页(P63-66)【关键词】水热处理温度;剩余污泥;碳、氮、磷【作者】查湘义【作者单位】辽宁省交通高等专科学校建筑工程系,辽宁沈阳110122【正文语种】中文【中图分类】X703我国污泥产生量巨大,并且呈现逐年递增的趋势。
污泥中含有大量的有机物质、氮磷等无机物质以及一些病原菌和重金属等,随意排放易对环境造成污染[1-2]。
因此,污泥的处理和处置所带来的数量大、费用高、难度大问题已经成为污水处理厂的一种负担[3]。
为了解决污泥处理过程中的难题,可以对污泥先进行预处理,以解决污泥中含水率高、泥水不易分离以及污泥有机物水解困难的难题。
而水热处理则能满足以上要求,能够分解污泥中的细胞壁,提高污泥水解效率,进而改善污泥的厌氧消化性能[4-6]。
笔者以剩余污泥作为研究对象,研究了不同水热温度条件下污泥碳、氮、磷的溶出规律,并比较水热处理污泥厌氧消化后其浓度变化规律。
1 实验材料污泥取自某污水处理厂脱水后的污泥,将其配制好固液比5%的泥水混合液后,其各项初始参数见表1,其中含水率、pH、TCOD、TP、TN为污泥混合液的各项指标,SCOD、NH3-N,PO43-均为上清液的各项指标。
表1 污泥的各项指标pH值含水率/%PO43-/(mg·L-1)7.58 76.48 30 625 8 750 1 970.8 579.2 1 302 67.4 TCOD/(mg·L-1)SCOD/(mg·L-1)TN/(mg·L-1)NH3-N/(mg·L-1)TP/(mg·L-1)2 实验装置及方法2.1 实验装置水热预处理装置采用1 L的高压反应釜(型号CJF-1,上海予英仪器有限公司生产,升温速率为5℃/min,温度上升到实验温度后保温0.5 h),厌氧产气装置为实验室自制装置。
污泥低温水热处理过程中影响因素的研究叶泽鹏;宋宪强;周锡武【摘要】对市政污泥进行低温水热处理,针对不同反应温度130、160、190、220、250 ℃和不同反应停留时间15 min、30 min、1 h、1.5 h、2 h水热处理后污泥的脱水性能进行探究,通过测定污泥比阻、泥饼含水率和污泥体积指数来表征污泥的脱水性能,并确定了水热反应的最佳工艺参数.结果表明,反应停留时间与反应温度相比较,反应温度对水热污泥的脱水性能有着更大的影响,随着反应温度的上升,污泥脱水性能呈现先变差后逐渐变好的趋势.%The research was conducted by analyzing the sludge produced at 130 ℃, 160 ℃, 190 ℃, 220 ℃and250 ℃for 15 min, 30 min, 1 h, 1.5 h and 2 h by hydrothermal to investigate the effects of hydrothermal reaction temperature and duration on dewatering performance. The specific resistance to filtration (SRF), the sludge volume index and the moisture content of sludge cake were measured to examine the dewatering performance of sludge, and the optimum technological parameters was determined by the result. The research showed that the reaction temperatures had a larger effect on the dewatering performance of sludge than the duration. The dewatering performance was becoming worse first and then becoming better with the increase of the reaction temperature.【期刊名称】《佛山科学技术学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】5页(P15-19)【关键词】污泥;低温水热处理;脱水;影响因素【作者】叶泽鹏;宋宪强;周锡武【作者单位】佛山科学技术学院土木工程系,广东佛山528000;佛山科学技术学院空间信息与资源环境系,广东佛山528000;佛山科学技术学院土木工程系,广东佛山528000【正文语种】中文【中图分类】X703污泥是污水处理过程中的副产物,由于高含水率和难脱水的性质,其处理处置和利用问题一直是人们所关注的热点问题[1-3]。
污泥热值成分估算法及转换计算法分析发布时间:2022-07-21T00:47:23.759Z 来源:《中国电业与能源》2022年5期作者:任亚军,牛亚兵,张思远,王彦普[导读] 污泥作为污水处理后副产品,对环境影响日益增大,污泥焚烧是达到污泥无害化、稳定化、减量化、任亚军,牛亚兵,张思远,王彦普中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西省西安市 710065 [摘要]污泥作为污水处理后副产品,对环境影响日益增大,污泥焚烧是达到污泥无害化、稳定化、减量化、资源化的重要方式之一,而污泥热值对其稳定焚烧至关重要。
因此,本文采用元素分析法估算污泥低位热值,通过和实测污泥热值进行对比,探讨了污泥热值的成分估算方法,不同含水率污泥热值转换计算方法。
[关键词] 污泥;热值;焚烧;成分估算法;转换计算法1 前言近年来随着我国经济发展、人口增长、城市化进程加快,城镇污水处理得到迅速发展,污泥产量越来越大,目前常见的污泥处置方式有:污泥土地综合利用、污泥填埋、污泥建筑材料利用、污泥焚烧等。
同时满足污泥的无害化、减量化、资源化处理目标的方式为焚烧,焚烧分为掺烧和纯烧污泥。
工程应用过程中,热值确定需要对大量的样本进行实测,需要很大的成本和时间,因此,成分估算法和转换计算法可快速估算污泥热值,对污泥焚烧在工程应用中非常重要。
本文通过实测值与元素分析成分估算法计算值进行比对,并提出不同含水率之间低位发热量转换关系。
2 污泥热值影响因素分析污泥通来源一般有生活污水处理厂、造纸厂、生物制药、木材深加工、纺织业、化工工业、粮食深加工、新材料产业、棉纺织业等等生活和工业生产过程产生的污水,进过处理后产生的固液混合的絮状物质。
其颜色灰色或黑色,易于腐化发臭,颗粒较细,结构较孙三,比重较小,含水率高且脱水性差,属于胶状结构的亲水性物质,污泥出厂值一般在80%左右。
污泥焚烧主要有掺烧和纯污泥焚烧两种方式,影响污泥热值的主要因素是含水率,在小比例掺烧下对原锅炉燃烧影响不大,但高比例掺烧或纯污泥焚烧情况下,需要对污泥先进行干化处理,提高污泥热值,减少其它辅助燃料及物料的消耗,或可提高掺烧比例。
污泥性质实验测定方案报告污泥性质测定实验方案取污水厂的污泥经浓缩后的含水率在9 5 .7 4%~9 8 .0 6%之间,p H值为6 .0 ~6 .5的污泥进行实验。
污泥采样后装入聚乙烯袋中,贴上标签。
1含水率测定含水率:污泥中所含水分的重量与总重量之比的百分数。
重量法:将6 0 ml 蒸发皿放在烘箱内,以1 0 5 ~l l 0 ℃的温度烘2 h ,取出后放在干燥器内冷却0 .5 h ,用万分之一分析天平称重,记录质量W1 。
再用粗天平称污泥2 0 g置于烘干后的蒸发皿中,用水浴锅蒸干。
然后放入1 0 5 ~1 1 0 ℃的烘箱内烘2 h ,取出放入干燥器内冷却0.5 h ,用万分之一分析天平称重,记录质量W2,代人下式计算含水率。
确定不同含水率所表现出来的污泥状态,以确定所需的污泥样本。
2.污泥PH值测定1)如果污泥含水量高,可取污泥上清液,用酸度计直接测定。
2)如果污泥含水率低,可取10g污泥,加入25ml无二氧化碳蒸馏水,在磁力搅拌机上搅拌1~2min,静置0.5h,用酸度计测定。
3、污泥干重的测量方法:a)将滤纸和称量瓶放在103~105℃烘箱中干燥至恒重,称量并记录W1。
b)将该滤纸剪好平铺在布氏漏斗上(剪掉的部分滤纸不要丢掉)。
c)将测定过沉降比的100mL量筒内的污泥全部倒人漏斗,过滤(用水冲净量筒,水也倒人漏斗)。
d)将载有污泥的滤纸移入称量瓶重,放入烘箱(103~105℃)中烘干恒重,称量并记录W2。
e)污泥干重= W2 - W14、污泥热值测定污水厂污泥具有较高的热值,在一定含水率下具有自持燃烧和用作能源的可能性热值:污泥热值采用氧弹分析仪测定m,实验测出可直接用于燃烧的含水率(添加适当其他有机废料)5、污泥粘滞性测定(找到最适进料含水率)初粘性测定仪初粘性:物体和压敏胶粘带粘性面之间以微小压力发生短暂接触时,胶粘带对物体的粘附作用称为初粘性。
采用斜面滚球法,通过钢球和测试试样粘性面之间以微小压力发生短暂接触时,胶粘带、标签等产品对钢球的附着力作用来测试试样初粘性。
1. TS、VS测定步骤:(1)先将洗净灼烧至恒重(600℃条件下大约60min)的坩埚称重G1;(2)称取重量为G的污泥,放入坩埚,将坩埚放入105℃的烘箱中烘烤24小时后取出,放在干燥器中冷却至室温,恒重,然后称重G2;(3)将坩埚放入600℃的马弗炉中灼烧2小时,取出后放入干燥器中冷却至室温后,恒重,称重G3;(4)用G2-G1除以污泥的重量得到污泥的TS;(5)用G2-G3除以污泥的(G2-G1)得到污泥的VS。
2. SS 、VSS测定步骤:(1)先将洗净灼烧的坩埚称重G1;(2)用移液管取10ml污泥,放入离心管中,放入离心机中以5000rpm离心5分钟;(3)倒出上清液,将管中污泥取出放入坩埚,用蒸馏水冲洗,冲洗水倒入坩埚,将坩埚放入105℃的烘箱中烘烤24小时后取出,放在干燥器中冷却至室温,然后称重G4;(4)将坩埚放入600℃的马弗炉中灼烧2小时,取出后放入干燥器中冷却至室温后称重G5;(5)用G4-G1除以污泥的体积得到污泥的SS;(6)用G4-G5除以污泥的体积得到污泥的VSS。
3. pH来源:城市污水处理厂污泥检验方法样品的预处理(1)对于脱水后的污泥样品称取5.00g置于150ml具塞磨口锥形瓶中,加入50ml无二氧化碳水浸泡,密封。
置于往复式振荡器上,于室温下振摇4h后,进行离心,离心5min后,取上清液用于pH测定。
(2)对于含水率大于99%的污泥,可直接将玻璃电极插入测定,但测定数值至少要保持恒定30s。
(3)对于不溶解性粘稠状污泥,则将样品进行离心5min后,将上清液倒入具塞的量筒中,收取足够量的上清液,作为待测样品进行测定。
4. 碱度来源:城市污水处理厂污泥检验方法4.1 试剂(1)无二氧化碳水:将pH 值不低于6.0的蒸馏水,煮沸15min ,加盖冷却至室温。
如蒸馏水pH 较低,可适当延长煮沸时间。
最后水的pH 》6.0。
(2)盐酸:ρ=1.19g/mL ,分析纯。
一、实验目的1. 了解污泥热值的定义和测定方法。
2. 掌握污泥热值测定的实验步骤和注意事项。
3. 分析污泥热值的影响因素,为污泥资源化利用提供理论依据。
二、实验原理污泥热值是指单位质量污泥在完全燃烧时所释放出的热量。
测定污泥热值可以帮助我们了解污泥的能量含量,为污泥的资源化利用提供依据。
本实验采用氧弹量热法测定污泥热值。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:污泥样品、蒸馏水、氧气、干燥剂等。
2. 实验仪器:氧弹量热仪、分析天平、干燥箱、量筒、移液管等。
四、实验步骤1. 样品准备:将污泥样品在干燥箱中干燥至恒重,取出后用分析天平称取一定量的样品,准确至0.0001g。
2. 氧弹准备:将氧弹洗净、干燥,并在氧弹内加入适量的蒸馏水。
3. 样品称量:将称取的污泥样品放入氧弹中,加入适量的蒸馏水,使样品完全浸没。
4. 充氧:打开氧弹充氧阀,向氧弹内充入氧气,直至压力达到规定值。
5. 测定:将充氧后的氧弹放入氧弹量热仪中,按照仪器操作规程进行测定。
6. 结果计算:根据实验数据,计算污泥热值。
五、实验结果与分析1. 实验数据| 样品质量(g) | 燃烧热量(kJ) | 污泥热值(kJ/kg) ||--------------|--------------|------------------|| 0.5000 | 2.4560 | 4.9120 |2. 结果分析根据实验数据,本次测定的污泥热值为 4.9120 kJ/kg。
污泥热值受多种因素影响,如污泥的有机物含量、水分含量、颗粒大小等。
(1)有机物含量:污泥中的有机物是产生热量的主要来源。
有机物含量越高,污泥热值越高。
(2)水分含量:污泥中的水分在燃烧过程中会蒸发,带走部分热量,导致污泥热值降低。
(3)颗粒大小:颗粒较小的污泥燃烧速度快,热量释放更充分,热值相对较高。
六、实验结论1. 通过本次实验,掌握了污泥热值的测定方法,为污泥资源化利用提供了理论依据。
2. 污泥热值受多种因素影响,实验结果表明,污泥热值与有机物含量、水分含量、颗粒大小等因素密切相关。
城市污水处理厂污泥热值及影响因素分析摘要:城市污水处理厂所产生的污泥利用焚烧方式进行处理,既可以实现废物资源化和再生资源回收利用,达到清洁生产的目的,又可以为企业提供了大量的热能。
本文首先阐述了污泥的成份、热值和污泥含水率等,接着阐述了污泥的热值与污泥含水率的关系,最后通过实验探讨了提高污泥热值的方法。
希望对相关人士有所帮助。
污水处理厂、污泥热值、含水率、影响因素一、前言目前,城市污水处理厂所处理的污泥主要为白土、滑石粉和碳酸钙等无机物以及细小纤维、短纤维、粗渣、碳黑、天然或合成黏合剂等有机物。
在处理这些污泥时,污水处理厂主要采用填埋、倾倒和焚烧等处理处置方式。
其中污泥焚烧既可以实现废物再生资源回收利用,达到清洁生产的目的,又可以为企业提供了大量的热能。
因此焚烧法处理尤其是流化床锅炉焚烧法处理在发达国家和我国部分外资企业得到了广泛的应用。
本文主要分析了污泥的成份和热值,接着对焚烧回收热值的可行性进行了探讨。
二、污泥的成份、热值及污泥含水率1、污泥是污水处理过程产生物,主要由低级有机物如氨基酸、腐植酸、细菌及其代谢产物、多环芳烃、杂环类化合物、有机硫化物、挥发性异臭物、有机氟化物等组成,此外,还含有无机物和汞、镉、铅等重金属物质。
污泥是污水处理产生的容积最大的副产品,一般含水率为80%左右,一般来说每万立方米生活污水处理量可产生5~6吨以上的含水率80%的脱水污泥。
2、污泥含水率。
污泥是一种含水率高(浓缩污泥含水率为97%左右,脱水污泥含水率为80%左右)、呈黑色或黑褐色的流体状物质。
污泥由水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成,结构松散、比表面积与孔隙率极高。
其特点是含水率高、脱水性差、易腐败、颗粒较细,从外观上看具有类似绒毛的分支与网状结构。
污泥脱水后为黑色泥饼,自然风干后呈颗粒状,硬度大且不易粉碎。
3、水分分布特性(1)间隙水又称为自由水,没有与污泥颗粒直接绑定。
一般要占污泥中总含水量的 65%-85%,这部分水是污泥浓缩的主要对象,可以通过重力分离。
污泥低温干化机网带对除湿效能影响的实验测试与分析*刘道广(上海同臣环保有限公司,上海200092)【摘要】研究了污泥低温干化机的网带层数与网带铺泥厚度对回风温度、湿度、出水产能及压降的影响,并以此评估出适用于污泥低温干化机网带干化污泥颗粒的最佳工况。
结果表明,在4层网带中(4层a 工况),污泥颗粒在0.60m/s 的网带送风速度下干燥后的出水产能最小为20.7kg/h,相比于2层网带中污泥颗粒在0.90m/s 下干燥后最大的出水产能(19.7kg/h )仍高5.1%,可知4层网带污泥颗粒干燥后的出水产能更多,干燥效果更好。
在网带层数的影响下,4层网带中的出水产能相较于2层网带最大可提升60.1%。
在网带铺泥厚度的影响下,4层网带中的出水产能最大可提升11.3%,2层网带中最大出水产能相较于最小出水产能提升了44.0%。
网带送风速度为0.90m/s 时的出水产能相较于网带送风速度为0.60m/s 时的出水产能最大可提升36.0%。
研究发现网带层数对污泥低温干化机的除湿效能影响最为重要。
【关键词】污泥干化;除湿效能;网带层数;网带厚度;网带送风速度中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1005-8206(2024)02-0069-06DOI :10.19841/ki.hjwsgc.2024.02.010Experimental Test and Analysis of the Influence of Sludge Low-temperature Dryer Mesh Belt on Dehumidification Efficiency LIU Daoguang(Shanghai Tongchen Environmental Protection Co.Ltd.,Shanghai200092)【Abstract 】The effects of the number of mesh belt layers and the thickness of the mesh belt sludge spreading on thereturn air temperature,humidity,aqueous output capacity,and pressure drop were investigated.The optimum working conditions applicable to the mesh belt of a sludge low-temperature dryer for sludge particles were evaluated.The result indicated that in four-layer mesh (a condition of four-layer a ),the sludge particles in the 0.60m/s mesh belt air velocity had the lowest water yield of 20.7kg/h after pared with the maximum water yield(19.7kg/h )of the sludge particles in the two-layer mesh belt after drying ,it was still 5.1%higher.It could be shown that the water yield after drying of the four-layer mesh belt sludge particles was more,and the drying effect was superior.Under the influence of the number of layers of mesh belt,the water yield of the four-layer mesh belt could be improved by 60.1%when compared to the two-layer mesh belt.Under the impact of the thickness of the mesh belt sludge spreading,the maximum output capacity of the four-layer mesh belt could be increased by 11.3%.And the maximum output capacity of the two-layer mesh belt could be increased by 44.0%when compared to the minimum output capacity.The maximum increase of the water yield under 0.90m/s mesh belt air velocity could be raised by 36.0%when compared to 0.60m/s.The study founded that the number of mesh belt layers had the greatest influence on the dehumidification efficiency of sludge low-temperature dryer.【Key words 】sludge drying;dehumidification efficiency;number of mesh belt layers;mesh belt thickness;mesh beltair velocity*基金项目:上海市科技创新行动计划项目(21DZ1210005)收稿日期:2023-12-18;录用日期:2024-03-12文章栏目:热化学处理与烟气污染控制文章类型:研究论文刘道广.污泥低温干化机网带对除湿效能影响的实验测试与分析[J ].环境卫生工程,2024,32(2):69-74.LIU D G.Experimental test and analysis of the influence of sludge low-temperature dryer mesh belt on dehumidification efficiency [J ].EnvironmentalSanitation Engineering ,2024,32(2):69-74.0引言针对污泥的处理处置技术主要有卫生填埋、干化焚烧、厌氧消化、土地利用和好氧堆肥技术[1]。
附件1剩余污泥指标测试方法主要指标PH 酸碱度TS 干物质含量VS 挥发性物质含量VFA 挥发性脂肪酸TCD 甲烷含量TP 总磷TN 总氮NH4+-N 氨氮PO43+-P 速效磷目录一污泥样品的PH测定—电位法 (1)二污泥TS,VS测定 (3)三气体CH4含量,VFA测定 (4)四污泥—全氮(TN)的测定 (6)五污泥—氨氮(NH4+-N)的测定 (9)六污泥—全磷(TP)的测定 (11)七污泥—速效磷(PO43+-P)测定 (13)一污泥样品的PH测定—电位法1. 药品1)PH 4.01标准缓冲溶夜:称取经105℃烘干的苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4,分析纯)。
10.21g溶于蒸馏水中,并稀释至1L。
2)PH 6.87标准缓冲溶夜:称取经50℃烘干的磷酸二氢钾(KH2PO4,分析纯)3.39g和经120℃烘干过的无水磷酸二氢钠(Na2HPO4,分析纯)3.53g溶于蒸馏水中,并稀释至1L。
3)PH 9.18标准缓冲溶夜:称取经105℃烘干的称取 3.80g硼砂(Na2B4O7·10H2O,分析纯)溶于无CO2蒸馏水中,并稀释至1L,此溶液PH易变,注意保存。
4).无二氧化碳蒸馏水。
将蒸馏水放入平底烧瓶中加热至沸腾,3-5min后取下冷却至室温(用带苏打石灰管的橡皮塞塞紧)。
2.主要仪器酸度计,天平3. 提取1)提取称取样品2g于50mL高型烧杯中,加入18g(相当于稀释20倍)无二氧化碳蒸馏水,剧烈搅拌1min,静置20min,同时将酸度计预热30min,用PH 9.18和PH 4.01的标准缓冲液反复校正仪器,使标准缓冲液的PH值与仪器标度上的PH一致。
2)测定将PH玻璃电极和甘汞电极同时插入样品悬浊液的上部清液中,待显示的PH 值稳定后,记录PH值。
每测定完一个样品需要蒸馏水冲洗电极,用干滤纸吸干。
每测定5-6个样品后,必须用PH缓冲液校正一次。
4. 注意事项1)测定时记录PH值平衡时间,随不同污泥而异,一般规定平衡1-2min读取PH值。
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1. TS、VS测定步骤:(1)先将洗净灼烧至恒重(600℃条件下大约60min)的坩埚称重G1;(2)称取重量为G的污泥,放入坩埚,将坩埚放入105℃的烘箱中烘烤24小时后取出,放在干燥器中冷却至室温,恒重,然后称重G2;(3)将坩埚放入600℃的马弗炉中灼烧2小时,取出后放入干燥器中冷却至室温后,恒重,称重G3;(4)用G2-G1除以污泥的重量得到污泥的TS;(5)用G2-G3除以污泥的(G2-G1)得到污泥的VS。
2. SS 、VSS测定步骤:(1)先将洗净灼烧的坩埚称重G1;(2)用移液管取10ml污泥,放入离心管中,放入离心机中以5000rpm离心5分钟;(3)倒出上清液,将管中污泥取出放入坩埚,用蒸馏水冲洗,冲洗水倒入坩埚,将坩埚放入105℃的烘箱中烘烤24小时后取出,放在干燥器中冷却至室温,然后称重G4;(4)将坩埚放入600℃的马弗炉中灼烧2小时,取出后放入干燥器中冷却至室温后称重G5;(5)用G4-G1除以污泥的体积得到污泥的SS;(6)用G4-G5除以污泥的体积得到污泥的VSS。
3. pH来源:城市污水处理厂污泥检验方法样品的预处理(1)对于脱水后的污泥样品称取5.00g置于150ml具塞磨口锥形瓶中,加入50ml无二氧化碳水浸泡,密封。
置于往复式振荡器上,于室温下振摇4h后,进行离心,离心5min后,取上清液用于pH测定。
(2)对于含水率大于99%的污泥,可直接将玻璃电极插入测定,但测定数值至少要保持恒定30s。
(3)对于不溶解性粘稠状污泥,则将样品进行离心5min后,将上清液倒入具塞的量筒中,收取足够量的上清液,作为待测样品进行测定。
4. 碱度来源:城市污水处理厂污泥检验方法4.1 试剂(1)无二氧化碳水:将pH 值不低于6.0的蒸馏水,煮沸15min ,加盖冷却至室温。
如蒸馏水pH 较低,可适当延长煮沸时间。
最后水的pH 》6.0。
(2)盐酸:ρ=1.19g/mL ,分析纯。
(3)碳酸钠标准溶液(c(2312Na CO ))=0.0250mol/L):称取1.3249g(在250℃烘干4h)的无水碳酸钠,溶于少量无二氧化碳水中,移入1000ml 容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
贮于聚乙烯瓶中,保存时间不要超过一周。
(4)盐酸标准溶液(c(HCl)=0.0250mol/L ):用刻度吸管吸取2.1ml 盐酸,并用蒸馏水稀释至1000ml ,此溶液浓度c ≈0.025mol/L,其准确浓度按下法标定。
用大肚吸管吸取20.00ml 碳酸钠标准溶液与250mL 锥形瓶中,用无二氧化碳水稀释至约80mL ,将烧杯放在电磁搅拌器上,连续搅拌,用盐酸标准溶液滴定至pH=4.4,记录盐酸标准溶液用量V ,同时做一空白试验,记录盐酸标准液用量V 0 ,按下式计算:20.000.0250c V V ⨯=- C-盐酸标准溶液的浓度的值,单位为摩尔每升(mol/L );V-盐酸标准溶液用量体积的数值,单位为毫升(mL );V 0-空白试验盐酸标准溶液用量体积的数值,单位为毫升(mL )4.2 步骤(1) 对于含水率较高的污泥,离心后取上清液待测;对于含水率较低的污泥称取20g 至50g (视污泥中总碱度而定),准确至0.01g ,记为m ,将样品置于广口瓶中,按泥水比1:15(质量分数)准确加入无二氧化碳蒸馏水,记录加入到污泥中的水量,剧烈振荡10min ,静置30min 后用中速滤纸过滤上层水层得到过滤液。
若滤液颜色较深或较混浊,可加少量活性炭,摇匀,再过滤,取滤液待测。
(2) 取50ml 待测液(V )于200ml 烧杯中,插入pH 电极,打开磁力搅拌器,边搅拌边加入盐酸标准溶液至pH 计读数为3.70,记录盐酸标准溶液用量V 2 ,同时用无二氧化碳 蒸馏水做空白试验,记录用量V 14.3 计算(1)对于含水率较高的污泥,总碱度以氧化钙(CaO )或碳酸钙(CaCO 3)的浓度ρ计,数值以毫克每升(mg/L )表示,按下式计算:21()1000M c V V Vρ=⨯-⨯⨯ (2)对于含水率较低的污泥,总碱度以氧化钙(CaO )或碳酸钙(CaCO 3)的质量分数ω表示,数值以毫克每千克(mg/kg )表示,按下式计算:021()1000(1)V M c V V m f Vω=⨯-⨯⨯⨯⨯- 式中:c-盐酸标准溶液浓度的数值,单位为摩尔每升(mol/L );V 2-滴定样品试液所需盐酸标准溶液的用量的数值,单位为毫升(mL ); V 1-滴定空白试液所需盐酸标准溶液的用量的数值,单位为毫升(mL ); M-氧化钙(12CaO )或碳酸钙(312CaCO )摩尔质量的数值,单位为克每摩尔(g/mol ),(M=28.04或52.05);V 0-加入到污泥中的水量和污泥的含水量的数值,单位为毫升(mL );m-称取污泥样品质量的数值,单位为克(g );V-量取待测溶液体积的数值,单位为毫升(mL );f- 污泥含水率的数值5. TCOD 、SCOD来源:水和废水监测分析方法名称:快速密闭催化消解法(含光度法)(1)方法的适用范围用0.25mol/L 浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L 的COD 值,未经稀释水样的测定上限是700mg/L 。
用0.025mol/L 浓度的重铬酸钾溶液可测定5-50mg/L 的COD 值,但低于10mg/L 时测量准确度较差。
(2)试剂① 重铬酸钾标准溶液(1/6K 2Cr 2O 7=0.2500mol/L ):称取预先在120℃烘干2h 的基准或优级纯K 2Cr 2O 712.258g 溶于水中,移入1000ml 容量瓶,稀释至标线,摇匀。
②试亚铁灵指示液:称取1.458g 邻菲啰啉(C 12H 8N 2·H 2O ,1,10-phenanthroline ),0.695g 硫酸亚铁(FeSO 4·7H 2O )溶于水中,稀释至100ml ,贮于棕色瓶内。
③硫酸亚铁铵标准溶液〔(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 〕≈0.1mol/L :称取39.5g (NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 溶解于水中,边搅拌边缓慢加入20ml 浓硫酸,冷却后移入1000ml 容量瓶中,用水稀释至标线,临用前用0.1000mol/L 的K 2Cr 2O 7标准溶液标定。
标定方法:准确吸取10.00ml 重铬酸钾标准溶液于500ml 锥形瓶中,加水稀释至110ml 左右,缓慢加入30ml 浓硫酸,混匀。
冷却后,加入3滴试亚铁灵指示液(约0.15ml ),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
[]42420.250010.00()()C NH Fe SO V⨯=式中:C-硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L );V-硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量(ml ) ④硫酸-硫酸银溶液:于2500ml 浓硫酸中加入25g 硫酸银。
放置1~2d ,不时摇动使其溶解(如无2500ml 容器,可在500ml 浓硫酸中加入5g 硫酸银)⑤硫酸汞:结晶或粉末(3)标准曲线的绘制:称取0.8502g 邻苯二甲酸氢钾(基准试剂)用重蒸水溶解后,转至1000ml 容量瓶中,用重蒸水稀释至标线。
此贮备液COD 值为1000mg/L 。
分别取上述贮备液5ml ,10ml ,20ml ,40ml ,60ml ,80ml 于100ml 容量瓶中,加水稀释至标线,可得到COD 值分别为50mg/L,100mg/L,200mg/L,400mg/L,600mg/L ,800mg/L 及原液为1000mg/L 标准使用液系列。
然后按滴定法操作取样并进行消解。
消解完毕后,打开加热管的密封盖,用吸管加入3.0ml 蒸馏水,盖好盖,摇匀冷却后,将溶液倒入3cm 比色皿中(空白按全过程操作),在600nm 处以试剂空白为参比,读取吸光度。
绘制标准曲线,并求出回归方程式。
(4)样品测定:COD(O 2,mg/L)=A ·F ·K式中: A-样品的吸光度;F-稀释倍数;K-曲线的斜率,即A=1时的COD 值6. 总氮(水和废水监测分析方法)(1)适用范围该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。
方法检测下限为0.05mg/L ;测定上限为4mg/L 。
(2)仪器紫外分光光度计;压力蒸汽消毒器或民用压力锅,压力为 1.1-1.3kg/cm2,相对温度为120-124℃;25ml具塞玻璃磨口比色管(3)试剂1)无氨水:每升水中加入0.1ml浓硫酸,蒸馏。
收集馏出液于玻璃容器中或用新制备的去离子水。
2)20%氢氧化钠溶液:称取20g氢氧化钠,溶于无氨水中,稀释至100ml。
3)碱性过硫酸钾溶液:称取40g过硫酸钾(K2S2O8),15g氢氧化钠,溶于无氨水中,稀释至1000ml。
溶液存放在聚乙烯瓶内,可贮存一周。
4)(1+9)盐酸5)硝酸钾标准溶液:①标准贮备液:称取0.7218g经105-110℃烘干4h的优级纯硝酸钾(KNO3)溶于无氨μ硝酸盐氮。
加入2ml三氯甲水中,移至1000ml容量瓶中,定容。
此溶液每毫升含100g烷为保护剂,至少可稳定6个月。
μ硝②硝酸钾标准使用液:将贮备液用无氨水稀释10倍而得。
此溶液每毫升含10g酸盐氮。
(4)步骤1) 标准曲线的绘制①分别吸取0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00ml硝酸钾标准使用溶液于25ml 比色管中,用无氨水稀释至10ml标线。
②加入5ml碱性过硫酸钾溶液,塞紧磨口塞,用纱布及纱绳裹紧管塞,以防迸溅出。
③将比色管置于压力蒸汽消毒器中,加热0.5h,放气使压力指针回零。
然后升温至120-124℃开始计时(或将比色管置于民用压力锅中,加热至顶压阀吹气开始计时),使比色管在过热水蒸气中加热0.5h。
④自然冷却,开阀放气,移去外盖,取出比色管并冷至室温。
⑤加入(1+9)盐酸1ml,用无氨水稀释至25ml标线。
⑥在紫外分光光度计上,以无氨水作参比,用10mm石英比色皿分别在220nm及275nm波长处测定吸光度。
用校正的吸光度绘制标准曲线。
2)样品测定步骤μ)。
按标准曲线绘制步骤②至⑥操作。
取10ml水样,或取适量水样(使氮含量为20-80g然后按校正吸光度,在校准曲线上查出相应的总氮量,再用下列公司计算总氮含量。
m总氮(mg/L)=V);式中:m-从校准曲线上查得的含氮量(gV-所取水样体积(ml)。
7. 氨氮(纳式试剂光度法)(水和废水监测分析方法)(1)干扰及消除脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物,以及铁、锰、镁和硫等无机离子,因产生异色或混浊而引起干扰,水中颜色和浑浊亦影响比色。