污泥电渗干燥机——二次干燥部分开题报告

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1、开题报告污泥电渗干燥机——二次干燥部分一、选题的背景、意义污泥泛指由水与废水处理中产生的固液混合物,一般固含量在0.25%-12%之间。污泥组成十分复杂，且水分比例极高不易脱水,欲使污泥处理达到优良标准,所需要的运行成本很高。此外,原本废水中所含的有机物、重金属、致病微生物等有害物质在移出后可能被浓缩于污泥中,如果得不到处理,会对环境造成严重的污染。全面深入了解污泥的一般特性,发展妥善处理污泥技术,以达到减量化,无害化,资源化的目标,已成为当前世界普遍关心的重要课题。现在国内的污泥问题十分严重。据不完全统计,全

2、国不同规模、不同程度的城市污水厂有100多座,污水排放量约为4.47x/天。每天所产生的污泥量约为污水处理量的0.5%-10%,数量十分惊人。目前,我国只有在较大城市才进行污泥处理,处理的方法以土地弃置和堆肥为主。污泥处理的投资和运行费用相当巨大。目前，常用的污泥干化工艺有以下几种：1）转筒干燥工艺该工艺特点：结构新颖，操作弹性大，干燥强度大，流程简短，操作简便。2）打散转筒干燥工艺该工艺特点：热能消耗低，占地面积小，适于干燥高湿高粘物料。3）浆叶干燥工艺该工艺特点：占地少，热效率高，零污染排放，干燥环境好。4

3、）内加热流化床干燥工艺该工艺特点：节能高效，占地面积小，投资省，减轻环保压力。随着污泥干燥技术的完善与革新,直接推动了污泥处置手段的发展,拓展了污泥处置手段的选择范围,使之在安全性、可靠性、可持续性等方面得到越来越可靠的保证。但干燥设备的能耗在工业发达国家超过其能耗总量的10%。因此,降低干燥设备能耗是涉及面广的长远课题。近期内污泥干燥技术要有突破性进展还相当困难,一般是趋于技术革新。目前,在世界范围内干燥设备的主要研究方向是有效利用能源、提高产品质量与产量、减少环境污染、安全操作、易于控制和一机多用等。具体发

4、展趋势为:(l)在直接式干燥器中使用过热蒸汽作为干燥介质。(2)大量使用间接加热方式。(3)采用组合式传热方式(对流、传导与介电或热辐射的组合)。(4)采用容积式加热(微波或高频场)。(5)组合使用不同类型干燥器。(6)运用新型气固接触技术即二维喷动床、旋转喷动床等。(7)应用计算机辅助设计;设计灵活的、多用途的干燥器。(8)使用模糊逻辑、神经网、专家系统等实现干燥过程的控制。目前，我国的污泥干燥技术与国外先进技术相比还比较落后，污水处理厂对于污泥处理的效果不是很明显。因此，对于污泥干燥的研究有很重大的意义，能

5、大大改善环境情况。而污泥电渗干燥的方法是比较新颖的。二、相关研究的最新成果及动态软粘土、疏浚淤泥、工业尾矿和污泥的快速固结和脱水是目前社会发展需要解决的重要问题。电渗固结技术通过施加直流电场,使土体产生电渗排水固结从而提高强度,是高含水率、低渗透性软土材料高效脱水和快速固结的有效技术。19世纪初,俄国学者Reuss发现了粘土中的电渗现象。20世纪30年代Casagrande意识到电渗处理对提高细粒土的抗剪强度和稳定性有重要作用，并将电渗技术应用于岩土工程中的软土加固，之后各国学者在电渗加固机理与应用方面开展了大

6、量的研究工作。电渗滤水的优点是在污泥脱水过程中不使用任何外加剂的情况下实现了污泥的优良工作性，达到“大水灰质量比施工，小水灰质量比凝结”的目的，且施工简便，是一种崭新的绿色污泥施工方法;由于不掺加任何外加剂，解决了外加剂带来的环境污染、污泥长期性能不稳定等问题,并且可以显著降低成本；由于大水灰质量比施工,因而满足污泥的触变性要求：浇筑完成后是半固体,浇注过程中是流体,所以基本不用振捣,减少了噪音对环境的污染。由于电渗滤水使污泥的凝结水灰质量比变小,污泥强度得以提高。采用电渗滤水技术实质是增加了Ee(滤水水头),

7、因而可以提高滤水速度。这样可以在初凝前完成滤水,以免留下滤水孔道,降低污泥的强度和耐久性。电渗时由于水的流动把气泡带走，可以使污泥更加密实。电渗的作用机理很复杂,电渗流主要是由电场中双电层内部离子携水分子定向移动所致。如果不考虑流动电位的影响,电渗流可以简化表示成与Datcy定律类似的形式：式中:为电渗流速,为电渗系数,为电势梯度,为电势。当土的水力渗透系数不高于0.1m/s时,预压排水固结就比较困难,而电渗固结则较为有效。图1是电渗实验设备的原理图。图1　电渗试验设备示意图电渗过程中土体电流和电渗出流体积以及

8、土体各部分含水量、pH值和电阻的变化规律,得到以下主要结论:电渗过程中电流和电渗出流速率不断变小,干密度越高的试样电渗出体积越小且持续时间越短;电渗试验结束后阳极附近含水量低于阴极,中间含水量最低的位置会随土性和电渗条件而变化,干密度较高的试样含水量变化较小;电渗结束后土体内部pH值呈现阳极酸性阴极碱性的分布规律,电渗出流的pH值随时间而增长并逐渐稳定,且与土样干密度关系不大；整个电渗