城市污泥dme萃取深度脱水资源化技术研究

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1、隶．轫大·譬博士学位论文万方数据城市污泥DME萃取深度脱水资源化技术研究导师姓名：．奎左宝黄瑾万方数据TECHNICALSTUDY0INRESOURCEOFDEⅥ厂ATEREDSEⅥ厂AGESLUGEUSⅢGDMEADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityForAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYL1NZi-zengSupervisedbyLIXian—ningandHuangYingSchoolofEnergy&EnviromentSoutheastUniversityOctober2014

2、万方数据东南大学毕业论文独创性声明本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：趔口期：为，严、，。．I乙东南大学毕业论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交毕业论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相

3、一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：越至导师签名：日期：兰!坠!-哆万方数据摘要城市污泥DME萃取深度脱水资源化技术研究城市污泥处理处置已成为当前环境工程的一大课题，污泥的高含水率造成处理处置困难，污泥脱水是污泥处理处置的基础和核心。污泥脱水方法主要包括浓缩和机械脱水，常规方法污泥脱水后含水率一般在80％左右，难以达到后续处置对含水率55％．65％的深度脱水要求，造成资源化处置困难。城市污泥DME萃取深度脱水是

4、一种全新的污泥脱水技术，技术利用DME的吸水特性，使污泥中水分转入DME系统实现污泥脱水，后在释压条件下使DME挥发并加压回收重复使用。通过DME气液两相变化完成污泥深度脱水，并结合污泥制砖、烧陶，可完成污泥资源化处置。课题研究对于解决我国目前普遍存在的污泥环境难题，具有重要现实意义。论文针对城市污泥处理处置困难现状，研发了一种新的城市污泥深度脱水资源化技术。在论证城市污泥DME萃取深度脱水可行性基础上，进行了城市污泥DME萃取脱水的小试实验，深入研究其脱水工艺条件及机理，分析了城市污泥DME循环萃取的深度脱水效果、影响因素、限制条件，建立并验证了城市污泥DME萃取深度脱水

5、的动力学方程。在此基础上，开展了城市污泥DME萃取深度脱水中试试验和应用性研究，考察了DME循环利用率及萃取工艺能耗，测定了脱水污泥的燃烧热值、有机物含量和失重率，在分析比较污泥最终处置方式合理性基础上，以粘土、页岩粉为原料，脱水污泥为辅料，进行了资源化制砖、烧陶研究，确认了深度脱水污泥资源化处置的可行性。城市污泥DME萃取脱水机理研究表明，DME萃取脱水技术可行。直径1．05cm以下颗粒污泥，在液固萃取浓度40mL／g、萃取时间45rain条件下，可以有效实现深度脱水(含水率P《5％)。影响污泥脱水的主要因素依次为液固萃取浓度矿>萃取时间t>颗粒粒径，，。液固萃取浓度和萃

6、取时间增加，脱水效果提高，6．79H20／1009DME溶解度是深度脱水的限制条件。颗粒粒径越小，比表面积越大，脱水速率越快，脱水效果越好。根据临界时间L划分，城市污泥DME萃取深度脱水可分为脱水起始和后续两阶段，两阶段脱水速率分别服从零级与一级反应规律，并存在H>H关系。在萃取脱水全过程，可以根据脱水速率、脱水率公式调节脱水速率，控制脱水效果。该技术脱水速率快，DME利用率高，对污泥中自由水的去除效果好，不改变污泥有机物含量，燃烧热值高，适合作为制砖、烧陶等内燃料进行资源化处置。城市污泥DME萃取脱水应用研究表明：DME脱水受污泥组分影响不大，五种不同性质污泥脱水后的含水

7、率均可达到20％，脱水效果好，可根本解决污泥含水率过高引起的后续处置问题。污泥脱出水和污水厂污水性质基本相似，可生化性良好，可进入污水厂处理排放；萃取后DME中含有大量水分，采用释压汽化法分离DME，分离后DME气体巾含有微量水蒸气，通过干燥装置可以彻底去除其中的水分，DME加压回收循环利用量可达98％。本技术脱水单位能耗为953．115lkJ／kgH20，远低于污泥加热干燥蒸发能耗2260万方数据东南大学博士学位论文kJ／kg，使用DME萃取技术脱水可大量节能。粘土、页岩粉掺加含水污泥可以制砖烧陶，但污泥含水率高