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应用微波干燥技术制造颗粒肥料的研究

污泥烘干的社会意义

污泥是生化法污水处理过程中不可避免的二次污染物,而它的高含水率与难脱水性成为其处理和利用的主要障碍。现代社会要求不断增进污水的处理导致污泥产量大量增加使得其处置管理不断地受到挑战。如何有效地处置日益增加的污泥,既不使成本过高,又不对环境构成二次污染,是环境工程界最为关注的课题之一。

污泥烘干制成颗粒肥料或同时加入化肥制成混合肥料进入市场销售的办法,可以达到既可以安全、方便使用又可以平衡污泥处置费用的目的。污泥制肥农用符合废物回用的世界性思潮,可能是一种优先采用的最终处置选择。因此,开发新型高效的污泥干燥制肥技术是解决城市污水处理厂污泥出路难,促使污泥减量化、无害化、资源化的重要途径之一。

污泥微波干燥灭菌技术优势

微波干燥和灭菌技术应用于中小型污水厂污泥的就地处置制肥,将具有快速、高效、环境资源回收率高、省时节能、成本低等优点,因此,开发小型微波干燥污泥滤饼制造颗粒肥料设备将具有广阔的应用前景。

干燥方法、特点与技术路线

1、干燥方法及特点

热干燥污水污泥是污泥处理的一种简单方法。干燥可以把新鲜污水污泥转变成可储存和散布的产品。微波干燥是利用微波内部加热特点和抽风机形成负压对流,使滤饼内外产生压力梯度排出水分达到加速干燥目的,烘干设备的抽风系统一方面可以对流带走水分,另一方面使干燥器中形成负压防止了恶臭气体的散逸,干燥产品疏松易于破碎制成颗粒肥料,利用微波低温加热和均匀加热的特点达到节能灭菌的效果,实现清洁生产。微波能不需要经过对流和传导等中间介质作为热的媒质,而是直接深入到物料内部加热的,能量损失小于接触干燥器和对流干燥器。

2、微波干燥的技术路线

进行微波干燥污泥滤饼实验,就是为了研究污泥滤饼在微波干燥设备条件下,探求我们关心的干燥过程的周期、能耗及产品质量三大要素所受干燥条件的影响程度,寻找出描述这一干燥过程的宏观数学模型,为生产实践提供依据,为进一步进行深入的理论研究提供基础。据此,我们将实验的定量指标定为干燥速率(以整个干燥过程的平均速率为准)。同时也将每种工况下的总能耗做为定量指标。而将产品的质量(灭菌效果、疏松度)定为定性指标。分别求出有关的数学模型。为了使实验研究的结果具有广泛的代表性和可靠性,而避免带有盲目性的选择实验工况,无谓地增加实验工作量。在这里我们引入试验的优化技术——多元线性回归正交设计试验进行实验工况的区段性研究。对于本实验的具体情况,我们将控制的因素,亦即干燥条件定为微波功率、干燥室中真空度、干燥室中干湿球温度、排气干湿球温度、污泥滤饼量等因素。同时,在回归正交设计时,我们将考虑微波功率与干燥室中真空度的交互作用。据此,根据优化试验方法选出有代表性的工况实验点以全面反映整个区段的情况,提高了实验的可靠性,更便于寻求最优生产工况。

结语

  通过研制微波干燥污泥滤饼小型实验设备,探索微波干燥污泥能量利用效果和杀灭致病菌、寄生虫卵效果最佳工艺参数,建立干燥过程中微波电磁场与热质传递的偶合模型并考虑与灭菌效果的关系,提供中试设备方案,为解决城市污水处理厂污泥出路难,促使污泥减量化、无害化、资源化提供重要途径。

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