污泥间接薄层干燥与热压力耦合脱水干燥研究
发布时间：2023-12-02 14:59
市政污泥是城市污水处理过程中产生的固体废弃物,经机械脱水后含水率在75%-87%之间,具有含水率高、体积大等特点,需采用干燥方法进一步去除水分。当前常用的传导干燥设备具有连续运行困难,进料需干污泥返混、水分蒸发量低等特点。本文在污泥固液结合形式及胶粘相机理研究基础上,进行了污泥间接干燥特性研究及机理探讨,并基于此开发了转鼓式压膜污泥干燥机,可实现液体水分脱除、设备连续运行且无需干污泥返混,从而为污泥干燥处理提供了一种新的设备和方法。 首先论文重点介绍了污泥干燥类型、设备及各种新型深度脱水方法,并对现有污泥干燥研究理论、方法、模型进行了综述。 对实验用污泥进行了性质分析,包括元素分析、工业分析等。采用热重、差热、扫描电镜、核磁共振成像等分析方法分析了不同含水率污泥的水分分布特点,得出了污泥胶粘相对应含水率区间。并基于不同含水率污泥特点分析了胶粘相成因。粘度测试结果表明高含水率污泥属于触变性流体。 结合污泥干燥曲线、干燥速率曲线、表面温度与干燥时间关系曲线分析了污泥卤素干燥及间壁干燥特性。引入多重分形理论分析污泥干燥速率曲线及不同厚度污泥干燥裂纹分布,计算结果显示干燥速率曲线和干燥产生裂纹...
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 污泥概述
1.1.1 污泥的定义
1.1.2 污泥的来源与分类
1.1.3 污泥的性质
1.2 污泥的处理处置技术
1.2.1 未经处理污泥的危害及处理的意义
1.2.2 污泥处理处置的相关法律法规及标准
1.2.3 污泥处理技术
1.2.4 污泥处置技术
1.3 污泥干燥技术
1.3.1 污泥干燥定义
1.3.2 污泥干燥工艺类型
1.4 污泥干燥基础研究
1.5 本文主要研究目的和内容
2 污泥基本理化性质及水分分布研究
2.1 引言
2.2 污泥样品基本理化性质
2.3 污泥中的水分分布形式
2.3.1 热重分析
2.3.2 DSC分析
2.3.3 SEM分析
2.3.4 核磁共振成像分析
2.3.5 粘度分析
2.4 本章小结
3 污泥干燥特性及影响因素研究
3.1 引言
3.2 实验过程和实验方法
3.2.1 实验物料
3.2.2 脱水污泥干燥实验方法
3.3 污泥干燥实验结果与分析
3.3.1 间壁干燥过程中污泥的形态变化
3.3.2 卤素灯干燥特性影响研究
3.3.3 间壁干燥特性影响研究
3.3.4 干燥过程多重分形特性研究
3.3.5 干燥宏观微观图像对比及计算
3.4 污泥薄层间壁干燥冷凝水性质分析
3.4.1 概述
3.4.2 污泥干燥实验描述
3.4.3 实验结果及讨论
3.5 本章小结
4 污泥干燥传热传质的数值模拟
4.1 引言
4.2 污泥水分吸附等温曲线及吸附动力学研究
4.2.1 概述
4.2.2 污泥水分吸附等温曲线的分析
4.3 污泥干燥传热传质模拟的控制方程
4.4 污泥性能参数的确定
4.4.1 污泥密度、比热、水分蒸发焓的确定
4.4.2 污泥等效热扩散系数及等效导热系数的确定
4.4.3 污泥有效扩散系数的确定
4.5 间壁加热污泥薄层干燥的模拟
4.5.1 间壁干燥边界条件和初始条件
4.5.2 输入的参数
4.5.3 求解方法
4.5.4 模拟结果
4.6 本章小结
5 污泥薄层热压力耦合脱水干燥试验研究
5.1 引言
5.2 脱水污泥热压力耦合深度脱水特性研究
5.2.1 实验过程描述
5.2.2 实验结果及分析
5.2.3 热脱水后污泥性质研究
5.3 本章小结
6 间接薄层污泥干燥机—转鼓式压膜干燥机的研制开发
6.1 开发间接薄层污泥干燥机的缘起
6.2 转鼓压膜污泥干燥机的设计开发
6.2.1 干燥机结构设计及改进
6.2.2 干燥机滤布选取的针对性试验
6.3 有机载热体加热系统的设计计算及干燥机试验结果分析
6.3.1 有机载热体加热系统的设计计算
6.3.2 干燥机干燥实验结果及分析
6.4 干燥过程中污泥预改性的研究
6.4.1 不同掺入料对污泥含水率的影响研究
6.4.2 不同掺入料对污泥含水率的影响研究
6.5 污泥干燥工程应用实例
6.5.1 污泥干燥工程概况
6.5.2 污泥干燥处理工程质量平衡和能量平衡分析
6.5.3 12吨/天处理量转鼓式压膜干燥机运行试验
6.6 本章小结
7 结论和展望
7.1 结论
7.2 展望
创新点摘要
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
攻读博士学位期间申请专利
致谢
作者简介
本文编号：3869901
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 污泥概述
1.1.1 污泥的定义
1.1.2 污泥的来源与分类
1.1.3 污泥的性质
1.2 污泥的处理处置技术
1.2.1 未经处理污泥的危害及处理的意义
1.2.2 污泥处理处置的相关法律法规及标准
1.2.3 污泥处理技术
1.2.4 污泥处置技术
1.3 污泥干燥技术
1.3.1 污泥干燥定义
1.3.2 污泥干燥工艺类型
1.4 污泥干燥基础研究
1.5 本文主要研究目的和内容
2 污泥基本理化性质及水分分布研究
2.1 引言
2.2 污泥样品基本理化性质
2.3 污泥中的水分分布形式
2.3.1 热重分析
2.3.2 DSC分析
2.3.3 SEM分析
2.3.4 核磁共振成像分析
2.3.5 粘度分析
2.4 本章小结
3 污泥干燥特性及影响因素研究
3.1 引言
3.2 实验过程和实验方法
3.2.1 实验物料
3.2.2 脱水污泥干燥实验方法
3.3 污泥干燥实验结果与分析
3.3.1 间壁干燥过程中污泥的形态变化
3.3.2 卤素灯干燥特性影响研究
3.3.3 间壁干燥特性影响研究
3.3.4 干燥过程多重分形特性研究
3.3.5 干燥宏观微观图像对比及计算
3.4 污泥薄层间壁干燥冷凝水性质分析
3.4.1 概述
3.4.2 污泥干燥实验描述
3.4.3 实验结果及讨论
3.5 本章小结
4 污泥干燥传热传质的数值模拟
4.1 引言
4.2 污泥水分吸附等温曲线及吸附动力学研究
4.2.1 概述
4.2.2 污泥水分吸附等温曲线的分析
4.3 污泥干燥传热传质模拟的控制方程
4.4 污泥性能参数的确定
4.4.1 污泥密度、比热、水分蒸发焓的确定
4.4.2 污泥等效热扩散系数及等效导热系数的确定
4.4.3 污泥有效扩散系数的确定
4.5 间壁加热污泥薄层干燥的模拟
4.5.1 间壁干燥边界条件和初始条件
4.5.2 输入的参数
4.5.3 求解方法
4.5.4 模拟结果
4.6 本章小结
5 污泥薄层热压力耦合脱水干燥试验研究
5.1 引言
5.2 脱水污泥热压力耦合深度脱水特性研究
5.2.1 实验过程描述
5.2.2 实验结果及分析
5.2.3 热脱水后污泥性质研究
5.3 本章小结
6 间接薄层污泥干燥机—转鼓式压膜干燥机的研制开发
6.1 开发间接薄层污泥干燥机的缘起
6.2 转鼓压膜污泥干燥机的设计开发
6.2.1 干燥机结构设计及改进
6.2.2 干燥机滤布选取的针对性试验
6.3 有机载热体加热系统的设计计算及干燥机试验结果分析
6.3.1 有机载热体加热系统的设计计算
6.3.2 干燥机干燥实验结果及分析
6.4 干燥过程中污泥预改性的研究
6.4.1 不同掺入料对污泥含水率的影响研究
6.4.2 不同掺入料对污泥含水率的影响研究
6.5 污泥干燥工程应用实例
6.5.1 污泥干燥工程概况
6.5.2 污泥干燥处理工程质量平衡和能量平衡分析
6.5.3 12吨/天处理量转鼓式压膜干燥机运行试验
6.6 本章小结
7 结论和展望
7.1 结论
7.2 展望
创新点摘要
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
攻读博士学位期间申请专利
致谢
作者简介
本文编号：3869901
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