污泥脱水的过程

   

污泥一般指污水或废水生物法处理流程中产生的以有机物为主,介于液体和固体之间的浓稠物,亲水性很强,往往不易脱水,经过传统的离心、压滤等方式脱水后,其含水率一般依然高达78-82%左右。

污泥中水分一般包括自由水、间隙水、表层水和结合水,以含水率95%的浓缩污泥为例,自由水和间隙水约占70%,表层水约占22%,结合水约占8%。

1 污泥水分布形态

污泥干化主要由污泥表面水分的蒸发和污泥内部水分迁移至表面两个过程组成。随着污泥干化脱水程度增加,污泥内部水分迁移至表面的速度不断下降,为了保持污泥干化速度,需要增加热能供应。污泥脱水干化难度依次为:自由水<间隙水<表层水<结合水

污泥干化一般分为四个过程:增速阶段、恒速阶段、第一降速阶段、第二降速阶段,增速和恒速阶段主要脱出自由水,第一降速阶段脱出间隙水,第二降速阶段脱出表层水,结合水的脱出需要破坏细胞结构,需要额外消耗能量。

2 污泥干化速率曲线

污泥干化脱水操作温度越高,脱水速度越快,但是随着温度升高,污泥有机将发生不同程度热解。当温度小于150℃,污泥中有机质在干化过程中不发生热解,当温度超过270℃,污泥水分和有机质同步释放,污泥有机质含量明显降低,表明已经发生了有机质热解。污泥脱水温度在270℃,其污泥热值降低40%左右,也说明了污泥有机质被分解。当脱水温度升高至400℃,污泥热值基本为零。因此,污泥脱水采用高温还是低温工艺,需要根据污泥资源化处置需求确定。

参考文献:《污泥热干化过程中污染物的释放与控制研究》,浙江大学博士论文,2018.6