? ? ? 近年來(lái)，隨著城鎮(zhèn)化的蓬勃發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重。十三五規(guī)劃建議明確指出，我國(guó)現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)存在巨大空缺，應(yīng)大力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)生活污水垃圾處理設(shè)施全覆蓋和穩(wěn)定運(yùn)行。
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? ? ? ?污水曝氣羅茨風(fēng)機(jī)將高壓空氣吹入水體表層或底層，通過(guò)推動(dòng)水流連續(xù)循環(huán)流動(dòng)將污水進(jìn)行攪拌增加水與空氣的接觸面積，增加養(yǎng)殖水池內(nèi)的含氧量，使有機(jī)物、微生物及氧之間充分混合接觸，也為好氧微生物提供氧氣。
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? ? ???污水曝氣羅茨風(fēng)機(jī)同時(shí)具有好氧曝氣和厭氧攪拌的雙重功能, 更能促進(jìn)水體加速循環(huán)能清除長(zhǎng)期擱置在水中不至于腐化的有機(jī)物,它還具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解以及除泡等作用。
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? ? ? ?污水處理是指為使水質(zhì)達(dá)到一定使用標(biāo)準(zhǔn)而采取的物理、化學(xué)措施。飲用水的最低標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)保部門(mén)制定。工業(yè)用水有自己的要求。水的溫度、顏色、透明度、氣味、味道等物理特性是判斷水質(zhì)好壞的基本標(biāo)準(zhǔn)。水的化學(xué)特性，如其酸堿度、所溶解的固體物濃度和氧氣含量等，也是判斷水質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。
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? ? ? ?本公司生產(chǎn)的污水曝氣羅茨鼓風(fēng)機(jī)，示圖：

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? ? ? ?本實(shí)驗(yàn)由某一污水處理廠為例，進(jìn)行污泥薄層干燥特性研究，得到其在不同溫度、厚度條件下半干化處理的干燥速率、失水曲線，引入了干燥動(dòng)力學(xué)模型——Midilli模型，獲得污泥中濕分的有效擴(kuò)散系數(shù)和干燥活化能等參數(shù)。
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? ? ? ?據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)5年間我國(guó)將排放4 000 億t污水，處理這些污水的污泥產(chǎn)量約為4 億t，年平均產(chǎn)量8 000 萬(wàn)t。目前，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的主要處理方式是重力脫水與機(jī)械壓濾，處理后的脫水污泥含水率仍有約80%，且成分復(fù)雜，含有多種有害物質(zhì)，不加以處理很可能會(huì)造成二次污染。
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? ? ? ?研究表明，污泥的含水率由80%下降到60%，體積可減少至一半，下降到干燥平衡狀態(tài)，減量可達(dá)95%，可見(jiàn)熱干化對(duì)污泥的減量效果十分明顯，但其致命的缺點(diǎn)是能耗極高，特別是含水率下降到55%以下后，表面板結(jié)，內(nèi)部水分?jǐn)U散緩慢。
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? ? ? ?而以生活污水處理廠污泥焚燒處理為例，要使其自持燃燒，含水率需降至55%以下，顯然，這已經(jīng)超出了污泥機(jī)械脫水的能力。因此應(yīng)對(duì)污泥進(jìn)行半干化處理，即用熱干燥的方法，將污泥含水率降低到40%~50%，達(dá)到了減量、干化的效果，便于進(jìn)一步處理，同時(shí)也減少了能量損耗。
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? ? ? ?采用薄層干燥方式對(duì)脫水污泥的熱干燥進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，Logarithmic模型最適合用于污泥薄層干燥分析，80~150 ℃有效擴(kuò)散系數(shù)為8.486×10-10~4.386×10-9m2/s，活化能為29.56 kJ/mol。
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? ? ? ?由于污泥是一種含水率高，成分復(fù)雜的物質(zhì)，研究其間壁干燥難度很大，前人研究大多針對(duì)球狀污泥或是質(zhì)量很小的薄層狀試樣，而實(shí)際處理中的量要大得多。
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? ? ? ?針對(duì)這一特征，本研究對(duì)較大質(zhì)量污泥在低溫?zé)嵩醇訜崆闆r下的薄層干燥特性進(jìn)行了分析，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型擬合，找到最優(yōu)解，分別控制污泥的厚度、加熱溫度，得到污泥干化的理論依據(jù)。
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? ? ? ?1試驗(yàn)內(nèi)容與試驗(yàn)物料
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? ? ? ?1.1試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法試驗(yàn)裝置由精度為0.01 g賽多利SECURA3102-1精密電子天平、電加熱裝置、圖像采集系統(tǒng)等組成，如圖1所示。天平實(shí)時(shí)測(cè)量污泥樣品的質(zhì)量，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，功率為2 000 W的電加熱膜通過(guò)鋁板為污泥干燥提供熱量。將污泥平鋪在鋁板上，試樣為圓餅狀，其直徑為10 cm，厚度分別為2.5、5、7.5、10、12.5 mm，控制加熱溫度分別為50、75、100、125、150 ℃，設(shè)定加熱時(shí)長(zhǎng)為90 min，每30 s自動(dòng)采集天平讀數(shù)，得到相同加熱時(shí)間內(nèi)不同溫度與厚度污泥的干燥特性。

? ? ? ?2試驗(yàn)結(jié)果與分析

? ? ? ? ?150 ℃下不同厚度污泥的含水率、干燥速率變化曲線分別如圖2、圖3所示。相同的加熱溫度，污泥的厚度越大，含水率曲線越平緩，干燥速率的值越低。由圖2可知，隨著污泥厚度的減小，達(dá)到同一含水率所需的時(shí)間越短，如厚度從12.5 mm降低到2.5 mm，同樣得到含水率為30%的試樣，干燥所需時(shí)間減少了78 min。