超聲波輔助熱風對流條件下城市生活污泥薄層動力學特性的實驗研究.pdf

1、科學合理地處置日益增長的城市生活污泥不但可以保護生態(tài)環(huán)境，而且在能源領域有著重要的發(fā)展意義。傳統的熱風對流干燥所需的巨大能耗在很大程度上阻礙了污泥干燥的廣泛應用，超聲波能夠彌補傳統熱風對流干燥的不足，所以在污泥資源化利用方面具有很大價值。本文基于超聲波輔助熱風對流干燥實驗系統對城市生活污泥干燥特性進行實驗研究，探析熱風溫度、超聲功率、頻率、污泥添加劑及返混預處理等因素對污泥干燥特性的影響規(guī)律。
　　基于實驗研究和濕分遷移動力學理論

2、，獲得了一定風速下熱風溫度(70-130℃)、超聲功率(0、30、90、150W)、超聲頻率(21、25、28kHz)對城市污泥干燥動力學特性的影響規(guī)律。結果表明:超聲波功率和熱風溫度均對污泥干燥速率有著顯著性影響(P＜0.05);超聲頻率為21kHz時干燥效果更好;與單一的熱風對流干燥方式相比，三個超聲功率(30、90、150W)的超聲波輔助條件下，平均干燥速率分別提高了22.6％、27.8％和32.2‰第一降速段的表觀活化能分別從1

3、4.21kJ/mol降低到13.52kJ/mol、12.80kJ/mol和12.78k J/mol，第二降速段的表觀活化能分別從18.84kJ/mol降低到17.21kJ/mol、16.68k J/mol和15.10kJ/mol;通過可視化實驗，觀測到超聲波能夠加劇污泥的形態(tài)變化（裂縫和收縮）。
　　基于實驗研究，還獲得了一定風速下熱風溫度(70-130℃)、添加劑種類（生石灰、碳酸鈉、碳酸氫鈉）以及干污泥返混對城市污泥干燥動力學

4、特性的影響規(guī)律。結果表明:生石灰、碳酸鈉、碳酸氫鈉以及干污泥返混均對污泥干燥速率有著顯著性影響(P＜0.05);生石灰、碳酸鈉、碳酸氫鈉均對污泥熱風對流干燥效果具有提升作用，相同添加比例(5％)下，平均干燥時間分別縮短了10min、42min和47min，第一降速段表觀活化能分別降低了0.73k J/mol、0.84kJ/mol和2.05kJ/mol，第二降速段表觀活化能分別降低了3.97k J/mol、3.46kJ/mol和4.97k