污泥是生化法污水处理过程中不可避免的二次污染物,其高含水率与难脱水性成为其处理和利用的主要障碍。随着污水处理设施和处理程度的提高,污泥产量大幅增加,如何有效处置污泥成为环境工程界关注的焦点。
一种有效的污泥处置方法应兼顾环境生态效益与处置成本的均衡。目前,污泥处置应用最多的有农用、填埋、焚烧等几种。污泥含有丰富的植物养分和有机物质,其农用受到各国普遍重视。通过干燥制成颗粒肥料或混合肥料,可以达到安全、方便使用并平衡处置费用的目的。因此,开发新型高效的污泥干燥制肥技术是解决污泥出路难、促使污泥减量化、无害化、资源化的重要途径。
微波环保技术是微波处理技术与环境资源回收利用技术的新兴交叉技术,具有快速、高效、省时节能、成本低等优点。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。
传统的污泥干燥方法有接触干燥和对流干燥。接触干燥中,热能直接导入被干燥物料,而热介质与污泥由耐压水管排分离。对流干燥中,干燥介质直接与污泥接触并吸收水分。微波干燥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。微波干燥设备节能灭菌,实现清洁生产。
微波干燥的理论依据表明,微波加热干燥通过电磁场作用使物料内部的极性分子振动摩擦产生热能,同时杀灭病菌。微波干燥过程中,微波电磁场与热质传递的偶合模型可以较好地符合热灭活动力学一级衰减模型,实现快速灭菌。
微波干燥的技术路线采用理论与实验相结合的方法,设计实验设备并进行制造加工,采集数据并进行分析研究,寻找最佳工艺参数。通过实验研究,建立干燥过程中微波电磁场与热质传递的偶合模型,并进行经济效益分析,提供中试设备方案。
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,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。