? ? ? 近年來(lái)，隨著(zhù)城鎮化的蓬勃發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也日益嚴重。十三五規劃建議明確指出，我國現有的污水處理系統存在巨大空缺，應大力建設，實(shí)現城鎮生活污水垃圾處理設施全覆蓋和穩定運行。
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? ? ? ?污水曝氣羅茨風(fēng)機將高壓空氣吹入水體表層或底層，通過(guò)推動(dòng)水流連續循環(huán)流動(dòng)將污水進(jìn)行攪拌增加水與空氣的接觸面積，增加養殖水池內的含氧量，使有機物、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(cháng)期擱置在水中不至于腐化的有機物,它還具有預曝氣、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)達到一定使用標準而采取的物理、化學(xué)措施。飲用水的最低標準由環(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)好壞的基本標準。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)的重要標準。
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? ? ? ?本公司生產(chǎn)的污水曝氣羅茨鼓風(fēng)機，示圖：

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? ? ? ?本實(shí)驗由某一污水處理廠(chǎng)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(xiàn)，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散系數和干燥活化能等參數。
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? ? ? ?據預測，未來(lái)5年間我國將排放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，城鎮污水處理廠(chǎng)污泥的主要處理方式是重力脫水與機械壓濾，處理后的脫水污泥含水率仍有約80%，且成分復雜，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95%，可見(jiàn)熱干化對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，內部水分擴散緩慢。
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? ? ? ?而以生活污水處理廠(chǎng)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)超出了污泥機械脫水的能力。因此應對污泥進(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脫水污泥的熱干燥進(jìn)行了研究，結果表明，Logarithmic模型最適合用于污泥薄層干燥分析，80~150 ℃有效擴散系數為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，成分復雜的物質(zhì)，研究其間壁干燥難度很大，前人研究大多針對球狀污泥或是質(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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? ? ? ?針對這一特征，本研究對較大質(zhì)量污泥在低溫熱源加熱情況下的薄層干燥特性進(jìn)行了分析，并對試驗結果進(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。
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? ? ? ?1試驗內容與試驗物料
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? ? ? ?1.1試驗裝置與試驗方法試驗裝置由精度為0.01 g賽多利SECURA3102-1精密電子天平、電加熱裝置、圖像采集系統等組成，如圖1所示。天平實(shí)時(shí)測量污泥樣品的質(zhì)量，并通過(guò)數據采集模塊傳輸到計算機內，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 ℃，設定加熱時(shí)長(cháng)為90 min，每30 s自動(dòng)采集天平讀數，得到相同加熱時(shí)間內不同溫度與厚度污泥的干燥特性。

? ? ? ?2試驗結果與分析

? ? ? ? ?150 ℃下不同厚度污泥的含水率、干燥速率變化曲線(xiàn)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(xiàn)越平緩，干燥速率的值越低。由圖2可知，隨著(zhù)污泥厚度的減小，達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。