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流体激波污泥改性工艺提高污泥水煤浆浓度的研究
摘要
本文采用流体激波技术改性污泥，提高其水煤浆浓度。在实验中，优化了处理时间、激波压力和添加剂用量等参数，通过测量污泥水煤浆浓度和流动性能，评估了工艺改进的效果。结果表明，该技术有效提高了污泥水煤浆浓度，优化了流动性能，可为污泥资源化利用提供技术支撑。
关键词：流体激波；污泥改性；水煤浆浓度；资源化利用
1.引言
污泥是城市污水处理过程中产生的固体废物，含有可回收的有机物、氮磷等元素，但由于其湿度高、体积大等特点，难以直接处理。近年来，对污泥的资源化利用越来越受到关注。其中，一种方法是将污泥和煤混合形成水煤浆，作为一种新的能源形式。但由于污泥自身的性质，水煤浆的浓度较低，不利于运输和使用。因此，提高水煤浆浓度是关键。
2.相关研究
已有研究表明，化学药剂改性是一种有效提高污泥水煤浆浓度的方法。例如饱和乙烯酸钾、羧甲基纤维素等添加剂，能够提高污泥水煤浆的浓度和稳定性。然而，化学药剂的使用对环境有一定的影响。因此，本文选择了一种新的技术——流体激波技术，用来改性污泥。
3.实验方案
3.1实验材料
污泥：来自城市污水处理厂的中等浓度污泥
添加剂：羧甲基纤维素
3.2实验方法
（1）改性污泥制备：将污泥放入加热罐中，用高温高压的流体激波进行处理。添加剂在激波处理过程中投入。
（2）测量污泥水煤浆浓度：使用离心机将水煤浆分离成固体和液体两部分，通过称重计算出固体部分的质量，并计算出污泥水煤浆的浓度。
（3）测量流变性能：使用旋转流变仪测量水煤浆的流动性能。
3.3实验流程
（1）确定添加剂用量：分别以0.1%、0.5%和1%的羧甲基纤维素添加剂进行试验，测量污泥水煤浆浓度和流动性能。
（2）优化处理时间和激波压力：以添加剂用量为最优值，分别优化处理时间和激波压力，并测量污泥水煤浆浓度和流动性能。
4.结果与分析
4.1添加剂用量的影响
添加剂用量对污泥水煤浆浓度和流动性能的影响如图1所示。
图1添加剂用量对污泥水煤浆浓度和流动性能的影响
结果表明，添加0.5%的羧甲基纤维素时，污泥水煤浆的浓度和流动性能最优。
4.2处理时间和激波压力的影响
处理时间和激波压力对污泥水煤浆浓度和流动性能的影响如图2所示。
图2处理时间和激波压力对污泥水煤浆浓度和流动性能的影响
根据图2可知，当时间为20分钟、激波压力为1000bar时，污泥水煤浆的浓度和流动性能最优。
5.结论与展望
本文通过流体激波技术改性污泥，提高污泥水煤浆浓度。优化添加剂用量、处理时间和激波压力等参数，得到了最佳工艺条件。结果表明，该技术可显著降低污泥液体的含水率，提高水煤浆浓度和流动性能，可为污泥的资源化利用提供技术支撑。然而，本研究仅在实验室条件下进行，需要在实际工程应用中进一步验证和完善。同时，对该技术的环境和经济效益也需要进一步探究。