污泥是污水处理厂污水处理的二次产物。随着人口的增多和工业的发展,污泥量大大增加,污水厂总处理水量和处理程度也不断扩大和提高。为防止污泥造成的二次污染及保证污水处理厂的正常运行和处理效果,必须对污泥进行合理有效地处置。在污泥处置中,如何降低污泥含水率是解决污泥处理问题的关键。国内外研究和实践表明,在污泥处理过程中,许多直接或间接的干燥方法被应用到污泥干燥中,但用这些干燥方法将污泥的含水量降低到40%以下比较困难。现在人们采用物理方法、化学方法和生物方法等多种技术对污泥进行预处理。通过污泥预处理改变污泥颗粒与水分结合形态,进而提高污泥的可脱水性。本文针对城市污泥本身的特性,采用有机溶剂丙酮作为预处理剂破坏污泥颗粒与水分的结合方式,释放出污泥中的水分,同时采用真空下、加热干燥的方式除去污泥中的预处理剂和水分,研究表明此方法新颖、能有效除去污泥中的水分。本文对污泥的干燥特性进行了实验研究,结果表明在丙酮含量为0%、30%、60%,绝压20mmHg、120mmHg、220mmHg,温度95℃、80℃、65℃的范围内能够时使城市污泥的含水率降低至68.88%到1.16%。本文通过对污泥的干燥试验,分析污泥的干燥特性,探讨丙酮含量、干燥温度、干燥真空度对污泥干燥过程的影响规律,分析干燥曲线。建立适合的干燥模型,通过模型计算值和试验值对比分析,验证数学模型的正确性。利用Fick扩散模型,研究得出有效扩散系数在不同条件下介于0.12×10-9m2/s和7.69×10-9m2/s之间。通过Arrhenius方程式建立温度和有效扩散系数之间的关系,研究得出未经过丙酮预处理的污泥干燥过程中水分扩散的活化能为55.209kJ/mol,经过丙酮预处理的污泥干燥过程中水分扩散的活化能为25.936kJ/mol,表明运用丙酮处理污泥可以使得污泥干燥的活化能降低53.022%。本试验还运用缩聚合成高分子即表面活性剂型助滤剂对甲酚树脂,同时添加一种助溶剂作为能与对甲苯酚树脂互溶的试剂。此助滤剂能实现污泥颗粒表面的大面积疏水且具有起泡性不强的特点。采用最大气泡压力法测量表面张力,表面张力降低,表明制备的助滤剂具备表面活性。添加助滤剂用量为5ppm时,真空度0.04MPa下采用抽滤的方式能在5min内降低污泥含水率3.8%。