【正文】 將使得大量的潛在污染物可以重新得到利用。同樣的道理，無論制造建材還是其他利用，減少含水率是關(guān)鍵。當(dāng)物料表面水分被蒸發(fā)掉，形成物料表面的濕度低于物料內(nèi)部濕度，此時(shí)，需要熱量的推動(dòng)力將水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面。對熱傳導(dǎo)系統(tǒng)來說，當(dāng)污泥的表面含濕量降低后，其換熱效率急速下降，因此必須有更大的換熱表面積才能完成最后一段水分的蒸發(fā)。如果說干化的目的僅僅是減量化，則會產(chǎn)生不同的含固率要求。所以，將污泥干燥到該處置環(huán)境下的平衡穩(wěn)定濕度，即周圍空氣中的水蒸氣分壓與物料表面上的水蒸氣壓達(dá)到平衡，應(yīng)該是最經(jīng)濟(jì)合理的要求。其次，污泥在不同的干燥條件下失去水分的速率是不一樣的，當(dāng)含濕量高時(shí)失水速率高，相反則降低。如果因物料的性質(zhì)（粘度、含水率等）可能造成干化工藝的不穩(wěn)定性的（如黏著、結(jié)塊等），則有必要采用部分干化后產(chǎn)品與濕物料混合的工藝（返料、干泥返混）。這種做法的特點(diǎn)是熱量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污染物性質(zhì)，也將帶來排放問題，因高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)入是持續(xù)的，因此也造成同等流量的、與物料有過直接接觸的廢氣必須經(jīng)特殊處理后排放。間接利用存在一定的熱損失。煙氣可以通過熱交換器將熱量傳給空氣，空氣作為換熱介質(zhì)與濕物料進(jìn)行接觸。導(dǎo)熱油鍋爐在我國是一種成熟的化工設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)工作溫度為280度，這是一種有機(jī)質(zhì)為主要成份的流體，在一個(gè)密閉的回路中循環(huán)，將熱量從燃燒所產(chǎn)生的煙氣轉(zhuǎn)移到導(dǎo)熱油中，再從導(dǎo)熱油傳給介質(zhì)（氣體）或污泥本身。2）污泥干化的熱源干化的主要成本在于熱能，降低成本的關(guān)鍵在于是否能夠選擇和利用恰當(dāng)?shù)臒嵩?。溫度必須高，地點(diǎn)必須近，否則難以利用。沼氣：可以直接燃燒供熱，價(jià)格低廉，也較清潔，但供應(yīng)不穩(wěn)定。天然氣：清潔能源，但是價(jià)格最高，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用。一般來說，蒸汽由于溫度相對較低，必然在一定程度上影響干燥器的處理能力。這個(gè)數(shù)值越低，意味著投資更大。產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因在于干燥系統(tǒng)本身的特點(diǎn)。全干化系統(tǒng)的含水率變化較為敏感，在直接進(jìn)料時(shí)，理論上最多只允許2個(gè)百分點(diǎn)的波動(dòng)（如設(shè)定20％，而實(shí)際22％），此時(shí)由于污泥水分的急遽減少，干燥器內(nèi)產(chǎn)品的溫度會飛升，形成危險(xiǎn)環(huán)境。大多數(shù)全干化工藝都采用了干泥返混。如果將干燥器的濕泥進(jìn)料含固率設(shè)定為60％，其最高理論波動(dòng)范圍可以達(dá)到66％，這對返混工藝來說應(yīng)該是可以輕松實(shí)現(xiàn)的了。所以，濕污泥首先要與干污泥進(jìn)行混合，產(chǎn)生含水為40%左右的半干污泥，然后再進(jìn)入三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)進(jìn)行干燥。）。濕物料從左端上部加入，經(jīng)過圓筒內(nèi)部時(shí)，與通過筒內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效地接觸而被干燥，干燥后的產(chǎn)品從右端下部收集?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥器是一種處理大量物料干燥的干燥器。濕物料從高端上部加入，與通過 筒體內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效接觸被干燥，干燥后的產(chǎn)品從低端下部收集?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)（轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)）3) 間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的工藝流程也與三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)相似。當(dāng)通入空氣時(shí)（間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)需要通入空氣，以帶出蒸發(fā)的水分），其中的氧含量較高，從而引起爆炸。如果干燥到10%以下水分，需要兩級干燥。對于污泥干燥，其進(jìn)口溫度可達(dá)850度以上。對干燥介質(zhì)數(shù)量、溫度、濕度和尾氣循環(huán)量操作參數(shù)，可進(jìn)行獨(dú)立控制，從而保證帶干機(jī)工作的可靠性和操作條件的優(yōu)化。網(wǎng)帶緩慢移動(dòng)，運(yùn)行速度可根據(jù)物料溫度自由調(diào)節(jié)，干燥后的成品連續(xù)落入收料器中。干燥水分所需的熱量由帶有夾套的W形槽的內(nèi)壁和中空葉片壁傳導(dǎo)給物料。加熱介質(zhì)通入殼體夾套內(nèi)和兩根空心槳葉軸中，以傳導(dǎo)加熱的方式對物料進(jìn)行加熱干燥，不同的物料空心槳葉軸結(jié)構(gòu)有所不同。另外其產(chǎn)品是粉狀，對存儲和使用不方便。污泥涂層機(jī)為盤式工藝的重要設(shè)備，循環(huán)的干燥污泥顆粒在此被涂覆上一層薄的濕污泥，涂覆過的污泥顆粒被送人污泥顆粒干燥器，均勻的散在頂層圓盤上。排氣風(fēng)機(jī)將污泥干燥器中的氣體抽出，經(jīng)冷凝器去除氣體中的氣態(tài)水后，送人熱油鍋爐中，經(jīng)高溫焚燒，徹底去除氣味后高空排放。但是盤式干燥機(jī)的傳熱效果是上述所有干燥機(jī)中最差的，因此盤式干燥機(jī)的體積龐大，造價(jià)高。其他設(shè)備，在污泥干燥方面應(yīng)用較少。工藝的主要設(shè)備為流化床干燥器。在運(yùn)行期間，循環(huán)的氣體自成惰性化，氧氣的含量降低到幾乎為零。一旦溫度變化，自動(dòng)控制系統(tǒng)分別通過每臺泵的變頻調(diào)速控制器調(diào)節(jié)給供料分配器供料泵的供料速率，從而使干燥機(jī)的溫度保持恒定。干化系統(tǒng)中產(chǎn)生的少量廢氣被送人生物過濾器，經(jīng)生物除臭處理后排人大氣。干化工藝是一種綜合性、實(shí)驗(yàn)性和經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù)，其核心在于干燥器本身。六、污泥處理處置工藝選擇根據(jù)當(dāng)前世界上污泥處理的可行方案，以及未來的立法趨勢。①投資成本:設(shè)備投資費(fèi)用高，主要設(shè)備均需進(jìn)口，要充分考慮設(shè)備的使用年限、備品備件的更換頻率等。2）污泥干化裝置投資費(fèi)用很高，設(shè)備購置時(shí)可以考慮“引進(jìn)技術(shù)、國內(nèi)加工”的方式降低投資成本，還能培育國內(nèi)環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)能力。在考慮合理的污泥處理方案時(shí)，不僅要考慮到技術(shù)的可行性，未來的立法趨勢，更為重要的是要結(jié)合中國的國情。因此，無論是從熱值，還是其粒度來看，焚燒是沒有任何問題。在絕大數(shù)地方，想采用煤做為能源幾乎不可能。而國內(nèi)的電價(jià)為每千瓦時(shí)：；天然氣的價(jià)格為每立方米：（以北京為例）。僅考慮天然氣的價(jià)格，不計(jì)電力消耗，人員工資，設(shè)備折舊等，每噸干污泥的干燥成本就要940元人民幣。；。機(jī)械脫水輸送至濕污泥儲存?zhèn)}，再輸送至干燥機(jī)。為了保證流化焚燒的正常運(yùn)行，在流化床焚燒爐中應(yīng)當(dāng)放入一定量的砂子，以定期補(bǔ)充流化床中砂子的損耗。離開干燥機(jī)的排氣，經(jīng)過旋風(fēng)分離器除塵后，對燃燒空氣進(jìn)行預(yù)熱，以保持整個(gè)系統(tǒng)的能量平衡。這樣，整個(gè)系統(tǒng)只消耗電能，而無需補(bǔ)充任何輔助燃料。對于年處理50000噸濕污泥的項(xiàng)目，如果干燥后作肥料或者燃料，每年需財(cái)政補(bǔ)貼大約1100到1300萬元人民幣（不計(jì)人員工資，設(shè)備折舊等）。如脫水污泥與垃圾一并焚燒，國外的經(jīng)驗(yàn)是每噸垃圾添加15%～20%含水率為30%的污泥。采用具有除磷脫氮功能的一體化活性污泥法作為污水處理工藝,處理對象為城市污水(含有大量以化工、制藥、印染廢水為主的工業(yè)廢水) ,產(chǎn)生的污泥量為64 t/ d 干泥,經(jīng)脫水后含水率為70 % ,污泥體積為213 m3/ d。污泥焚燒爐遠(yuǎn)比垃圾焚燒爐的工藝簡單得多，且污泥焚燒不會產(chǎn)生二惡英。就目前的工程技術(shù)水平而言較難實(shí)現(xiàn)。同時(shí)污泥焚燒裝置能兼顧焚燒干化污泥和替代燃料。焚燒采用循環(huán)流化床焚燒爐,通過焚燒干化污泥,以導(dǎo)熱油(或蒸汽) 形式回收煙氣中熱量,并將回收的熱量用于干化系統(tǒng)。同時(shí)由于污泥在40%～60%含水率時(shí)具有易粘結(jié)的特性,因此選用設(shè)備必須防止污泥粘結(jié)在換熱面,從而降低熱效率,甚至影響運(yùn)行。干化過程在流化床內(nèi)進(jìn)行,流化床底部布置蒸汽盤管。3）焚燒工藝經(jīng)干化系統(tǒng)處理后的污泥儲存在干污泥料倉中,通過輸料機(jī)送入焚燒爐,在投加污泥的同時(shí),可以投加生石灰(用于脫硫) 。4）投資及運(yùn)行費(fèi)本工程預(yù)計(jì)投資8000萬元(含干化和焚燒設(shè)備、土建、自控及輔助設(shè)施),運(yùn)行費(fèi)用160元/t濕污泥(含水率為70%,并包含電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、維修費(fèi)等)。以往污泥經(jīng)過簡單脫水后，送入填埋場填埋。處理后的污泥用途極其廣泛，既可用于焚燒發(fā)電、填埋場的每日覆土，又可用于道路兩旁的綠化用土、草坪養(yǎng)護(hù)，焚燒后的灰分還可用于生產(chǎn)建材。與此同時(shí)，工藝還可以采用一定量的經(jīng)過預(yù)熱的工藝氣體，與物料的運(yùn)動(dòng)方向一致，在處理器的內(nèi)部與高速渦流形成共同作用，推動(dòng)物料沿內(nèi)壁向出口方向做螺線運(yùn)動(dòng)，物料顆粒在工藝氣體的反復(fù)包裹、攜帶和穿流下，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)烈的熱對流換熱。VOMM公司的渦輪干燥設(shè)備已成功地在意大利、法國、德國、西班牙以及美國等國家的幾十家污水處理。物料在高速渦流的作用下，通過離心作用，在處理器內(nèi)壁上形成一層物料薄層，該薄層以一定的速率從處理器的進(jìn)料端向出料端做環(huán)形螺線移動(dòng)，物料顆粒在薄層內(nèi)不斷與熱壁接觸、碰撞，完成接觸、反應(yīng)、滅菌或干燥等過程。據(jù)估算，該技術(shù)每天可有效處置600余噸的市政污泥。為有效處置這些污泥，杭州市“固廢中心”專門成立了課題小組，最終選取了“熱干燥造粒技術(shù)”作為杭州市污泥處理的關(guān)鍵技術(shù)。杭州市四堡污水處理廠和七格污水處理廠，日處理污水約為90萬噸，同時(shí)兩廠每天要產(chǎn)出約600噸污泥。煙道內(nèi)布置余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器用于回收熱量。經(jīng)干化后的污泥含水率降為5%～10%。該系統(tǒng)干化溫度為85 ℃,系統(tǒng)內(nèi)控制含氧量 4 %。2）干化工藝干化工藝是本系統(tǒng)的核心工藝。干化焚燒聯(lián)合處理工藝主要采用低溫干化和高溫焚燒二套系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行。上面幾張圖表為該廠污泥的特性參數(shù)。對于后續(xù)干化焚燒處理工藝,脫水污泥的含水率直接影響到后續(xù)處理構(gòu)筑物的規(guī)模以及干化焚燒的熱量平衡,理論上越低越好,但是機(jī)械脫水程度越高,設(shè)備投資會增加,加藥量也會增加,處理成本隨之提高,因此合理選擇設(shè)計(jì)含水率很重要。上海石洞口設(shè)計(jì)污泥的干化和焚燒，污泥熱值高，能源平衡有余。當(dāng)然，由于國外對焚燒爐排塵有嚴(yán)格的要求，除了采用電除塵，還要降溫加溫，加酸加堿，達(dá)到無煙塵的排放。北京市清河污水廠二期工程和天津市咸陽路污水廠，擬先建污泥干化裝置。對于年處理50000噸濕污泥的項(xiàng)目，每年需財(cái)政補(bǔ)貼大約215萬元人民幣（不計(jì)人員工資，設(shè)備折舊等）。因?yàn)樵擁?xiàng)目的污泥的重金屬含量較高，可在濕污泥中加入特定的化學(xué)產(chǎn)品，以防止在焚燒過程中金屬汞蒸發(fā)尾氣中。在流化床焚燒爐后，應(yīng)加設(shè)下排式分離器，以分離被燃燒空氣帶出的細(xì)灰。干燥后的污泥再輸送至流化床焚燒爐，在流化床焚燒爐中進(jìn)行焚燒。這就存在建的起，用不起的可能性。在中國，如果用做肥料，每噸干污泥的可能售價(jià)在300到400元人民幣；如果用做燃料，每噸干污泥的可能售價(jià)在100到1500元人民幣（要與煤的價(jià)格做比較）。蒸發(fā)每噸水需要消耗887025Kcal的熱量，合熱值為8300Kcal的天然氣107立方米。在北美，天然氣的價(jià)格為每1000000BTU：4美圓（現(xiàn)在為6美圓），按6美圓計(jì)，；；天然氣的價(jià)格為折合為每立方米的熱值為8300Kcal。在美國，能源主要是天然氣和電能。因此，合理的技術(shù)方案應(yīng)該是先將濕污泥干燥到水分為30到40%的顆粒狀污泥，此時(shí)污泥熱值為1560到1820Kcal/ Kg（對于絕干污泥熱值為2600Kcal/ Kg），并且粒度也正是流化床燃燒爐的最佳燃燒粒度。污泥處理處置“資源化”不是目的，而是一個(gè)重要原則，不能盲目的分割整個(gè)處理處置過程而強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)能量回收和物質(zhì)回用，應(yīng)從處置技術(shù)的發(fā)展程度考慮污泥資。③系統(tǒng)安全評估:干化系統(tǒng)的含氧率，管道的密封性，廠房的通風(fēng)等。1. 污泥干化工藝選擇污泥干化處理技術(shù)要求先進(jìn)可靠，污泥干化處理廠要求自動(dòng)化水平高，所以工藝選擇時(shí)需進(jìn)行全方位的比較?？紤]到污泥干化完全是污水處理的延伸，而我國污水廠污泥的治理仍處于起步階段，因此其前景非常廣闊，所有的新技術(shù)、新工藝都將有一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。在污泥干化領(lǐng)域，至今仍不斷有新的技術(shù)出現(xiàn)，但是在近期內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種更好的、革命性的技術(shù)來代替一切，其可能性很小。干化顆粒經(jīng)冷卻后，通過被密閉安裝在惰性氣體環(huán)境中的傳送帶送至干顆粒儲存料倉。根據(jù)所能獲得的熱量和床內(nèi)的固定溫度，一個(gè)特定的水蒸發(fā)量被確定。在流化床內(nèi)通過激烈的流態(tài)化運(yùn)動(dòng)形成均勻的污泥顆粒，整個(gè)系統(tǒng)在一封閉性的氣體回路中運(yùn)行，干化系統(tǒng)巾的細(xì)顆粒在旋風(fēng)除塵器中被收集，然后與少量濕污泥混合后送回污泥干燥器。這種工藝設(shè)計(jì)簡單，投資運(yùn)行費(fèi)用低，但需要很大的占地面積，適合于產(chǎn)泥量較低，污泥用作農(nóng)業(yè)應(yīng)用，并需長期儲存的場合。8）蝶式干燥機(jī)蝶式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如下：蝶式干燥機(jī)可以對污泥進(jìn)行半干或全干處理。也需要由蒸汽或?qū)嵊吞峁崃俊Ｃ總€(gè)污泥顆粒平均循環(huán)5到7次，每次都有新的濕污泥層涂覆到輸人的顆粒表面，最后形成一個(gè)堅(jiān)硬的圓形顆粒。在小型廢水處理廠得到廣泛的應(yīng)用。漿葉干燥機(jī)外形漿葉式干燥機(jī)需要由蒸汽或?qū)嵊吞峁崃俊Ｊ且环N連續(xù)傳導(dǎo)加熱干燥機(jī)。6）漿葉式干燥機(jī)空心槳葉干燥機(jī)主要由帶有夾套的W形殼體和兩根空心槳葉軸及傳動(dòng)裝置組成。帶式干燥機(jī)外形帶式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖物料由加料器均勻地鋪在網(wǎng)帶上，網(wǎng)帶采用1260目不銹鋼絲網(wǎng)， 由傳動(dòng)裝置拖動(dòng)在干燥機(jī)內(nèi)移動(dòng)。5) 帶式干燥機(jī)帶式干燥機(jī)由若干個(gè)獨(dú)立的單元段組成。關(guān)于這點(diǎn)，在后面再詳細(xì)論述。并且回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)很短，整個(gè)系統(tǒng)的投資小。該設(shè)備在調(diào)試兩年后，也無法正常運(yùn)行，并與今年4月發(fā)生爆炸。 筒體內(nèi)壁上裝有抄板，它不斷地把物料抄起又灑下，使物料的熱接觸表面增大，以提高干燥速率并促使物料向前移動(dòng)。回轉(zhuǎn)圓筒干燥器一般適用于顆粒狀物料，也可用部分摻入干物料的辦法干燥粘性膏狀物料或含水量較高的物料，并已成功地用于溶液物料的造粒干燥中。干燥過程中的所用的熱載體一般為熱空氣、煙道氣或水蒸氣等。2）普通回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)普通回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的工藝流程與三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)相似，只是能耗稍高。整個(gè)系統(tǒng)的投資很大。市場上的污泥干燥設(shè)備主要有：三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)（即轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)）、間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)、帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)、流化床干燥機(jī)、蝶式干燥機(jī)、 漿葉式干燥機(jī)、盤式干燥機(jī)、帶式干燥機(jī)、太陽能污泥干燥房等。干泥返混一般要求將原含固率20－25％的濕泥，經(jīng)過添加相當(dāng)于濕泥重量1－2倍的已經(jīng)干化到90％以上的干泥細(xì)粉，將其混合到平均含固率60－70％。解決濕泥含水率變化敏感性的最好方法是在可能的范圍內(nèi)降低最終產(chǎn)品的含固率。給熱量的確定，意味著單位時(shí)間里蒸發(fā)量的確定。含水率因不同來源的濕泥（可能來自幾個(gè)不同的污水處理廠）、脫水機(jī)的運(yùn)行不正常（機(jī)械故障、機(jī)械效率降低、更換蓄凝劑或改變添加量）等原因，可能出現(xiàn)波動(dòng)。飽和蒸汽通過換熱表面加熱工藝氣體（空氣、氮?dú)猓┗蛭锪蠒r(shí)，蒸汽冷凝為水，釋放出全部汽化熱，這部分能量就是蒸汽利用的主要能量。其中，間接干化系統(tǒng)通過導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，對煙氣無限制性要求；而直接干化系統(tǒng)由于煙氣與污泥直接接觸，雖然換熱效率高，但對煙氣的質(zhì)量具有一定要求，這些要求包括：含硫量、含塵量、流速和氣量等。可以考慮部分利用的方案。尾氣處理方案是可行的。直接加熱方式則因能源種類不同，受到一定限制，其中燃煤爐、焚燒爐的煙氣因量大和腐蝕性污染物存在而難以使用，蒸汽因其特