污泥是污水處理后的產(chǎn)物，污泥的主要特性是含水率高(可高達99%以上)，有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，這就需要進(jìn)行污泥干化處理，目前污泥處理工藝中，污泥處理的干化處理方式占比仍居首位。本文就國外污泥干化技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行介紹與分析。

　　1、污泥干化技術(shù)簡(jiǎn)介

　　早在20世紀40年代，日本和歐美就已經(jīng)用直接加熱鼓式干燥器來(lái)干燥污泥。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，污染干化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)正逐漸顯現出來(lái)：

　?、傥勰囡@著(zhù)減容，體積可減少4——5倍;

　?、谛纬深w?；蚍蹱罘€定產(chǎn)品，污泥性狀大大改善;

　?、郛a(chǎn)品無(wú)臭且無(wú)病原體，減輕了污泥有關(guān)的負面效應，使處理后的污泥更易被接受;

　?、墚a(chǎn)品具有多種用途，如作肥料、土壤改良劑、替代能源等。

　　所以無(wú)論填埋、焚燒、農業(yè)利用還是熱能利用，污泥干化都是重要的第一步，這使污泥干化在整個(gè)污泥管理體系中扮演越來(lái)越重要的角色。20世紀90年代以來(lái)，運用污泥干化技術(shù)處理城市污泥得到迅速發(fā)展。

　　2、污泥干化設備

　　污泥干化設備有許多不同的種類(lèi)，其中常見(jiàn)的類(lèi)型有：

　　(1)直接加熱式。原理為對流加熱，代表設備有轉鼓、流化床等;

　　(2)間接加熱式。原理為傳導或接觸加熱，代表設備有螺旋、圓盤(pán)、薄層、碟片、槳式等;

　　(3)熱輻射加熱式。有帶式、螺旋式等。

　　3、污泥干化技術(shù)的進(jìn)展

　　下面結合在美國的實(shí)際考察結果，就污泥干化的一些技術(shù)要點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹市場(chǎng)主流干化技術(shù)和設備的進(jìn)展情況。

　　3.1污泥粘結問(wèn)題

　　現有的污泥干化設備從進(jìn)料方式和產(chǎn)品形態(tài)上大致可以分為兩類(lèi)：一種是采用干料返混系統，濕污泥在進(jìn)料前先與一定比例的干泥混合，含水率降至30%——40%，然后才進(jìn)入干燥器，產(chǎn)品為球狀顆粒，是結合干燥與造粒為一體的工藝;另一種是濕污泥直接進(jìn)料，產(chǎn)品多為粉末狀。

　　干燥不同的污泥，如工業(yè)污泥和城市污泥，對設備的要求也不盡相同。最初能成功用于干燥工業(yè)污泥的設備直接用于城市污泥，卻不一定能成功。這是因為城市污泥的特性是非常粘，且在干燥過(guò)程中有一特殊的膠粘相階段(含水率為60%左右)。在這一極窄的過(guò)渡段內，污泥極易結塊，表面堅硬、難以粉碎，而里面卻仍是稀泥。這為污泥的進(jìn)一步干燥和滅菌帶來(lái)極大困難。為了克服這一困難，達到含固率>90%的干燥效果，就產(chǎn)生了干料返混工藝。干燥器進(jìn)料前先將一定比例含固率>90%的干泥顆粒返回混合器(或稱(chēng)涂層機)與濕污泥混合，其過(guò)程中干粒起到如珍珠核的作用，濕污泥只是薄薄地包裹在干粒外面?？刂苹旌系谋壤?，使混合物的含水率降到30%——40%，這樣使污泥直接越過(guò)膠粘相，大大減輕了污泥在干燥器內的粘結，干燥時(shí)只需蒸發(fā)顆粒表層的水分，使干燥容易進(jìn)行，能耗降低。

　　直接加熱系統出于其自身的需要，多采用干料返混。早期的間接加熱系統采用濕污泥直接進(jìn)料，由于濕污泥的粘結造成設備的磨蝕損耗相當嚴重，并由此引發(fā)了一些安全事故，其中部分設備因此停產(chǎn)。后來(lái)有的間接加熱系統如西格斯(Seghers)的珍珠工藝也采用了干料返混，成功生產(chǎn)出球狀顆粒，且設備運行良好，能耗也低。其蒸發(fā)每kg水只需3100kJ的熱能消耗。也有的間接加熱系統，如Fenton的專(zhuān)利間接回轉室(IRC系列)仍采用濕污泥直接進(jìn)料，但其重點(diǎn)解決了污泥粘結的問(wèn)題：它采用雙螺旋推進(jìn)器，兩套螺旋之間互相清潔表面，并且采用不等螺距設計，盡量避免污泥在設備表面的粘結。實(shí)踐表明也取得了較好的效果，并使整套污泥干化系統的設備數量大為精簡(jiǎn)。

　　3.2尾氣處理和臭味控制

　　國外對污泥處理的管理非常嚴格，它必須是環(huán)境安全的，不能產(chǎn)生二次污染。所以國外的污泥干化技術(shù)很重視尾氣處理和臭味控制。早期的ESP直接加熱系統，引入外部空氣經(jīng)加熱后通入干燥器，蒸發(fā)污泥中的水分并運送污泥。離開(kāi)干燥器后熱風(fēng)與干污泥顆粒分離，然后經(jīng)過(guò)除塵、熱氧化除臭后排放。由于熱風(fēng)的量很大，使得尾氣處理成本非常高，這一缺陷使人們一度將興趣轉到了間接加熱系統上。后來(lái)，安德里茲(Andritz)的轉鼓式直接加熱工藝采用了氣體循環(huán)回用的設計，使這一缺陷得到明顯改善。在其干燥工藝中，熱風(fēng)經(jīng)過(guò)除塵、冷凝、水洗后，85%返回轉鼓，只有15%需經(jīng)過(guò)熱氧化除臭后排放。這減少了尾氣處理的負擔，更重要的是大大減少了外部空氣的引入量，將轉鼓內氧氣的含量維持在很低的水平，從而很大程度上提高了系統的安全性能。對于間接加熱系統，尾氣的量要小得多，相應尾氣處理的負擔要輕得多。西格斯干燥設備的尾氣經(jīng)冷凝、水洗后送回燃燒爐，將產(chǎn)生臭味的化合物徹底分解，所以其尾氣能滿(mǎn)足很?chē)栏竦呐欧艠藴?。另外，無(wú)論是直接加熱或間接加熱系統，干燥設備內部都采用適當負壓，避免了臭氣的外泄，工廠(chǎng)的污泥倉、干燥車(chē)間、成品倉等構筑物內的氣體都抽走集中處理。

　　3.3設備安全

　　在老式干燥器里，起火或爆炸相當頻繁，令污泥干燥設備的安全性能倍受置疑?，F在，起火或爆炸的大部分原因已經(jīng)明確，與爆炸有關(guān)的三個(gè)主要因素是氧氣、粉塵和顆粒的溫度。不同的工藝報道或許會(huì )有些差異，但總的來(lái)說(shuō)必須控制的安全要素是：氧氣含量<12%;粉塵濃度<60g/m3;顆粒溫度<110℃?，F在的污泥干化技術(shù)都非常重視設備的安全性，并針對性地采取了措施來(lái)完善設計和加強管理。對于控制氧氣的含量，間接加熱器如西格斯的干燥設備還附加了氮氣保護來(lái)確保系統內氧氣含量<2%;直接加熱器，如安德里茲的轉鼓則如前所述，通過(guò)氣體循環(huán)使用來(lái)控制氧氣含量<8%.系統內氧氣含量的實(shí)時(shí)監測是非常重要的，在安德里茲的系統內設置了氧氣超標保護，一旦氧氣含量超過(guò)10%，系統會(huì )自動(dòng)停機。顆粒溫度的控制關(guān)鍵在于控制污泥在干燥器內的停留時(shí)間，必須保持干泥中適量的水分，以避免污泥過(guò)熱而燃燒，所以當污泥達到一定的干度(如90%)就需離開(kāi)干燥器。這也使解決污泥在設備內的粘結問(wèn)題顯得尤為重要。對于粉塵的控制，采用干料返混的干燥工藝較好，而對于那些產(chǎn)生粉狀產(chǎn)品的間接加熱設備則需注意這個(gè)問(wèn)題。另外污泥干化廠(chǎng)還需考慮其它的安全因素：設計有濕污泥倉的工廠(chǎng)，必須考慮甲烷的產(chǎn)生而盡量減少濕泥的貯存時(shí)間，在安德里茲的設計中將濕泥倉中甲烷濃度控制在1%以下;干泥倉的安全同樣受到重視，為防止自燃，干泥顆粒的溫度必須控制在40℃以下。

　　4、結語(yǔ)

　　在新時(shí)期里，污泥干化仍將繼續不斷地發(fā)展、完善和受到歡迎。據預測，在歐洲未來(lái)的10年里，采用熱處理的污泥量將翻一番。污泥干化設備也在向大型化發(fā)展，如安德里茲建成了歐洲最大的污泥干化廠(chǎng)——英國的Bransands，處理能力為蒸發(fā)水量7×5000kg/h，西格斯在巴塞羅那建了世界上最大的間接加熱污泥干化廠(chǎng)，蒸發(fā)水量能力為4×5000kg/h。同時(shí)污泥干化設備在安全性能包括環(huán)境友好方面不斷完善，設備開(kāi)發(fā)商在降低能耗上所作的努力使污泥干化的經(jīng)濟可行性得到顯著(zhù)改善。