国内外污泥热干燥工艺的应用进展及技术要点

2干燥工艺的技术要点
2.1能耗
污泥干燥是一个能量净支出的过程，耗能费用在一个标准干化系统运行成本中的比例>80%，因此对热能损耗的研究是干化系统研究及改进的重点。
干化的热损失主要来自热源和干燥工艺两方面。不同类型热源的热利用效率不同，传输距离、保温状况均对热源的热利用效率产生较大影响，减少这部分热损失的原则是：优化热源，优化选择和组合换热器，缩短传输距离，强化保温效果。
不同的工艺类型对热损失的影响很大，含水率较高时热传导通过传热面发生固液传热，传热效率高于热对流的气液传热，干燥后期污泥进入“胶粘相”阶段，此时热对流的传热效率较高；全干化工艺干燥载气的反复冷凝、洗涤、加热过程具有较大的热损失；此外干料返混工艺的特点也决定了其热损失较大。减少这部分热损失的原则是：合理降低最终产品含固率，使之优化并适应污泥的最终处置要求；选择适合最终产品含固率的工艺类型；改善冷凝条件如减少载气量、分步冷凝等，减少工艺步骤、缩短工艺路线，优化运行参数以提高干燥效率。
2.2安全性
老式干燥器存在起火或爆炸频繁的缺点，使污泥干燥设备的安全性能倍受质疑[1]。对工艺安全性具有重要影响的要素包括：粉尘浓度，一般要求粉尘浓度<60g/m3；工艺允许的最高含氧量(燃烧气氛的惰性化)，一般要求氧气含量<12%；颗粒温度(点燃能量)；湿度(气体的湿度和物料的湿度对提高或降低粉尘爆炸下限具有重要影响)。
由于污泥的粉尘爆炸浓度下限值较低，当含氧量条件具备时，污泥颗粒的点燃温度较低。因此，降低污泥颗粒温度并不是排除粉尘爆炸的根本性条件。此外，提高干燥器内的湿度，易使水蒸气的平衡分压增大，导致湿污泥中水分的干燥速率降低，同样也不是提高干燥器安全性的主要手段。这表明保障系统的安全性应从降低粉尘浓度和降低含氧量两方面考虑，对干燥器内的粉尘浓度和含氧量进行实时监测，并采取针对性措施来完善设计和加强管理。
3结语
①降低污泥含水率是解决目前污泥处理所面临困难的关键。污泥干化处理是污泥处理、处置重要的“第一步”，为后续的污泥处理处置及资源化提供了多种选择。
②目前国内外污泥干燥工艺主要分为热对流工艺和热传导工艺两种类型。热对流工艺更适合污泥的全干化，热传导则更适合污泥的半干化。与热传导相比，热对流具有对尾气、洗涤水等二次污染处理费用高、系统安全性低、循环载气导致的热损失大等缺点。但热传导干燥器内部较多的运动部件将导致系统的维修费用很高。
③干料返混工艺是目前许多干燥工艺常用的操作单元，可以避免干化过程污泥粘壁、干燥效率低等问题，同时可改善初始进料湿污泥含水率变化的敏感性，但干料返混单元导致的系统热损失能耗较大。
④污泥干燥是一个能量净支出的过程，干燥工艺的能量消耗高低是衡量一种干燥工艺优劣的关键因素，而整个干燥系统的安全性则是干燥工艺的首要控制条件。
⑤目前干燥工艺技术均引自化工行业的热干燥技术，而污泥与晶体物质的干燥特性有较大的差异，因此需对污泥的热干燥特性、污泥干燥过程的形态变化、干燥过程的有机物反应机理等加以深入研究，以期为适合污泥干燥的设备开发和研究提供必要的理论基础。
参考文献：
[1]杨小文，杜英豪.国外污泥干化技术进展[J].给水排水，2002，28(2)：35-36.
[2]杨小文，杜英豪.污泥热干化在美国的应用[J].中国给水排水，2002，18(1)：90-92.
[3]郭淑琴，胡大卫，卢心虹，等.介绍几种污泥热干化技术设备[J].中国给水排水，2003，19(5)：105-106.
[4]王钊.北京污水处理厂污泥干化处理工艺选择的探讨[J].市政技术，2004，22(6)：374-378.