1、項目的背景
    眾所周知，城市污水處理廠是城市環(huán)境保護的重要設施。麗城市污水處理廠所產(chǎn)生的污泥已成為影響城市市容環(huán)境的一大公害。一座40萬噸，天污水處理廠一天能產(chǎn)生含水85%~90%的污泥400噸，中等城市一般都有兩到三座類似規(guī)模的污水處理廠，一天可生產(chǎn)800～1200噸含水污泥。傳統(tǒng)污泥處理方式之一的向海洋投放已被禁止；填埋則由于占地多、潛在生物可利用率低、滲濾液污染地下水以及存在后處理費用等問題，應用受到了極大的限制。堆場已是歷史遺留的疾患，將被徹底淘汰。
    未來的10年是我國污水處理廠大量興建的時期，預計全國將建成上千座污水處理廠，每座廠每天要排放剩余污泥數(shù)百噸乃至上萬噸。如何處理好、利用好這些數(shù)量巨大的污泥，化害為利，已是當務之急。
  傳統(tǒng)的污泥處理技術：濃縮、穩(wěn)定化、脫水、干燥。濃縮和脫水只能將污泥含水率由99%降至80%左右。而污泥含水率只有降至40%～50%以下才能應用。發(fā)達國家正逐步要求污泥的含水率降20%—30%，這樣可避免微生物作用而發(fā)霉和發(fā)臭，使污泥處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，開發(fā)、研究、應用先進有效的污泥干燥技術已是當務之急。
    根據(jù)許多污水處理廣的要求，我院于2002年開始污泥干燥新技術及裝備的研究、開發(fā)與應用。
2、干燥后的污泥應用市場需求預測
    污泥干燥能與干燥污泥的應用同時進行，才有更實際的社會效益和經(jīng)濟效益。
2.1干燥污泥的農(nóng)業(yè)應用
    城市污水處理廠污泥一般含重金屬及有毒成分的濃度都較低，且含有N、P等農(nóng)作物生長所必須的肥料成分，其中有機腐殖質是良好的土壤改良劑。將污泥直接干燥成顆�；蛑瞥捎袡C顆粒肥、有機復合肥和有機微生物肥，施用于小麥、玉米、蔬菜、果木，增產(chǎn)效果顯著。
2.2千燥污泥焚灰的應用
    污泥中含有一定的有機成分，經(jīng)脫水干燥后的污泥可進行焚燒處理。在日本該方法占污泥處理總量的60%以上，歐盟也在10%以上。英國、比利時等國家均有應用。
  干燥污泥的焚燒接近劣質煤燃燒，為防止焚燒過程產(chǎn)生二惡英等有毒氣體，焚燒溫度應高于850℃。污泥焚燒所產(chǎn)生的焚燒灰具有吸水性、凝固性，可用于改良土壤，可用來筑路，也可以作為混凝土混料的細填料使用，具有很好的商業(yè)價值。
2.3干燥污泥可做燃料
    在波蘭，genesis公司已將干燥污泥轉變?yōu)轭w粒燃料，其熱值和褐煤相當。在污泥中加入引燃劑、催化劑、疏松劑和固硫劑制成合成燃料，可用于工業(yè)和生活鍋爐，燃燒穩(wěn)定，足污泥有效利用的一種理想途徑。波蘭的Hyder環(huán)保公司，將干燥污泥作為沸騰爐燃料，用以產(chǎn)生高壓蒸汽，推動蒸汽機發(fā)電。
    我國將干燥污泥做成肥料，已有實驗應用數(shù)據(jù)，有待進一步研究推廣。另有生產(chǎn)廠將干燥污泥做成陶粒，作為瓷磚原料，有較好的經(jīng)濟效益。
3、國內外污泥干燥裝置的基本類型
3.1滾筒烘干機干燥機
    傳統(tǒng)的滾筒烘干機干燥機內設置旋料板、舉式抄料板、阻料圈、蒸汽管等，外置多種震錘，以燃燒爐產(chǎn)生的煙道氣為干燥介質。該裝置適應性強，易工業(yè)化，但生產(chǎn)設備龐大，占地面積大，干燥時間長。當含水率高于60%時污泥容易粘壁。奧地利、美國、德國、英國和國內少數(shù)幾家污水處理廠有滾筒干燥污泥裝置。
3.2立式圓盤耙式造粒烘干機干燥機
    基本結構在干燥圓筒內設置多層加熱圓盤，圓盤上放置濕污泥并安裝有耙式攪拌機構，圓盤內通熱油或加熱蒸汽，在耙齒的攪動下，污泥干燥成粒。本干燥方法要求濕污泥含水率低于50%。該裝置在日本、西班牙、加拿大已獲工業(yè)應用。
3.3豎式粉碎氣流烘干機干燥機
    其基本結構是在烘干機干燥機筒壁裝有定子，攪拌器上裝有轉子，粉碎被干燥物料，盡可能變物料內部水分為表面水，并使氣流有足夠的流速，以達到提高傳質傳熱效果和提高生產(chǎn)能力。
3.4過熱蒸汽流化床烘干機干燥機
    丹麥Niro公司設計一種使用過熱蒸汽的流化床烘干機干燥機。床上部裝有彎形葉片、旋風分離器和過熱蒸汽加熱器，下部設有干料出口。此種烘干機干燥機的優(yōu)點是節(jié)能、無污染。
3.5旋流噴動烘干機干燥機（類似閃蒸烘干機干燥機）
    1998年10月我院用∮200mm旋流噴動千燥機給天津一家用戶做污泥實驗，用戶對結果表示滿意。
    2000年11月同樣在本干燥試驗裝置上為吉林輕工設計院提供的污泥濕料做實物干燥試驗，也獲得了滿意的結果。
    2001年5月用同樣的試驗樣機，在相同的工藝條件下，對廣州建材集團提供的污泥濕料和沈陽北方污水處理廠提供的污泥做了對比試驗，結果完全不同；沈陽污泥干燥情況理想，廣州提供的污泥不易分散，易粘壁，外觀顏色深黑。后經(jīng)沈陽北方污水處理廠及我院環(huán)保研究室有關人員分析認為；所使用的絮凝劑有所差別。由此可見，旋流噴動烘干機干燥機并不具有廣泛的適應性。
4、污泥干燥新技術方案的選定
    由于被干燥物料的種類繁多，形態(tài)懸殊，性質各異，所以選擇干燥技術方案必須根據(jù)物料的狀態(tài)
  （液狀、粉狀或膏糊狀）、物料的物理化學性質（如熱敏性、可燃性、氧化性、酸堿性、吸水性、黏附性、觸變性、毒性、密度、粒度分布等）、物料與水分結合的性質是表面水還是化學結合水來確定。
    對于含水率在80%的河水污泥，由于有高分子絮凝劑的存在，使得物料非常黏稠，不易分散：在干燥過程會產(chǎn)生結殼現(xiàn)象，因而會阻礙水分的蒸發(fā)。針對這種性質，在參考國內外污泥干燥技術的基礎上，結合我院0 200mm旋流噴動烘干機干燥機對300多種實物的干燥實踐經(jīng)驗，選定流化攪拌烘干機干燥機作為試驗開發(fā)裝置。
5、流化攪拌烘干機干燥機
5.1流化攪拌烘干機干燥機的基本特點
    (1)在流化床的氣體分布板上裝有一定厚度的干燥底料，可防止高濕污泥在干燥過程的黏附，有利于流化床內流體與固體顆粒的充分混合，強化了兩相間的傳熱和傳質，具有很高的熱容系數(shù)，生產(chǎn)能力大。
    (2)物料在烘干機干燥機內的停留時間可按工藝要求進行調整，因而可控制產(chǎn)品的水分和粒度。
    (3)烘干機干燥機內設置有多孔型分布板，使氣體通過小孔獲得比較高的初始線速度，有利于減輕或消除濕污泥的黏附。
    (4)在于燥機下部設置了對齒形粉碎式攪拌器，可防止大塊物料的聚結。
    (5)在烘干機干燥機的上部設置有擴大段，可以截留住較粗顆粒，減輕后續(xù)捕集系統(tǒng)的負荷。
    (6)可根據(jù)干品水分及粒度的要求，在不同的高度設置溢流口，使不同粒徑物料分別予以排放。
5.2實驗流程
    實驗中所需的空氣由送風機(1)經(jīng)轉子流量計(2)計量后，進入電加熱器(3)，加熱到需要的溫度，再進入流化攪拌烘干機干燥機(S)進行干燥。濾餅料在加料器(4)中經(jīng)螺旋擠壓后定量、連續(xù)地加到烘干機干燥機中，干燥后的大顆粒污泥由出料口排出。細粉隨同熱空氣自烘干機干燥機頂部飛出，通過旋風分離器(6)和布袋捕集器(7)分離回收粉粒，尾氣經(jīng)引風機(8)放空。
5.3流化攪拌烘干機干燥機
    流化攪拌烘干機干燥機主體為∮300×1356mm的不銹鋼簡體，在結構設計上綜合了流化床型的優(yōu)點。內設多孔型分布板、粉碎攪拌裝置，開有干品溢流口，并采用了錐柱型結構。
5.4實驗結果
    在∮50mm玻璃流化床中進行了污染實物干燥的熱態(tài)觀察試驗。
    (1)試驗條件在分布板上裝有粒徑為1～5mm、厚為50mm的干污泥，作為干燥底料；進口風量為15m3／h，熱風進口溫度為180℃：濕污泥含水率81%。
    (2)試驗結果加入濕污泥沸騰后床高100～110mm，流化情況良好，沒有黏附、溝流和騰涌現(xiàn)象；不同的干燥時間從溢流口放出的干品水分分別為：10. 3%、7.5%、5.0%、4.0%，可滿足用戶的不同要求。
    根據(jù)在∮50mm玻璃流化床干燥污泥獲得的試驗數(shù)據(jù)，現(xiàn)已建成∮300x1365mm不銹鋼模型試驗烘干機干燥機，并為多家用戶提供的污泥進行了干燥試驗。在獲得準確充分的工業(yè)化設計數(shù)據(jù)后，準備進行規(guī)范化工業(yè)設計。深信，一種廣泛適應污泥干燥的有效裝置不久將投入到市場。
6、結束語
    污泥作為再生資源加以有效利用是世界各國共同的問題。國外已有利用該技術和裝置的報導。但引進一套可利用裝置費用昂貴。國內近年來在污泥的干燥與應用方面已有進展，但能兼顧環(huán)境生態(tài)效益、社會效和經(jīng)濟效益者實屬不易。今后隨著環(huán)境保護的進一步受重視，污泥的干燥利用勢在必行，市場前景廣闊。