城市污泥脫水干化技術(shù)進(jìn)展
行業(yè)動(dòng)態(tài)
污泥處理是以減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化為原則。污泥處置方法主要可分為土地利用、污泥農(nóng)用、填埋、能源化利用和綜合利用。無論填埋、焚燒、農(nóng)業(yè)利用還是熱能利用，污泥脫水干化都是重要的第一步，這使其在整個(gè)污泥處理處置體系中扮演越來越重要的角色。
然而污泥的特殊膠體結(jié)構(gòu)加大了污泥脫水干化的難度，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，探索出了一系列的技術(shù)手段，主要有污泥濃縮技術(shù)、污泥脫水技術(shù)、污泥深度脫水技術(shù)和污泥干化技術(shù)。
早期的污泥脫水干化大多采用污泥濃縮技術(shù)和污泥脫水技術(shù)，但脫水效果不理想。目前，污泥深度脫水技術(shù)和污泥干化技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，能夠較好地實(shí)現(xiàn)污泥的脫水干化。本文詳細(xì)闡述了這四種技術(shù)及其發(fā)展前景，旨在為污泥的脫水干化提供可靠的參考資料。
1 污泥濃縮
污水處理廠初沉池和二沉池的剩余污泥一般要經(jīng)過污泥濃縮、污泥脫水和污泥干化3個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)資源化利用。
污水處理廠剩余污泥的含水率一般高達(dá)96.0%～99.3%。污泥濃縮是為了降低污泥中的水分，減少污泥體積，以減少運(yùn)輸及后續(xù)處理和處置利用成本。污泥中水的存在形式有以下四種：間隙水、毛細(xì)水、顆粒表面吸附水和內(nèi)部結(jié)合水。污泥濃縮常用的方法有重力濃縮、加壓過濾濃縮、離心濃縮、氣浮濃縮和隔膜濃縮等，但應(yīng)用領(lǐng)域有限。濃縮后污泥的含水率仍高達(dá)90%以上，污泥濃縮僅能去除污泥中的部分自由水和間隙水。
2 污泥脫水
污泥脫水是指用物理、化學(xué)和生物方法進(jìn)一步降低濃縮后污泥的含水率，以便于污泥的運(yùn)輸、填埋或資源化利用。污泥脫水主要有自然脫水法和機(jī)械脫水法。
2.1 自然脫水法
自然脫水法是一種古老、傳統(tǒng)的污泥脫水方法，主要工藝有污泥池法、沙地干化床和冷凍脫水等。自然脫水法一般將濃縮后的污泥在污泥干化床上鋪成薄層，污泥中的水分一部分自然蒸發(fā)，一部分滲入土壤或?yàn)V水層。對(duì)于人工濾層干化床，污泥的干化主要經(jīng)歷自由水的重力脫除和泥餅蒸發(fā)風(fēng)干兩個(gè)階段。雖然干化床技術(shù)較為成熟，但由于占地面積大、操作自動(dòng)化程度低、工況惡劣、處理效率低、受氣候影響大等缺陷已逐漸被淘汰并被機(jī)械脫水方式所取代。近年來，聯(lián)合傳統(tǒng)的沙地干化床和人工濕地構(gòu)建污泥干燥蘆葦床（SDRB）系統(tǒng)用于污泥脫水得到一定的應(yīng)用，同時(shí)也出現(xiàn)了一些改進(jìn)的干化床，如真空干化床，太陽(yáng)能干化床以及設(shè)置雨篷等輔助設(shè)備的干化床等。
2.2 機(jī)械脫水法
機(jī)械脫水是指對(duì)過濾介質(zhì)兩側(cè)施加壓力，強(qiáng)制污泥水分經(jīng)過過濾介質(zhì)形成濾液，固體顆粒在介質(zhì)上形成濾餅的方式來實(shí)現(xiàn)污泥脫水。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到商業(yè)化運(yùn)作的污泥機(jī)械脫水工藝主要有真空過濾脫水、帶式壓濾脫水、離心脫水、板框壓濾機(jī)、螺壓式脫水機(jī)及滾壓式脫水機(jī)等。污泥是由親水性膠體和大顆粒凝聚體組成的非均相體系，具有膠體性質(zhì)。普通機(jī)械方法只能把表面吸附水和毛細(xì)水除去，難以將結(jié)合水和間隙水除去。經(jīng)機(jī)械脫水后污泥的含水率仍在80%左右。機(jī)械脫水是污泥實(shí)現(xiàn)脫水的基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備，開發(fā)新型設(shè)備，針對(duì)污泥性質(zhì)選擇合適的污泥脫水工藝，以達(dá)到低成本、高效、深度的污泥脫水效果是今后研究的方向。
3 污泥深度脫水
為進(jìn)一步降低污泥含水率有兩種方法：一是優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)，二是在機(jī)械脫水前對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理。
3.1 優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)
陳聰?shù)仍O(shè)計(jì)的機(jī)械加壓污泥脫水機(jī)，可以將污泥的含水率從90%降到50%以下。張民良等研制的污泥脫水柔韌管壓榨機(jī)，可以將污泥的含水率從80%降到60%以下。Lee J E等設(shè)計(jì)的電動(dòng)壓濾脫水機(jī)，在合適工況下可將污泥含水率降低25%。因此，優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)是一種可行的污泥深度脫水途徑。
3.2 污泥調(diào)理技術(shù)
污泥調(diào)理方法主要有物理調(diào)理法、化學(xué)調(diào)理法、微生物調(diào)理法和復(fù)合調(diào)理法。各種方法在實(shí)際中均有應(yīng)用，但以化學(xué)調(diào)理法為主。
3.2.1 物理調(diào)理法
傳統(tǒng)物理調(diào)理主要包括加熱和冷凍調(diào)理。加熱調(diào)理可以破壞污泥細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使污泥間隙水游離出來，改善污泥脫水性能。冷凍調(diào)理可以破壞污泥絮體結(jié)構(gòu)，降低污泥中難以去除的結(jié)合水含量。國(guó)內(nèi)外對(duì)這兩種技術(shù)也進(jìn)行了一定的研究，但加熱調(diào)理技術(shù)受經(jīng)濟(jì)條件的限制，冷凍調(diào)理技術(shù)受氣候條件的限制，使得這兩種技術(shù)難以推廣使用。在物理調(diào)理方面，出現(xiàn)了其他調(diào)理技術(shù)，主要為超聲波調(diào)理技術(shù)，微波調(diào)理技術(shù)和電滲透脫水技術(shù)。超聲波能有效地破壞污泥細(xì)胞結(jié)構(gòu)，釋放內(nèi)部結(jié)合水，從而改善污泥的脫水性能。微波調(diào)理污泥本質(zhì)上是加熱調(diào)理污泥，但是微波并非從物質(zhì)的表面開始加熱，而是各向均衡的穿透材料后加熱。電滲透脫水過程中，水流方向和污泥絮體流動(dòng)方向相反，水分可不經(jīng)過泥餅的孔隙通道而與污泥分離。此外，還有通過向機(jī)械脫水的污泥中加入物理調(diào)理劑的方法，物理調(diào)理劑主要包括礦物質(zhì)材料和碳質(zhì)材料。這些物質(zhì)在污泥內(nèi)部起到骨架的作用，可以增加泥餅內(nèi)部的剛性和不可壓縮結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提供更多的水通道以達(dá)到增強(qiáng)污泥脫水的效果。
3.2.2 化學(xué)調(diào)理法
污泥化學(xué)調(diào)理常用的絮凝劑有無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和復(fù)合絮凝劑。無機(jī)絮凝劑主要分為普通無機(jī)絮凝劑和無機(jī)高分子絮凝劑。在20世紀(jì)60年代以后，無機(jī)高分子絮凝劑迅速發(fā)展。高分子絮凝劑具有沉降速度快、用量少、效果好和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用比較廣泛的有聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）、聚合硅酸鋁（PASiC）等。無機(jī)高分子絮凝劑的分子量較大，分子鏈的聚合度較大，因而具有普通無機(jī)絮凝劑所不具備的吸附架橋作用。近年來，粉煤灰、電石渣、Fenton試劑和O3等無機(jī)調(diào)理劑也得到一定的應(yīng)用。無機(jī)絮凝劑具有原料易得、制備簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、對(duì)污泥的調(diào)理作用明顯等優(yōu)點(diǎn)，但與有機(jī)絮凝劑相比生成的絮體較小且單獨(dú)使用時(shí)投藥量大。此外，無機(jī)成分比例增加會(huì)導(dǎo)致其肥效和熱值降低，且易產(chǎn)生二次污染。同時(shí)，無機(jī)絮凝劑的應(yīng)用有苛刻的pH值和離子強(qiáng)度要求。無機(jī)絮凝劑未來的發(fā)展方向是與有機(jī)絮凝劑、物理調(diào)理法或微生物絮凝劑聯(lián)合使用，以提高污泥的脫水效率和降低污泥脫水劑的用量。
有機(jī)高分子絮凝劑從1960年開始投入使用，具有渣量少、受pH值影響小等優(yōu)點(diǎn)，逐漸取代無機(jī)絮凝劑作為污泥脫水的調(diào)理劑。有機(jī)絮凝劑可以分為非離子型、陽(yáng)離子型、陰離子型和兩性型。寧東等發(fā)現(xiàn)在污泥與酒精槽液共厭氧消化體系中添加PAM對(duì)于35℃消化的污泥脫水效果好，對(duì)于55℃消化的污泥脫水效果差。Yan W L等研究了陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（PAM）、非離子PAM和陰離子PAM調(diào)理劑對(duì)污泥作用后的污泥結(jié)構(gòu)和特征的變化及其對(duì)污泥脫水性的影響，并且得出陽(yáng)離子PAM是一種更理想的調(diào)理劑，因?yàn)樗枰偷膭┝亢透玫恼{(diào)理效果。陽(yáng)離子PAM是目前污水處理廠應(yīng)用廣泛的污泥脫水劑。有機(jī)絮凝劑按來源可分為有機(jī)合成高分子絮凝劑和天然改性高分子絮凝劑，由于有機(jī)合成絮凝劑存在費(fèi)用高、難溶解、脫水效果不好等缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者將目光投向了天然改性絮凝劑。
目前，淀粉和纖維素衍生物、植物膠、多聚糖類等天然物質(zhì)經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)改性，成為廣泛使用的天然改性絮凝劑。國(guó)內(nèi)外研究較多的是一種新型高分子有機(jī)絮凝劑殼聚糖（chitosan）。殼聚糖是甲殼素經(jīng)過強(qiáng)堿或酶水解脫去部分或全部乙酞基的反應(yīng)產(chǎn)物。甲殼素是自然界第二大天然高分子化合物，含量?jī)H次于纖維素，廣泛存在于昆蟲和甲殼動(dòng)物的甲殼中。殼聚糖分子鏈內(nèi)有一定角度的六元環(huán)平面，側(cè)鏈上有烴甲基羧基和胺基等活性基團(tuán)，決定了殼聚糖不僅具有吸附架橋作用，還具有普通絮凝劑所沒有的螯合交聯(lián)功能。殼聚糖在污泥脫水預(yù)處理中的應(yīng)用近年來在國(guó)外已逐漸普遍。
復(fù)合絮凝劑是近年來才開始廣泛使用的新型絮凝劑，分為無機(jī)-無機(jī)、無機(jī)-有機(jī)、有機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑，目前使用較為廣泛的是無機(jī)-有機(jī)絮凝劑。它既可以綜合無機(jī)、有機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，又可以克服其各自的缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者就復(fù)合絮凝劑對(duì)污泥脫水的效果進(jìn)行了大量的研究。牛美青等研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)聚合氯化鋁（PAC）、高效聚合氯化鋁（HPAC）和氯化鐵（FeCl3）的投加量為干污泥量的10%左右時(shí)，污泥比阻值小，同時(shí)三維熒光強(qiáng)度值也小。李志敏等研究了聚合氯化鋁鐵（PAFC）、殼聚糖（CTS）和紅黏土組成的三元復(fù)合絮凝劑對(duì)膠乳廢水的處理，結(jié)果表明，復(fù)合絮凝劑的用量比單獨(dú)使用PAFX時(shí)減少了一半，對(duì)廢水濁度和24h COD去除率分別達(dá)到98%和80%以上，并認(rèn)為其絮凝劑機(jī)理是復(fù)合絮凝劑兼具PAFC的電中和性能和殼聚糖的吸附架橋作用，從而提高了復(fù)合絮凝劑的絮凝能力。Zhai L F等考察了聚丙烯酰胺（PAM）、氯化鐵和鈣質(zhì)礦物粉組成的復(fù)合絮凝劑的脫水效果，綜合評(píng)價(jià)了不同復(fù)合絮凝劑劑量下的污泥脫水效果及相應(yīng)的成本，利用響應(yīng)面分析、灰關(guān)聯(lián)分析和模糊邏輯分析得出的劑量是PAM 4.62g/kg，F(xiàn)eCl3 55.4g/kg，礦物粉30.0 g/kg。吳幼權(quán)等研究了有機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑的脫水效果，利用殼聚糖衍生物（CAM）與陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）復(fù)配得到復(fù)合絮凝劑CAM-CPAM。結(jié)果表明，復(fù)合絮凝劑具有良好的污泥脫水性能，投加量為30mg/L時(shí)，污泥脫水率達(dá)到90%以上，沉降速率達(dá)到0.55cm/s，透光率高于85%，濾液濁度小于8NTU。綜上所述，復(fù)合絮凝劑的脫水效果比單一藥劑調(diào)理要好，而且節(jié)省藥劑用量，可降低調(diào)理費(fèi)用。但復(fù)合絮凝劑各組分組成，比例和投加順序?qū)ξ勰嗝撍泻艽蟮挠绊懀?dāng)比例或順序不恰當(dāng)時(shí)，可能達(dá)不到應(yīng)有效果。
3.2.3 微生物調(diào)理法
微生物絮凝調(diào)理技術(shù)是使用微生物絮凝劑進(jìn)行污泥調(diào)理的技術(shù)，始于20世紀(jì)70年代，但是近年來才用于污泥調(diào)理。微生物絮凝劑是微生物的代謝產(chǎn)物，主要成分有糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA等。微生物絮凝劑具有無毒、污泥絮體密實(shí)、生物降解性好和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但制備成本較高，且針對(duì)性不強(qiáng)，所以目前微生物絮凝劑主要還是和傳統(tǒng)絮凝劑聯(lián)用調(diào)理污泥。靳慧霞等研究了F2-F6復(fù)合型微生物絮凝劑分別于氯化鋁、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺復(fù)配使用處理泥漿廢水的絮凝效果，發(fā)現(xiàn)微生物絮凝劑與化學(xué)絮凝劑聯(lián)合使用不僅可以獲得更好的絮凝效果，而且可大大降低絮凝劑的總投加量。李政等對(duì)5株微生物絮凝劑菌株兩兩復(fù)合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)SHD-1和SHD-2構(gòu)建的復(fù)合菌在適宜條件下絮凝效果好，濁度、石油類物質(zhì)和COD的去除率分別達(dá)到93.45%、53.42%和20.98%。Liu F W等研究了嗜酸氧化硫硫桿菌和嗜酸氧化亞鐵硫桿菌組成的生物浸取劑對(duì)污泥的脫水效果，并與傳統(tǒng)的水熱法、微波法、超聲波法及化學(xué)調(diào)理法（24%氯化鐵和68%的氧化鈣）進(jìn)行比較，結(jié)果表明生物浸取法的污泥過濾阻力（SBF）和毛細(xì)管抽吸時(shí)間（CST）分別降低93.1%和74.1%，這與化學(xué)調(diào)理的效果類似，但明顯高于水熱法、微波法、超聲波法。
3.2.4 復(fù)合調(diào)理法
污泥的調(diào)理方法主要有物理調(diào)理法、化學(xué)調(diào)理法和微生物調(diào)理法，各種方法都有其自身的缺陷，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際情況，聯(lián)合各種方法達(dá)到好的污泥脫水效果。Loginov M等研究了石灰絮凝劑和電過濾聯(lián)用對(duì)污泥脫水的效果，并考察了石灰濃度和恒定電流密度對(duì)污泥滲透性、電過濾速率、泥餅的干度和能量消耗的影響。結(jié)果表明石灰濃度增加能增加滲透性，但同時(shí)也會(huì)不利于電過濾過程和降低泥餅干度，石灰濃度在1g/L下是適宜的，值為0.3g/L，明顯低于簡(jiǎn)單過濾時(shí)的石灰濃度（0g/L）。Zhang G M等比較了單獨(dú)超聲波脫水和超聲聯(lián)合化學(xué)調(diào)理的脫水效果，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)超聲脫水時(shí)污泥的含水率為90%，而超聲聯(lián)合FeCl3和PAM組成的化學(xué)調(diào)理劑時(shí)可以明顯減少調(diào)理劑的用量（40%～50%）。研究得出，工藝條件為在0.8W/mL下超聲7s，投加1.5g/L FeCl3和15mg/L PAM，在此條件下污泥含水率為72.8%。周煜等利用紫外光-Fenton氧化處理城市污泥，結(jié)果表明，光-Fenton氧化破解污泥EPS和改善污泥脫水性能的效能明顯優(yōu)于單獨(dú)Fenton反應(yīng)和單獨(dú)紫外光照射處理。周翠紅等分別比較了市政污泥的超聲處理、絮凝劑處理和超聲結(jié)合絮凝劑處理，發(fā)現(xiàn)超聲結(jié)合絮凝劑的脫水效果更好。羅海健等分別采用微波、絮凝劑和微波聯(lián)合絮凝劑對(duì)制革污泥進(jìn)行脫水預(yù)處理，結(jié)果表明聯(lián)合處理效果更好。由此可見，物理調(diào)理與化學(xué)調(diào)理聯(lián)用可以起到較好的協(xié)同效果，達(dá)到較好的脫水效果。
4 污泥干化
污泥經(jīng)過調(diào)理后機(jī)械脫水，不同的調(diào)理方法和不同的機(jī)械脫水工藝，污泥的含水率也不同，一般可達(dá)40%～70%。脫水污泥的含水率不能滿足污泥處置的要求：如作為肥料或土壤改良劑用于土地利用，要求含水率降為20%～40%；直接填埋需要含水率低于60%；直接焚燒要求含水率低于50%。脫水污泥中的水分主要為細(xì)胞內(nèi)部結(jié)合水和部分顆粒吸附水及毛細(xì)水。要進(jìn)一步去除這部分水分，常規(guī)的脫水方法已不再適用。污泥干化是在機(jī)械脫水后，利用熱能將污泥中的水分變?yōu)樗魵舛⑹?，得到含水?0%～50%的干化污泥，主要有熱干化、太陽(yáng)能干化、微波加熱干化、超聲波干化以及熱泵干化等，目前應(yīng)用廣泛、成熟的是熱干化技術(shù)?，F(xiàn)有的污泥熱干化設(shè)備從進(jìn)料方式和產(chǎn)品形態(tài)上大致可以分為兩類：一種是采用干料返混系統(tǒng)，濕污泥先與一定比例的干泥混合，含水率降至30%～40%后進(jìn)入干燥器，產(chǎn)品為球狀顆粒；另一種是濕污泥直接進(jìn)料系統(tǒng)，產(chǎn)品多為粉末狀。污泥熱干化根據(jù)熱介質(zhì)與污泥接觸方式可分為直接熱干化、間接熱干化和直接間接聯(lián)合熱干化技術(shù)。
4.1 直接熱干化技術(shù)
直接熱干化又稱對(duì)流干化，是加熱空氣與污泥直接接觸從污泥表面去除水分的方法。直接熱干化的優(yōu)點(diǎn)是熱能利用率高，可使污泥的含固率從25%提高到85%～95%，但是由于熱介質(zhì)與污泥直接接觸而受污染，廢氣須經(jīng)無害化處理后排放。為了減少直接熱干化尾氣處理的高昂費(fèi)用，一般采用尾氣循環(huán)技術(shù)。尾氣循環(huán)回用設(shè)計(jì)能使轉(zhuǎn)鼓中的含氧量保持在一個(gè)較低的水平，這在污泥干化中是一個(gè)比較重要的安全參數(shù)。常用污泥直接熱干化技術(shù)主要有轉(zhuǎn)鼓干化、閃蒸式干化、帶式干化、噴霧式干化和螺旋式干化等。
4.1.1 轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)
自20世紀(jì)40年代以來，日本、歐洲和美國(guó)就采用直接加熱式轉(zhuǎn)鼓干燥器來干化污泥。目前的設(shè)備供應(yīng)主要有澳大利亞的Andritz AG、美國(guó)的BioGro、英國(guó)的SwissCombi和日本的Okawara。日本Okawara公司生產(chǎn)的干燥器，用轉(zhuǎn)鼓里的高速刮削刀刮泥餅，形成不斷移動(dòng)任意形狀的產(chǎn)物。其余各廠家的干燥器，均采用干物料與污泥混合形成含固率達(dá)60%～70%，可在轉(zhuǎn)鼓里隨意轉(zhuǎn)動(dòng)的小球狀物。Andritz采用了尾氣循環(huán)技術(shù)，開發(fā)出新一代密閉式、帶返料、直接加熱轉(zhuǎn)鼓式干化器，污泥與熱介質(zhì)在轉(zhuǎn)鼓中直接接觸加熱而干化，經(jīng)氣固分離后，85%熱介質(zhì)返回干化系統(tǒng)循環(huán)利用，其余經(jīng)處理后排放，干化后污泥呈穩(wěn)定顆粒狀。
4.1.2 閃蒸式干化技術(shù)
20世紀(jì)30年代，閃蒸式干化器開始在美國(guó)用于污泥處理，美國(guó)ABB Raymond是目前著名的生產(chǎn)廠家。在高速研磨機(jī)攪動(dòng)下，部分干污泥返混后的混合污泥與流速20～30m/s的高溫氣流接觸，進(jìn)行數(shù)秒傳熱，污泥中水分得到迅速蒸發(fā)，含水率可降低至8%～10%。閃蒸干化技術(shù)是固體流態(tài)化稀相輸送技術(shù)在污泥干化上的應(yīng)用，污泥與熱介質(zhì)直接接觸并懸浮于高熱氣流中，具有顯著增大兩相接觸面積、強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱過程和有效縮短干化時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。
4.2 間接熱干化技術(shù)
間接加熱的特點(diǎn)是熱源與污泥不直接接觸，通過加熱容器將熱量間接傳遞給污泥，無需分離熱介質(zhì)與干污泥，避免了煙氣污染，環(huán)保性能好。但是其熱傳輸效率和蒸發(fā)率較差，污泥中的有機(jī)物不易分解，并且需要配備單獨(dú)的熱源系統(tǒng)，投資和維護(hù)成本較大。常用污泥間接熱干化技術(shù)主要有槳葉式干化、立式多盤干化、薄膜干化、轉(zhuǎn)盤式干化和間接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)等。
4.2.1 槳葉式干化技術(shù)
槳葉式干燥機(jī)是一種臥式攪拌型連續(xù)干燥設(shè)備，以熱傳導(dǎo)為主，采用蒸汽或?qū)嵊妥鳛闊峤橘|(zhì)。干燥機(jī)主要由帶夾套的筒體、空心槳葉軸及驅(qū)動(dòng)裝置組成。加熱介質(zhì)從軸端的旋轉(zhuǎn)接頭導(dǎo)入導(dǎo)出，分別進(jìn)入干燥機(jī)殼體夾套和槳葉軸內(nèi)腔，加熱干燥機(jī)內(nèi)壁、中空葉片、空心軸，然后通過熱傳導(dǎo)的方式對(duì)物料進(jìn)行干化。污泥連續(xù)送入干燥機(jī)內(nèi)，在空心槳葉連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)作用下不停地翻轉(zhuǎn)，充分均勻地受熱而干化。轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉將干化后的物料輸送至出料口排出。此技術(shù)較早進(jìn)入國(guó)內(nèi)，例如紹興中環(huán)再生能源有限公司采用8臺(tái)槳葉式干燥機(jī)進(jìn)行污泥干化，污泥含水率從85%可降低至40%。
4.2.2 立式多盤干化工藝（珍珠工藝）
20世紀(jì)70年代以來，間接加熱圓盤式干燥器被應(yīng)用于污泥干燥，主要設(shè)備供應(yīng)商有Stord International Buss AG、Bepex、Komline、Sanderson和Seghers等公司。Seghers公司開發(fā)的新一代間接式多盤干燥工藝又稱為珍珠工藝。主要是通過循環(huán)熱油加熱圓盤干化機(jī)內(nèi)小、大盤，交替垂直排列，干污泥在涂層機(jī)內(nèi)涂覆濕污泥后，在圓盤上做圓周運(yùn)動(dòng)，盤內(nèi)導(dǎo)熱油間接傳熱干化。
4.3 直接-間接聯(lián)合熱干化技術(shù)
直接-間接聯(lián)合熱干化是對(duì)流-傳導(dǎo)熱干化技術(shù)的結(jié)合，該技術(shù)代表有Sulzer開發(fā)的新型流化床干燥器，VOMM渦輪薄層干化技術(shù)，Schwing的INNO二級(jí)干化系統(tǒng)以及Envirex的帶式干燥器。
近年來涌現(xiàn)出生物干化、水熱干化、太陽(yáng)能干化、太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合干化、微波干化等許多以節(jié)能為主要出發(fā)點(diǎn)的新興干化技術(shù)。但各種技術(shù)發(fā)展還不成熟，還無法取代傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)，仍將作為主流干化技術(shù)的補(bǔ)充。未來我國(guó)污泥處理應(yīng)在傳統(tǒng)熱干化技術(shù)不斷優(yōu)化的基礎(chǔ)上，致力于新技術(shù)的開發(fā)，推動(dòng)我國(guó)污泥處理事業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，真正實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用。
5 結(jié)語(yǔ)
城市污泥的脫水干化是污泥農(nóng)用、填埋、燃料化和焚燒等處置方式的前提。由于污泥特殊的膠體結(jié)構(gòu)，污泥的脫水干化變得異常困難。污泥的干化一般需要經(jīng)過污泥濃縮、污泥脫水和污泥干化三個(gè)過程。
污泥濃縮僅能去除污泥中的部分自由水和間隙水，應(yīng)用領(lǐng)域有限。污泥脫水是污泥干化的重要一步，污泥脫水普遍存在脫水效率不高的問題，如何根據(jù)污泥性質(zhì)選擇合適的脫水設(shè)備、如何優(yōu)化脫水機(jī)械設(shè)備、如何選擇合適的絮凝劑、如何選擇適當(dāng)?shù)奈锢碚{(diào)理方法達(dá)到高效的脫水將是今后研究的方向。
污泥干化主要以熱干化為主，其他新興干化技術(shù)也得到了部分應(yīng)用，污泥干化今后的研究方向是改進(jìn)和完善熱干化技術(shù)、積極探討新興干化技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)污泥的性質(zhì)、污泥處置方式、經(jīng)濟(jì)狀況、土地資源狀況等選擇合適的污泥脫水干化工藝。
