6大污泥干化技術及污泥干化工藝比較

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污水處理過程中，污泥處理一直是行業內人士所關心的問題，高產量、高含水率的污泥，在貯存、運輸、裝卸等過程中既不方便，還存在很高的潛在環境安全風險和隱患，因此污泥的干化處理勢在必行。

污泥來源及性質

污水處理廠污泥主要由初沉池(沉砂池)及隔油池底泥、氣浮機浮渣、剩餘活性污泥以及其他工藝單元的化學污泥組成。污泥是一種固體廢物，若具有急性毒性、易燃性、反應性、腐蝕性、浸出毒性和疾病傳染性等特徵中的一項就是危險廢物。

污泥干化技術

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電能污泥干化法

電能污泥干化法，是將電能轉化為熱能或微波等形式的能，加熱濕污泥使之水分蒸發，污泥得到干化，通常採用電加熱爐間接烘乾的干化方式進行污泥干化。干化系統由污泥存儲單元、輸送計量單元、電加熱干化(電能污泥烘乾機)單元、輸出單元及暫存單元構成。由於能耗較高，不適合用電緊張、產泥量大的污水處理廠，適合產泥量少、電能豐富、價格便宜地區。

電干化工藝流程

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熱水干化法

熱水干化法是利用高溫熱水的熱能，經過換熱器進行熱交換，蒸發污泥中的水分使得污泥干化。

這種熱源進行污泥干化一般為間接干化方式，對換熱器要求較高一些。近年來熱水干化法發展快速，德國開發的「板框壓濾—熱水真空干化技術」就是熱水干化技術的典型代表。

熱水干化工藝流程

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蒸汽干化法

蒸汽干化法是利用蒸汽熱能，經過換熱器殼層進行熱交換，蒸發污泥中的水分使之干化。蒸汽為熱源的污泥干化機根據構造或內部構件不同又分為盤式干化機、槳葉式干化機、渦輪式干化機等不同形式。蒸汽可實現綜合循環利用，是非常理想的清潔熱源。一般使用1.0MPa, 160—230℃左右的低壓蒸汽，因蒸汽干化效率高、操作彈性大、易於控制、穩定性好等優點，加上新型蒸汽污泥干化機效率高、能耗較低，因而目前應用很多。

蒸汽干化工藝流程

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太陽能污泥干化法

太陽能污泥干化法是利用太陽能為主要能源對污水處理廠污泥進行干化和穩定化的污泥處理技術。該技術利用太陽能，藉助傳統溫室乾燥工藝，具有低溫干化、運行費用低廉、操作簡單、運行安全穩定等優點。其驅動力為污泥中水分含量與和空氣中水蒸汽分壓之間的水蒸氣壓力差。考慮氣候、季節、天氣影響，太陽能幹化過程是在一個配置翻泥機的大型暖房內進行，濕污泥從一端輸入，干污泥從另一端輸出。

太陽能幹化裝置主要由地面結構、暖房、翻泥機三部分構成。地面結構類似於混凝土馬路，翻泥機安裝在兩側導軌上、進行前後上下移動作業，起到攤鋪污泥、反轉晾曬、輸送污泥作用。有的還配熱風機以加速水分蒸發裝置，有的建成更為先進的太陽能溫室系統。

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天然氣干化法

天然氣(煤氣)干化法是利用天然氣(煤氣)為燃料提供熱源，在干化設備里將污泥干化。為了防止燃燒爆炸通常設有氮氣保護、氧氣濃度連鎖、溫度連鎖以及污泥返混等安保措施，以提高設備運行的安全性。系統由進料單元、干化機、出料單元、尾氣處理單元、返混單元、儀控系統等構成。通常作為污泥熱解法處理的預處理單元。

該方法在日本、美國應用較多，天然氣作為清潔能源，在污泥熱解處理時因為尾氣不存在焚燒法產生的二噁英等問題，因而代表了污泥無害化的一種發展趨勢。

天然氣干化工藝流程

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爐窯煙氣餘熱污泥干化法

爐窯煙氣溫度一般在120—200℃之間，蘊藏有巨大的熱能，是污泥低溫干化的理想熱源。利用煙氣干化污泥有直接利用煙氣加熱干化和間接加熱干化兩種形式。為保證污泥在低溫下能夠自然形成顆粒，一般採用二段式干化工藝，一段干化使污泥含水率從80%左右降到60%左右，二段干化造粒使含水率降到40%以下，形成2—8mm顆粒污泥便於資源化。

爐窯煙氣餘熱污泥干化工藝流程

污泥干化工藝比較

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污泥干化選型比較

由於干化耗費大量熱能和電能，影響處理成本至巨；安全性的問題是干化最重要的工藝問題；我國污泥處置目前尚處於摸索階段，尚難以確定一個確切的處理方向。因此，選型應以考察干化系統在能耗、安全性和靈活性三個方面的內容為要點。

能耗的比較不是根據各家所報的消耗數字列表能夠說明的，應深入到工藝過程中，對各工藝的熱工原理進行分析和核實並得出自己的結論。污泥干化工藝更接近於化工工程中的有機物乾燥，因此，借鑒該領域的經驗，有助於污泥干化項目的成功。

安全性問題是干化項目的基礎，應謹慎對待，反覆論證，並搜集儘可能全面的信息，以使最終選型安全可靠。

根據當地的條件，應儘可能確定處置目標和工藝路線，在此基礎上一次性選定合理的工藝，以適應今後的發展。鑒於干化項目投資巨大，而市場千變萬化，應確保投資能夠在長時間裡發揮其效能。

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污泥干化所需能源比較

干化的主要成本在於熱能，降低成本的關鍵在於是否能夠選擇和利用恰當的熱源。

干化工藝根據加熱方式的不同，其可利用的能源來源有一定區別，一般來說間接加熱方式可以使用所有的能源，其利用的差別僅在溫度、壓力和效率。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，蒸汽因其特性無法利用。

按照能源的成本，從低到高，分列如下：

煙氣：來自大型工業、環保基礎設施（垃圾焚燒爐、電站、窯爐、化工設施）的廢熱煙氣是零成本能源，如果能夠加以利用，是熱干化的最佳能源。溫度必須高，地點必須近，否則難以利用。

燃煤：非常廉價的能源，以煙氣加熱導熱油或蒸汽，可以獲得較高的經濟可行性。尾氣處理方案是可行的。

熱干氣：來自化工企業的廢能。

沼氣：可以直接燃燒供熱，價格低廉，也較清潔，但供應不穩定。

蒸汽：清潔，較經濟，可以直接全部利用，但是將降低系統效率，提高折舊比例。可以考慮部分利用的方案。

燃油：較為經濟，以煙氣加熱導熱油或蒸汽，或直接加熱利用。

天然氣：清潔能源，但是價格最高，以煙氣加熱導熱油或蒸汽，或直接加熱利用。

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污泥干化機工藝比較

污泥烘乾分為接觸式烘乾和對流式烘乾。在接觸式烘乾機中，存在一個固定不變的接觸面，熱量就通過這個面和導熱介質（蒸汽或熱油）傳向污泥。對流式烘乾的導熱介質（熱風）直接在污泥小顆粒上流動傳熱，從而產生熱對流。

下面的表格里，對於不同的接觸式乾燥機（表1）和對流式乾燥機（表2）進行了性能的總結。接下來的表3，對兩種乾燥機的特性作了一下比較。

表1 不同接觸式乾燥機的比較

表2 不同對流式乾燥機的比較

表3 接觸式干化和對流式干化的特性比較

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