城市生活污泥的高含水率特征，不仅使污泥的性质不稳定，而且造成了污泥输送困难、处理设备容量大、经济性差等问题，为进一步资源化利用带来了困难，因此必须对污泥进行适当的干化处理。和填理、焚烧等其他几种处理方式相比，污泥干化具有以下优点：

    ① 污泥显著减容，体积可减少4-5 倍；

    ② 干化后的污泥性能稳定，便于运输与储藏；

    ③ 产品无臭、无病原体，减轻了污泥有关的负面效应，使处理后的污泥更易被接受；

    ④ 能回收利用，产品具有多种用途，如作肥料、土壤改良剂、燃料等。

       目前污水处理厂产生的城市污泥含水率可以达到75%～85%，而污泥含水率只有降至40%～50%才能应用，且发达国家正在逐步要求污泥的含水率降至20%～30%，目前只有热干化方法能够使污泥的含水率降到如此低的水平。污泥热干化工艺众多，其中卧式圆盘干燥机是城市污泥干化技术中常用的干燥设备，属于间接干化设备，具有设备结构紧凑、热效率高、污染物少、产品质量高等特点，且其技术成熟，在污泥干化中备受重视。

卧式圆盘干燥机  设备概述

       早在20世纪40年代，挪威的巴茨发明了转盘式干燥机，主要由定子（外壳）、转子（转盘）和驱动装置组成。转子中心轴和转盘都是中空的，热油（180～220℃）、热水或者高压蒸汽（0.4～1.1MPa）通过其中并加热转盘，将热量传递给干化产品。转盘边缘的搅拌器将污泥均匀缓慢地推进，通过整个干燥机，产生的热蒸汽冷凝在转盘腔的内壁上，形成冷凝水并导出干燥机。为了防止污泥粘附在转盘上，在转盘之间装有刮刀，使得转盘干燥机不仅能进行污泥的全干化，也能适应污泥的半干化，区别仅在于其辅助设备（造粒机）以及电控系统。

       卧式圆盘干燥机负压运行［-(20～40)Pa］，避免了干化过程中废蒸汽泄露；废气中含氧量约2%，能够有效地预防粉尘爆炸。全干化蒸发单位水需耗热约2750kJ/kg，耗电约45kWh/t，效率为77.5% ；半干化蒸发单位水需耗热约3 000 kJ/kg，耗电约30 kWh/t，效率为72.6%。可见返混工艺可以提高热效率。低温干化，污泥营养物质和热值流失少。卧式圆盘干燥机因为投资较少、运行费用低、运行安全、干化产品质量好，特别是其特有的工艺灵活性，在国内外得到广泛使用。

单轴圆盘干燥机   工艺流程图

单轴圆盘干燥机   工作原理

        圆盘式干燥机主要是由定子(外壳)、转子(转盘)和驱动装置组成。转子中心轴是干化转盘的承载部件，它是一个中空轴，所有的转盘焊接在这个空轴上。圆盘干燥机通过转盘边缘的推进和搅拌的作用，湿物料被均匀缓慢地输送通过整个干燥机，并通过与转盘的热接触被干化。在干化过程中，热蒸汽冷凝在转盘腔的内壁上，形成冷凝水。冷凝水通过一个管子被导入中心管，最终通过导出槽导出干燥机。在每两片转盘之间装有刮刀，刮刀固定在外壳(定子)上。刮刀可以疏松盘片间的物料，使废蒸汽快速离开污泥。

单轴圆盘干燥机  设备结构图

卧式圆盘干燥机污泥干化技术的进展

       结合卧式圆盘干燥机的实际使用结果,就污泥干化的一些技术要点,简要介绍城市污泥干化技术和设备的进展情况。

      (1) 城市污泥粘结问题

       现有的污泥干化设备从进料方式和产品形态上大致可以分为两类: 一种是采用干料返混系统,湿污泥在进料前先与一定比例的干泥混合,含水率降至30%～ 40%,然后才进入干燥器,产品为球状颗粒,是结合干燥与造粒为一体的工艺; 另一种是湿污泥直接进料,产品多为粉末状。

       干燥不同的污泥,如工业污泥和城市污泥,对设备的要求也不尽相同。最初能成功用于干燥工业污泥的设备直接用于城市污泥,却不一定能成功。这是因为城市污泥的特性是非常粘,且在干燥过程中有一特殊的胶粘相阶段(含水率为60%左右)。在这一极窄的过渡段内,污泥极易结块,表面坚硬、难以粉碎,而里面却仍是稀泥。这为污泥的进一步干燥和灭菌带来极大困难。为了克服这一困难,达到含固率>90%的干燥效果,就产生了干料返混工艺。干燥器进料前先将一定比例含固率>90%的干泥颗粒返回混合器( 或称涂层机) 与湿污泥混合,其过程中干粒起到如“珍珠核”的作用,湿污泥只是薄薄地包裹在干粒外面。控制混合的比例,使混合物的含水率降到30%～40%,这样使污泥直接越过胶粘相,大大减轻了污泥在干燥器内的粘结,干燥时只需蒸发颗粒表层的水分,使干燥容易进行,能耗降低。

      (2) 尾气处理和臭味控制

       近几年环保部门对污泥处理的管理非常严格,城市污泥干燥必须是环境安全的,不能产生二次污染。所以现在污泥干化技术必须重视尾气处理和臭味控制。早期的直接加热系统,引入外部空气经加热后通入干燥器,蒸发污泥中的水分并运送污泥。离开干燥器后热风与干污泥颗粒分离,然后经过除尘、热氧化除臭后排放。由于热风的量很大,使得尾气处理成本非常高,这一缺陷使人们一度将兴趣转到了间接加热系统上。

       百得干燥开发设计的密闭式圆盘干燥机采用了气体循环回用的设计,使这一缺陷得到明显改善。在其干燥工艺中,热风经过除尘、冷凝、水洗后, 85%返回转鼓,只有15%需经过热氧化除臭后排放。这减少了尾气处理的负担,更重要的是大大减少了外部空气的引入量,将设备内氧气的含量维持在很低的水平,从而很大程度上提高了系统的安全性能。而且卧式圆盘干燥机为间接加热系统,尾气的量要小得多,相应尾气处理的负担要轻得多。

      (3) 设备安全

       在老式干燥器里,起火或爆炸相当频繁,令污泥干燥设备的安全性能倍受置疑。现在百得干燥开发设计的密闭式圆盘干燥机非常重视设备的安全性,并针对性地采取了措施来完善设计和加强管理。

        在国家大力加强环保政策的形势下，污泥干化仍将继续不断地发展、完善和受到欢迎。据预测,在未来的几年里,采用热处理的污泥量将翻一番。污泥干化设备也在向大型化发展,同时卧式圆盘干燥机在安全性能包括环境友好方面不断完善,百得干燥在降低能耗上所作的努力使污泥干化的经济可行性得到显著改善。