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清华大学环境科学与工程系 城市生活污水厂污泥干燥技术 金宜英 清华大学环境科学与工程系 内 容 概述 干燥原理及过程 污泥干燥设备及工作原理 污泥干燥的技术要点及要求 典型污泥热干燥工艺技术 概 述 污泥处理与处置的问题 目前我国生活污水处理厂每年排放的污泥量（干重）约为130万吨，而且年增长率大于10％。 伴随我国城市污水处理率迅速提高，污泥产生量将不可避免地相应增长，消纳问题日益突出，急待解决。 污水污泥的特点及传统处理处置处置方式 存在问题 农用： 浓缩污泥含水率太高(一般为92%～ 96% ) , 造成运输困难、运输量大 脱水泥饼：分散困难需借助机械设备支持田间操作, 使该技术在实际应用中存在较多的困难。 填埋： 脱水泥饼含水率较高(一般为70%～ 85% ) , 土力学性质差, 需混入大量泥土, 从而导致土地的容积利用系数明显降低。 焚烧： 脱水泥饼直接焚烧, 因其含固率低不能维持过程的自燃进行, 需加入辅助燃料, 使处理成本明显增加, 难以承受。 制建材： 脱水污泥制建材掺入量小，热耗高，不经济。 出 路 综合分析上述污泥处理与处置技术系统在实际应用中所遇到的困难, 不难看出污泥的含水率是关键的影响因素。 因此, 降低污泥含水率是解决目前在污泥处理所遇到问题的关键。 国内外应用实践表明, 经传统的浓缩和脱水工艺处理之后, 污泥的含水率不可能达到60% 以下； 经济的机械脱水泥饼含水率为75% 左右； 要达到对污泥的深度脱水,比较经济的方法是引入化工操作中常用的热干燥技技术。 污泥干燥可有效减少其体积 污泥干燥对填埋处置的好处 节约占用土地面积 减少土地填埋费用 减少运输费用 减少处置费用 随含水率降低, 污泥性状朝有利于处理方向转化 污泥经热干燥处理后, 处理特性得到改善, 利用价值提高, 为其后续处理创造了良好条件。 污泥转干燥后变为有价值产品 污泥干燥是实现污泥资源化和无害化处理处置的关键环节 污泥干燥的要求 内 容 概述 干燥原理及过程 污泥干燥设备及工作原理 污泥干燥的技术要点及要求 典型污泥热干燥工艺技术 干燥原理及过程 干燥通常指利用热能使物料中的湿份汽化，并将产生的蒸汽排除的过程。 干燥的本质为被除去的湿份从固相转移到气相，固相为被干燥的物料，气相为干燥介质。 干燥原理及过程 污泥中水分存在形态 不同阶段去除的水分 自由水分：蒸发速率恒定时去除的水分。 间隙水分：蒸发速率第一次下降时期所去除的水 分。 通常指存在于泥饼颗粒间的毛 细管中的水分。 表面水分：蒸发速率第二次下降时期所去除的水 分。通常指吸附或黏附于固体表面的 水分。 结合水分：在该干燥过程中不能被去除的水分。 这部分水一般以化学力与固体颗粒相 结合。 内 容 概述 干燥原理及过程 污泥干燥设备及工作原理 污泥干燥的技术要点及要求 典型污泥热干燥工艺技术 污泥干燥设备及其工作原理 热干燥处理技术由其它工业领域引入污泥处理中的时间不长, 发展还不够成熟, 但近年来的研究和实际应用均显示了该技术在污泥中良好的应用前景。 干燥技术应用广泛，过程复杂、研究不充分、了解最浅的技术之一，用数学描述在固体介质中同时发生的热量、质量和动量的传递现象存在困难。 A.S.Mujumdar：干燥是科学、技术和艺术的一种混和物，至少在可以预见的将来，干燥大概仍然如此。 因此大多数干燥装备的设计仍然依赖于小规模试验及实际操作经验。 加热方式 污泥干燥设备及其工作原理 干燥设备分类 根据热介质与污泥的接触方式,可分为三种类型: 直接加热干化设备 直接干化的实质是对流干燥技术的运用,即将燃烧室产生的热气与污泥直接进行接触混合,使污泥得以加热,水分得以蒸发并最终得到干污泥产品。 间接加热干化设备 间接干燥实质上就是传导干燥,即将燃烧炉产生的热气通过蒸气、热油介质传递,加热器壁,从而使器壁另一侧的湿污泥受热、水分蒸发而加以去除。 直接-间接加热联合干化设备 直接—间接联合式干燥系统则是对流—传导技术的整合。 污泥干燥设备及其工作原理 直接热干燥技术和设备 直接热干燥技术又称对流热干燥技术。 在操作过程中, 热介质(热空气, 燃气或蒸汽等) 与污泥直接接触并低速流过污泥层, 吸收污泥中的水分。 排出废气一部分通过热量回收系统回到原系统中再用, 剩余部分至废气处理系统。 热效率及蒸发速率较高, 可使污泥的含固率从25% 提高至85%～95%。 由于与污泥直接接触, 热介质将受到污染, 排出的废水和水蒸气须经过无害化处理后才能排放。 处理后干污泥需与热介质分离, 给操作管理带来一定麻烦。 污泥干化