1 前言

随着 人口的不断增长和城市化进程的飞速发展，城市污泥产量的与日俱增和环境质量标准的日益严格，污泥的处理和处置已经成为一个敏感的全球环境问题。污泥干化焚烧是污泥无害化处置的重要方法。污泥干化焚烧可以使污泥的体积减少到较小化（减量90%以上）；可以回收能量，用于污泥自身的干化或发电供热；能够使有机物全部碳化，杀死病原体，使污泥彻底无害化。但污水处理厂产生的污泥因含水率高，不能简单作为发电燃料应用，污泥要作为发电燃料，必须进行干化处理。采用何种污泥干化工艺是本文分析比较的重点。

2 污泥干化工艺介绍

污泥干化工艺主要分机械压榨干化工艺和加热烘干干化工艺，其中机械压榨干化工艺又包含普通机械干化工艺、隔膜压滤干化工艺、组合式机械干化工艺；加热烘干干化工艺又包含烟气热干化工艺、蒸汽热干化工艺、导热油热干化工艺。

2.1 普通机械干化工艺

2.1.1 工艺介绍

我国常用的普通机械脱水方式为带式压滤脱水机脱水和螺旋压榨式离心机脱水。这两种机械均为通过一级压榨过滤使初始浓度为约97%含水率的污水变成80%水分左右的污泥。

2.1.2 工艺特点

优点：带式压滤脱水机具有低速运行，无噪声，处理量较大；螺旋压榨式离心机处理能力相对较大，可连续运转。

缺点：带式压滤机存在现场环境差、臭味大、湿气大，易造成二次污染，而螺旋压榨离心机则电耗比较大。通常情况下，处理100t/d的污泥，电机功率需要60kW左右。另外，以上两种形式处理后含水率只能达到75～80%左右，不能满足污泥进锅炉焚烧的要求。

2.2 隔膜压滤干化工艺

2.2.1 工艺介绍

污水处理过程中产生的污泥通过泵输送到污泥处理池内，经过加药调质（药剂PAM和絮凝剂），搅拌处理，污泥与药剂充分反应，污泥含水率调理为95%～97%，再通过泵输送到污泥隔膜压滤机内，经过过滤压榨后，分解成45%～55%水分的干泥与滤液，干污泥可通过锅炉焚烧处理。

2.2.2 工艺特点

优点：能直接一步到位将97%水分的污泥直接脱水至50%水分以内，满足循环流化床入炉焚烧的要求，且在低浓阶段脱水效率很高，能耗较低。

缺点：压榨时间较长，一个循环周期时间约3小时45分钟；不能连续出料，单台设备处理能力不大，数量较多；板框压滤机滤布采用采用PP或聚酰胺制造，使用寿命不长；板框压滤机自动卸饼装置有待完善，目前需借助人工卸料，消耗劳动力；需要增加一定量的絮凝剂（木屑或生石灰），增加了运行成本。

2.3 组合式机械干化工艺

2.3.1 工艺介绍

组合式机械脱水是分二级机械脱水，即 级隔膜压滤机脱水后增加强力带式压滤机二级脱水。主要工艺流程为：污水处理厂含水率97%污泥溶液经污泥泵输送至污泥池储存，经加药调质（药剂PAM），通过螺杆泵进料至隔膜板式机压榨至55%含水率后，经过皮带输送机送至强力带式压榨机压滤至含水率为45%～50%，干污泥可通过锅炉焚烧处理。

2.3.2 工艺特点

优点：隔膜压滤机的优势在于絮凝剂用量低，在低浓阶段脱水效率很高；缺点在于高浓阶段脱水效率低下，造成脱水时间长，产量低。强力带式脱水机的优点在于高浓段采取连续脱水，效率高；缺点在于低浓段药剂用量高，造成运行成本高。组合式机械脱水工艺是在低浓段采用隔膜压滤机，达到55%水分污泥后，再用强力带式机脱水至45%水分，这样充分发挥了两种设备的优势，有利于降低运行成本，节约占地和投资。

缺点：板框压滤机滤布采用采用PP或聚酰胺制造，使用寿命不长；板框压滤机自动卸饼装置有待完善，目前需借助人工卸料，消耗劳动力。

2.4 烟气热干化工艺

2.4.1 工艺介绍

利用锅炉烟气余热干化污泥，将污水处理厂经过一级脱水的80%含水率污泥，干化成45%含水率污泥（可控制），主要干化设备为转鼓干化机，主要发源于日本和德国等国。

2.4.2 工艺特点

优点：利用锅炉烟气余热干化污泥，可以在不用消耗新能源的情况下，将污水处理厂污泥的含水率降低，使污泥干化过程中运行成本较低，开辟了一条废物循环利用，以废治废的有效途径。

缺点：对于污泥处理量较大的应用场合，烟气环保处理困难，须对大量烟气进行二次处理；安全性、经济性较差，系统设备庞大；需要有热源锅炉烟气。

2.5 蒸汽热干化工艺

2.5.1 工艺介绍

利用中压蒸汽（1.2MPa）为热媒介质，加热干化污泥，将污水处理厂经过一级脱水的80%含水率污泥，干化成45%含水率污泥（可控制），主要干化设备为盘式污泥干燥机等。

2.5.2 工艺特点

优点：蒸汽与污泥不接触，蒸汽冷凝后可回用；设备结构紧凑，装置占地面积小；热量利用率高，热量利用率可达80%-90%；废气处理量小，可相应的减少或省去部分辅助设备；可适应污泥含水率变化，产品干化均匀性高。

缺点：每吨污泥需消耗蒸汽量0.7吨，污泥干化成本较高；设备长期运行易腐蚀。

2.6 导热油热干化工艺

2.6.1 工艺介绍

利用导热油为热媒介质，加热干化污泥，将污水处理厂经过一级脱水的80%含水率污泥，干化成45%含水率污泥（可控制），主要干化设备为污泥烘干机等。

2.6.2 工艺特点

优点：热效率高，高达95%；适合无配套热电厂项目；具有自清理作用，防止物料结疤和粘壁；无粉尘污染，操作环境清洁，符合环保要求。

缺点：需要添加辅助燃料天然气；污泥没有被资源化利用。

3 污泥干化工艺综合比较

3.1 技术比较

综合评价脱水效果差、臭味大、易造成二次污染脱水效果较好、占地较大、单设备能力较小脱水效果较好、占地较小、单设备能力较大脱水效果较好、须有烟气、烟气二次处理困难脱水效果较好、须有蒸汽、运行成本较高脱水效果较好、终端产品可直接综合利用。

3.2 经济比较

经技术比较，推荐选用组合式机械干化工艺和导热油热干化工艺。故仅对以上两种干化工艺进行经济比较。

4 结论

（1）为解决日益严重的污泥对环境所造成二次污染问题，建设污泥干化工艺设施是十分必要的。

（2）采用组合式机械干化工艺的单吨污泥总处理成本低于导热油热干化工艺，经组合式干化脱水后污泥含水率可降至45%～50%，满足锅炉焚烧发电要求。