1 引言

隨著我國國民經濟的發展，城市污水具備排放量大，性質呈現多樣化的特點。在污水凈化技術飛速發展的今天，污水處理過程中所產生污泥的后續處理也成為了當今人們所關注的問題。隨著污泥的大量生成，在儲存、運輸、處理過程等方面將會帶來負面影響，嚴重者甚至危害生存環境。

2 污泥熱干化概況

污泥處置技術分為兩方面：其一是采取固液分離技術達到污泥脫水減積的效果；第二種是通過消化、堆肥、建材制造等能源循環再利用技術實現污泥的穩定化及資源化，包括污泥焚燒、衛生填埋、污泥堆肥、污泥熱干化等。相比較于其他幾種處理方式，污泥熱干化能夠有效降低污泥的含水率與體積，為進一步實現污泥的無害化、資源化提供了先決條件。污泥熱干化存在于污泥機械脫水之后，通過不同類型的熱能對上一階段處理后的污泥進行二次處理，進一步降低污泥的含水率。水分子從不同的熱源中吸取熱量，并進而以水蒸氣的形式脫離污泥，從而使污泥的含水率進一步降低，其處理后的結果一般介于10%～50%之間。在污泥熱干化的過程當中，所消耗熱量的來源是進行熱干化處理前應考慮的問題。熱干化的過程中會消耗大量的熱，同時污泥處置的成本在污水處理廠的總成本中的所占比例較大，在一些發達國家的污泥處置成本占污水處理廠總成本的40%～60%，有的甚至達到65%，歐洲國家處置加運輸費平均每噸約為（470±280）歐元。我國的能源消耗十分嚴重，因此運用何種熱源進行污泥熱干化，更顯得尤為重要。

3 六種污泥熱干化技術

3.1 微波污泥熱干化技術

微波是一種頻率介于無線電波與紅外線波之間的電磁波。該電磁波不會引起物質分子結構上的變化。微波污泥熱干化技術是在外部的交變電場的作用下，污泥中的水分子隨著外加的電場極性的變更而發生運動變化，其通過克服原有的熱運動和水分子間的相互干擾與阻礙，形成了一種與摩擦相似的運動。進而達到能量的轉換，即將一定量的電能轉化為熱能。促使水分子吸熱蒸發，實現污泥干化、減量的目的。該方式屬于直接加熱的形式（也稱對流干燥）。該方式傳熱速度快、效率高，能耗較低，所需勞動力少，占地面積小，處理過程中基本無臭，處理周期一般為30min，易操作，但運行費用較高，且需要設置防粉塵爆炸裝置。

3.2 熱水污泥熱干化技術

此種熱干化技術利用換熱器完成能量轉移，污泥從換熱器內的高溫熱水中攝取能量，蒸發其自身內的水分子，起到污泥干化、減量的效果。該處理技術設備簡單，運行穩定性高，操作方便，適用于自身能夠產生高溫熱水或高溫冷卻水的廠區，實現資源循環利用的目標。但其能耗較高，倘若高溫熱水不是其副產物，不宜采取此技術。

3.3 蒸汽污泥熱干化技術

此種技術同上述熱水污泥熱干化技術原理相似。相較于熱水熱干化技術，其區別在于蒸汽污泥熱干化技術利用蒸汽所攜帶的熱能，通過換熱器將熱能傳遞給污泥，蒸發其內部水分子，實現污泥中水分的去除，進而使污泥得到減積減量。適用于蒸汽量較大的大型廠區，以便于就地取材，實現資源的循環利用，同時蒸汽作為一種綠色能源，能有效緩解環境污染問題。其運行穩定性好，設備簡單，操作方便，效率高。但運行成本高，能耗較大，若蒸汽不是該廠區的副產物，不易于采取此技術。

3.4 天然氣污泥熱干化技術

此污泥熱干化技術依靠天然氣燃燒放熱，將熱能轉化到污泥中，使其內部的水分子蒸發散失，得以污泥減量。因顧及到天然氣爆炸所引起的災害與經濟損失，并為保障工作人員的安全和不必要的損失，并為保障工作人員的安全和不必要的損失，所以應對運行設備進行相應的防護處理，例如：氮氣保護，污泥返混等安全保障措施等。天然氣作為一種清潔能源，在其燃燒過程中，不會向大氣中排放污染性氣體，有利于環境保護，是未來無害化處理污泥的一種發展趨勢。該工藝處理效率高，適用于天然氣較豐富的國家、地區。但能耗高，運行時，天然氣存在一定的風險，應加強安全管理措施。

3.5 太陽能熱泵聯合污泥熱干化技術

太陽能作為當今一種新型能源具有能夠就地取材，對環境無污染，發展潛力大等優勢。而太陽能污泥熱干化技術則是依靠吸收太陽能輻射產生的熱量，為污泥處理過程提供所需要的熱量，是污泥得以干化穩定的工藝技術。其與傳統的污泥干化處理方式相比較，運行費用低，能源清潔，符合可持續發展戰略。但僅憑借太陽能作為熱源，易受地域或季節影響，因此為了解決此問題，采用了太陽能熱泵聯合污泥熱干化技術。在該聯合工藝運行過程中，首先由蒸發裝置吸收濕熱氣體中蘊含的熱能，將工質（實現熱能和機械能轉化的媒介物）從低壓液態轉變為低壓蒸汽態。其次通過壓縮機進行增壓處理，使其轉變為高溫高壓蒸汽。然后進入冷凝器中進行冷凝，釋放出來的熱進入干燥氣體。高壓液體的工質流入節流裝置轉變為低溫低壓液體，接著進入蒸發器中，完成整個熱泵循環系統。該系統因干燥室內相對濕度的不斷降低，從而實現污泥的干化。從運行效率角度來看，這種聯合污泥干化技術，比普通熱泵效率高70%。該處理技術能耗低、運行費用低、農用價值高。但基建費用高，占地面積大，在密閉空氣條件下，需設置除臭設備。該技術還具有很大的發展空間，利用太陽能也符合我國可持續發展的戰略目標下，是當今污泥處理領域的熱點話題。

3.6 生石灰污泥干化技術

生石灰污泥干化技術是通過向污泥中投加適量的生石灰，一方面通過生石灰的化學反應去除一部分水分子，一方面通過化學反應所產生的反應熱除去污泥中的水分子，使污泥得到干化。該工藝的化學反應式為：CaO+H2O→Ca(OH)2。反應進行過程中，溫度逐漸上升的同時，伴隨著大量的氣體產生，氣體中包含著大量的水分子。隨著氣體的排放，污泥的含水率得以下降。該工藝處理過程能耗較低、投資費用較低。但占地面積大、需要大量的勞動力、易受季節天氣影響，技術難度比較大。

4 結語

（1）在選擇污泥干化處理技術時，應從處理廠所在地的地域季節條件、周圍能源特點、豐富度、環境保護等角度出發，選擇適宜的能源進行污泥的熱干化處理。如若正在采用的熱源不符合可持續發展路線，探索新的替代熱源。

（2）由于污泥的化學組成復雜，在污泥干化的過程中，常常會產生大量的含S、N等刺激性污染性氣體，因此保證處理過程的安全性、探究深度處理污泥干化時污染性氣體的去除，有著十分重要的意義。

（3）太陽能熱干化技術雖然基建費用高，占地面積大，但是其污泥干化過程中的運行費用低于其他幾種處理技術，且作為國家大力提倡的清潔能源，太陽能受地域、季節的影響也由太陽能熱泵聯用技術的出現初步得以改善，仍有較大的提升空間，具有很大的發展潛力。