污泥是城市污水處理后的一種衍生物，其中含有大量的水、重金屬、病原體、有機物質等。污泥處理的方法很多，但是不論哪種處理方法，都要經過干化，這是污泥減量化的重要途徑。本文將對污泥干化技術及主要設備進行綜述探討。

1 污泥干化機理

在污泥處理中，干化是一種重要的處理技術，其主要目的是將污泥中的水分去除。通常情況下，在干化處理中都要經歷以下兩個不同的過程：

（1）蒸發過程：它主要指的是污泥在干化的過程中，寄存在物料表面上的水分發生汽化。而介質中的水蒸氣分壓遠遠高于物料表面的水蒸氣壓。因此，在氣壓的差異作用下，水分從物料表面移入介質。

（2）擴散過程：這個過程與汽化的關系非常密切，屬于一種傳質過程。當物料表面經歷蒸發過程后，其表面上的水分會被蒸發掉，物料表面和內部發熱濕度產生差異，這時就需要熱量的推動力將水分從內部轉移到表面。

在污泥的干化處理中，蒸發過程和擴散過程的持續，交替就是污泥干化的機理。

2 傳統的污泥干化技術

隨著科學技術的不斷發展與進步，污泥干化處理技術也日漸成熟。就目前情況來看，傳統的污泥干化處理技術有以下三種：

（1）直接干化法

所謂直接干化法，指的是對污泥進行干化處理時，利用相關的燃燒裝置并讓其發揮傳遞作用，然后讓被干化的污泥與其接觸，促使污泥中的水分在高溫作用下被蒸發出來。這種技術具有多方面的優勢，比如蒸發速率高，熱傳輸速度快。但是，其缺陷在于：在處理的過程中，熱介質、排出的水蒸氣及廢水都會收到污染，需要進行無害處理，增加了處理成本；另外，采用這種技術時，需要將干污泥與熱介質分離，給管理和操作都帶來了一定的難度。

（2）間接干化法

該法先借助加熱設備提供的蒸汽將容器加熱，然后利用容器表面的熱傳導作用，將熱傳遞給污泥，迫使污泥中的水分被蒸發出來。該技術不易破壞污泥有機物，占地少，易操作。

（3）直接—間接聯合法

這種方法其實就是對流和傳導兩種技術的整合，即將上述兩種技術有機結合起來的一種技術。采用這種方法來干化污泥，污泥脫水率高、有效消滅病菌、無廢氣排放、不會破壞污泥中植物的養分等。

3 新型污泥干化技術

（1）水熱干化技術

該方法通過水熱反應對污泥改性，破壞污泥細胞結構和膠體結構，提高其脫水性能，該技術已趨成熟，污泥水熱處理相變熱和能耗較低，但也存在一些局限性。

（2）油炸干化技術

該工藝常用各種回收廢棄油為熱介質，將污泥浸于熱油中煎炸，通過控制操作條件提高傳熱效率，實現污泥快速脫水干化。目前該技術尚處于起步階段，其實際應用過程中的經濟性和環境安全性尚有待探討。

（3）生物干化技術

該技術利用好氧微生物分解污泥有機物的新陳代謝產熱來蒸發污泥中的水分，從而降低含水率。該技術能耗低，產物用途靈活多變，系統安全性高。

4 污泥干化設備

本文僅根據加熱方式介紹其中比較具有代表性的幾種干燥機：

（1）直接干化

采用直接干化技術，設備比較多，但具有代表性意義的主要有以下幾種：

①帶有內破碎裝置的回轉圓筒干燥機。

這種設備在使用的過程中，一般會讓煙道氣和污泥進行直接的接觸，即將二者混合在一起，迫使積存在污泥中的水分被蒸發出來，獲得干污泥產品。

從理論上來講，此時應該會產生較大的水分蒸發量，收到的干化效率也是較好的。但是，在這個過程中，由于無法將污泥破碎，其與熱空氣的彌散接觸非常之低。因此，實際收到的蒸發效率非常低。這個時候的物料，在不斷的干燥處理中，基本已運行到回轉圓筒的半程以上，所以就出現有效空間不能充分發揮作用的情況。當將其用于出機水分要求較高的場合時，人們就收不到良好的干化效果，而且還會因為污泥過分干燥造成了資源浪費。此外，廢氣與污泥進行過熱交換后，通常會在100℃左右的環境下直接排入大氣，造成了熱源浪費。這樣一來，不僅大大提升了干化成本，而且還造成了嚴重的大氣污染。

②設有內件的流化床

這種設備一般都是采用復合加熱方式，即將熱風直接加熱與內件傳導加熱有機結合起來，從而完成污泥的干化處理。具體的操作方法如下：在固定流化床內，通常都會有很多的換熱裝束，憑借其傳導作用，將鍋爐蒸汽通入其中，空氣由于經過加熱處理后直接進入流化床，在流化床內對加入的污泥進行吹動，迫使其與內件產生一系列的相互作用，比如換熱、碰撞、粉碎，直至物料的水分和粒度均達到要求，然后經熱風作用被帶出干燥機，依靠旋風與袋式除塵器進行收集。對于那些沒有達到要求的物料，則會在干燥機內循環干化，直至其水分和粒度均達到要求為止。

采用該工藝，污泥處理效果較好。但是，它存在一些問題：一方面，由于在處理的過程中，污泥顆粒與內件產生長時間碰撞和摩擦，從而大大縮短了內件的使用壽命。另一方面，在處理的過程中有熱風介入，將一部分熱量帶走，加大了能耗，從而增加了操作成本。

（2）間接干化

①楔形空心槳葉干燥機

這種設備的加熱介質比較多，主要有導熱油、熱水、蒸汽，其熱介質導入導出的旋轉接頭一般都設置在軸端部位。在實際的操作中，加熱介質并不是統一進入干燥機，而是會“兵分兩路”，一路進入干燥機殼體夾套，另一路則進入槳葉軸內腔，然后同時加熱器身和槳葉軸，通過傳導加熱的方式，完成污泥的加熱干化處理。

污泥被干化后，采用螺旋送料機，將其送至加料口，待污泥進至器身，槳葉轉動后，污泥便會自動攪拌、翻轉，并對加熱介面更新，與槳葉、器身接觸，等到加熱充分以后，污泥表面所含有的水分便會蒸發。隨著槳葉的不斷旋轉，污泥可被輸送至出料口，并繼續攪拌，便于繼續蒸發其表面水分，干化均勻后，便成為合格產品，于出料口排出。

②盤式干燥機

盤式干燥機采用天然氣或沼氣，通過使用熱油爐，將導熱油加熱，并利用導熱油，促使其于熱油爐與干燥器圓盤間循環，間接對熱量進行傳遞，傳遞至污泥顆粒。污泥涂層機屬于盤式工業中的常用設備，在其中可起到重要作用。將濕污泥，涂抹于循環干燥污泥顆粒表面，干燥污泥顆粒被覆蓋后，便可置于干燥器內，于頂層圓盤中，均勻散放。每個污泥顆粒平均循環次數約為6次，顆粒表面每次都會被新濕污泥覆蓋，促使圓形顆粒形成。

③轉鼓壓膜式干燥機

該設備是專為處理含水率粘稠膏狀體而設計的，具有間接污泥干燥機的一系列優點，諸如能耗小、能量利用率高、尾氣污染小等。

干燥過程能量消耗低，其主要原理是由于壓力和熱的作用，一方面使污泥整體粘性下降；另一方面改變EPS的水合類膠體性質，使水分與膠體顆粒結合力下降，從而使污泥中的表面結合水轉化為易于脫除的自由水，進而從污泥顆粒孔隙間脫除。再則，貼近加熱面處的高效傳熱瞬間使得水分變成蒸汽，體積瞬時膨脹一千倍，劇烈的蒸汽可作為水分遷移驅動力，加快液態水向表面遷移析出。

5 結語

綜上所述，在污泥處理中，必須要根據實際情況，采用不同的干化技術，從而既能確保污泥的處理效率，同時具有良好的經濟型。研究污泥干化技術，對我國的污泥處理具有重要的參考價值。在后期的發展中，人們必須要在前人研究成果的基礎上不斷創新，從而不斷提高我國的污泥干化技術。