6大污泥干化技术 及 污泥干化工艺比较
分析比较几种污泥干化工艺
分析比较几种污泥干化工艺作者：黄华来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要：污泥干化是污泥实现无害化、减量化、资源化处理的关键。
本文通过分析比较国内常用的几种污泥干化工艺，为污泥处置提供一些参考意见。
关键词：污泥干化无害化减量化资源化隔膜压滤组合式烟气蒸汽导热油中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A1前言随着世界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最小化（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。
污水处理技术之污泥干化技术
3.1 直接加热转鼓干化技术
工作原理是：脱水后的污泥从污泥漏斗进入混合器，按比例充分混合部分已经被干化的污泥，使干湿混合污泥的含固率达50%～60%，然后经螺旋输送机运到三通道转鼓式干燥器中。
在转鼓内与同一端进入的流速为1.2-1.3m/s、温度为700℃左右的热气流接触混合集中加热，经25min左右的处理，烘干后的污泥被带计量装置的螺旋输送机送到分离器，在分离器中干燥器排出的湿热气体被收集进行热力回用，带污染的恶臭气体被送到生物过滤器处理达到符合环保要求的排放标准，从分离器中排出的干污泥其颗粒度可以被控制，再经过筛选器将满足要求的污泥颗粒送到贮藏仓等候处理。
干化后的污泥颗粒经气动方式以70℃的温度从干化机排出，并与湿废气一起进入旋流分离器进行分离。一部分湿废气进入洗涤塔，在洗涤塔中湿废气中的大部分水分被冷凝析出，净化后的废气以40℃的温度离开洗涤塔。
该干化系统的特点是：流程简单， 省去了污泥脱水机及从脱水机至干化机的存储、输送、运输装置。
3.4 间接式多盘干燥技术（珍珠工艺）
污水处理技术之污泥干化技术
1概述
污水在处理的过程中将大部分污染物均转化到了污泥里，因此污泥中含有覆盖面极广的各类污染物，包括各种重金属、微量高毒性有机物(PCBs、AOX等)、大量细菌、病毒体和寄生虫卵等致病微生物，如不妥善处理，将会引发环境卫生和污染问题，易造成二次污染，我国大规模建设污水水处理厂，但污泥处理处置一直被忽视，近年来污水干化技术发展迅速，下面就介绍几种重要的污泥干化技术。
通过与中央旋转主轴相连的耙臂上的耙子的作用，污泥颗粒在上层圆盘上作圆周运动。污泥颗粒从造粒机的上部圆盘由重力作用直至造粒机底部圆盘，颗粒在圆盘上运动时直接和加热表面接触干化。污泥颗粒逐渐增大，类似于蚌中珍珠的形成过程，最终形成坚实的颗粒故也叫珍珠工艺。
常用污泥脱水处理技术比较
从处理原理来看,无机絮凝剂主要是通过中和作用促使 污泥微粒凝聚来达到分离污泥的作用,而有机絮凝剂除了中 和作用外还利用长分子链的吸附架桥作用将水中细小颗粒 吸附并纠缠在一起，更易形成较大的颗粒。 相比较而言,有机
生 絮凝剂用量少，无腐蚀性，但成本偏高。 很多处理厂为降低
污泥调质的综合费用进行大量实验,通过两种或两种以上的
术有较高要求。 适用于土地紧张的大型污水处理厂或较集 中的多个中小型污水处理厂污泥的集中处理。
2 超声波脱水技术
污泥中所含的水可分为自由水(70%)、菌胶团包含水(27%)、 毛细管水(2%)和结合水(1%)四类。 其中自由水的去除较为容 易，而毛细管水和结合水虽然较难去除，但含量很少，可忽 略不计。 菌胶团中心为固体颗粒，周围吸附了大量的微生物 极 其 代 谢 的 产 物(糖 类 、脂 类 、有 机 酸 和 蛋 白 质 等 )，这 些 吸 附
该材 料 具 有 PTFE 的 耐 腐 蚀特 性 ，稳 定性 和 力 学性 能 比 为 25~35 年,是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。
PTFE 要 好 ，同 时 又 有 对 金 属 特 有 的 较 强 粘 着 特 性 ，克 服 了 参考文献:
聚四氟乙烯对金属的不粘合性缺 陷,其平 均 线 膨胀 系 数 接近 [1] 张之秋,杨文芳.建筑膜材发展及应用现状[J].新型建筑材
污泥处置技术干化方案
污泥处置技术干化方案概述随着城市化进程的加速和工业生产的不断扩大，污水处理厂越来越重视污泥的处理，干化处理成为了一种主流的污泥处理方式。
本文将介绍污泥处置技术中的干化方案。
干化技术干化技术是通过将污泥中的水份蒸发掉，使固体体积减小、重量变轻，从而降低处理成本和环境污染，同时产生大量的有机肥料。
干化技术一般分为太阳能干化、机械干化和热泵干化三类。
太阳能干化太阳能干化是利用太阳能进行污泥的蒸发处理。
将污泥置于露天场地，利用阳光和自然风力将污泥进行干化。
太阳能干化具有处理成本低、无污染的特点。
但是其处理周期长，对于污泥含水率高、容积大的污泥无法进行有效处理。
机械干化机械干化是将污泥置于干燥设备中，通过机械手段将水份蒸发掉。
该技术具有高效、产生有机肥料的特点，可以对含水率高、容积大的污泥进行有效处理。
但是机械干化的处理成本较高，一般适用于大型污水处理厂。
热泵干化热泵干化是将污泥置于热泵设备中，利用热泵对污泥进行干化处理。
该技术具有比太阳能干化周期短、比机械干化处理成本低的特点。
并且可以同时进行污泥干化和热能回收利用。
但是热泵干化设备复杂，一般适用于中型污水处理厂。
干化方案选择原则在进行干化方案选择时，一般需要考虑以下几个方面：污泥性状污泥的性状对干化处理方案的选择有很大的影响。
如含水率、容积等因素都会影响干化处理的效率。
对于含水率高、容积大的污泥，一般采用机械干化或热泵干化。
而含水率低、容积小的污泥可以采用太阳能干化或机械干化。
处理成本干化处理的成本包括设备投资、能耗成本和维护成本等。
一般来说，太阳能干化处理成本低，但处理周期长；机械干化投资大但成本低；热泵干化处理成本较低，但设备复杂。
环保要求干化处理的辅机能量来源一般是化石能源，对于环保要求高的场合，可以考虑采用太阳能干化或热泵干化。
结论污泥处置技术中的干化方案很多，选择时需要根据具体情况综合考虑污泥性状、处理成本和环保要求等因素。
在实际操作中要注意设备的维护和运行管理，确保污泥的干化效率和肥料质量。
污水处理中的污泥干化
干化后污泥的处置
干化后的污泥需要妥善处 置，如填埋、焚烧等，但 这些方法也可能带来环境 问题。
污泥干化的前景
节能减排
随着环保意识的提高和能源结构的调整，污泥干化技术的节能减 排潜力将得到更广泛的认可和应用。
资源化利用
设备类型影响工艺流程
不同类型的干化设备适用于不同的工艺流程 和污泥性质。选择合适的干化设备可以优化 工艺流程和提高干化效果。
04
污泥干化的应用
农业利用
农业利用
经过适当处理的污泥干化后，可 以作为肥料或土壤改良剂用于农 业种植，提高土壤肥力和改善土 壤结构。
降低污染
污泥中的有机物质可以为植物提 供营养，同时减少化肥的使用量 ，降低环境污染。
制备吸附材料
污泥经过处理后可以制备 成吸附材料，用于水处理 和空气净化等领域。
提取有用物质
污泥中可能含有一些有用 的物质，如重金属、贵金 属等，可以通过干化处理 提取这些有用物质。
05
污泥干化的挑战与前景
污泥干化的挑战
高能耗
污泥干化过程需要消耗大 量能源，如蒸汽、电等， 导致处理成本较高。
恶臭气体控制
资源化利用
污泥干化后体积减小，便于运输 和储存，可以作为一种资源进行 合理利用。
能源利用
焚烧发电
污泥干化后可以作为燃料进行焚烧发电，实现能源的 回收利用。
污泥气利用
污泥在干化过程中产生的气体可以用于燃气发电或供 热等领域，提高能源利用效率。
减少温室气体排放
通过能源利用方式，可以减少污泥处理过程中的温室 气体排放，缓解环境压力。
其他干化方法
污泥处理处置方法及技术比较
污泥处理处置方法及技术比较一、污泥处理处置方法及技术比较污泥的处理处置有填埋、农用和焚烧等多种方法，但所有的处理处置方法应符合稳定化、无害化、减量化和力争资源化的原则。
1.污泥无害化处理研究现状和发展趋势污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体。
它很难通过沉降进行彻底的固液分离。
污水处理产生的污泥是典型的有机污泥，其特性是有机物含量高（60%~80%），颗粒细（0.02~0.2mm），密度小（1002~1006Kg/m³），呈胶体结构，是一种亲水性污泥，容易管道输送，但脱水性能差。
随着污泥水分的减少，污泥从纯液状流动到粘滞状、塑性性状、半干固体状直到纯固体状这一过程进行变化。
通常浓缩可将含水率降到85%（含水状态）；含水率在70%~75%时，污泥呈柔软状态，不易流动；通常一般脱水只可降到60%~65%，此时，几乎成为固体；含水率低到35%~40%时，成聚散状态（以上是半干化状态）；进一步低到10%~15%则成粉末状。
污泥处理的总目标是确保污泥中的有毒有害物质，无论是现在还是将来都不致对人类及环境造成不可接受的危害。
污泥的处理先后经过了海洋投弃、土地填埋、堆肥化、干燥和焚烧等多种处理方法，逐步走向成熟，目前污泥的焚烧在污泥的最终处置方法中占有比较大的优势。
欧洲国家目前污泥的主要处置方式为农用、填埋和焚烧。
表3-1是目前欧洲各国的污泥情况。
随着欧盟各国签订的停止向海洋投弃污泥的协议生效，各成员国已逐步停止向海洋投弃，海岸国家受此协议的限制，已纷纷转用焚烧法。
卫生填埋操作相对简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强。
但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤和地下水污染。
污泥卫生填埋始于20世纪60年代，污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。
由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等，对处理技术标准要求越来越高（例如德国从2000年起，要求填埋污泥的有机质含量下坡与5%），许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。
污泥干化详细方案
污泥干化方案1.1 总体方案思路本项目含铜污泥的处理处置流程为：污泥—收集运输—进场接收（称重计量）—鉴别—贮存—干化预处理—包装外售。
1.2 污泥干化工艺选择根据调研资料，含铜污泥含水率一般在75%～80%，污泥呈半固态，需干化脱水后送至金属冶炼厂进一步提炼。
污泥干化常规方法主要有自然干化、热力干化、高干脱水等。
1.2.1自然干化自然干化是指将污泥摊铺晾晒于具有自然滤层或人工滤层的干化场中，借助自然力和介质（如太阳能、风能和空气），使得污泥中的水分因周边空气的蒸汽压的不同而形成从内向外的迁移（蒸发）。
该方法适用于气候比较干燥、占地不紧张以及环境卫生条件允许的地区。
由于气候条件（降雨量、蒸发量、相对密度、风速、年冰冻期）起着至关重要的作用，我国南方大多数具有多雨潮湿季节的地区难以适用。
此外随着工业化、城市化的高速发展，很多北方的大中型发达城市也已难找到适当的土地。
自然干化的周期长（根据气候条件差异极大），可以采用频繁机械搅拌和翻到工艺的强化自然干化来缩短周期；但占地面积大，臭气污染严重等问题的存在，仍以处理小规模经过厌氧消化的脱水污泥为佳。
1.2.2热力干化污泥的大规模、工业化处理工艺中最常见的是热力干化。
事实上，通常人们所讨论的“干化”多数是指热力干化。
热力干化是指利用燃烧化石燃料所产生的热量或工业余热、废热，通过专门的工艺和设备，使污泥失去部分或大部分水分的过程。
这一过程具有处理时间短、占用场地小、处理能力大、减量率高、卫生化程度高、外部因素影响小（如气候、污泥性质等）、最终处置适用性好和灵活性高等优点。
污泥热力干化工艺通常有半干化（含水率不高于40%）和全干化（含水率低于20%）两种，热干化工艺一般仅用脱水污泥，主要技术性能指标（以单机升水蒸发量计）为：热能消耗2940～4200KJ/kgH2O，电能消耗0.04～0.90KW kgH2O。
污泥含水率55%～65%时，热值为 4.8～6.5MJ/kg，可自持燃烧，这样不会受电厂热负荷的影响，真正达到无害化处理效果。
污泥干化技术总结
工业污泥干化
工业污泥干化是指对工业生产过程中产生的污泥进行干化的过程。由于工业污泥中含有大量的重金属 、有毒有害物质和放射性物质，需要进行特殊的处理和处置。
工业污泥干化的方法主要有高温干化和低温干化两种。高温干化可以将污泥中的水分迅速蒸发，同时 还可以杀灭病菌和寄生虫卵。低温干化则是利用低温空气进行自然风干，这种方法比较经济，但干化 速度较慢。
资源化利用
干化后的污泥可作为肥料 、建筑材料等资源进行再 利用，实现资源循环利用 。
污泥干化技术的发展历程
自然干化阶段
早期的污泥干化主要采用自然 晾晒的方式，但效率低下，占
地面积大。
机械干化阶段
随着技术的发展，出现了各种 机械式干化设备，如带式干化 、转鼓干化等，提高了干化效 率。
热能干化阶段
利用外部热源提供热量进行干 化，具有更高的能量利用效率 和更低的能耗。
资源化利用
污泥干化后的产物可以作为肥料、 土壤改良剂、建材原料等，实现资 源化利用，减少对环境的压力。
智能化控制
随着物联网、大数据等技术的发展 ，污泥干化技术将逐步实现智能化 控制，提高生产效率和稳定性。
市场发展前景
市场需求增长
01
随着城市化进程的加速和污水处理量的增加，污泥干化技术的
市场需求将不断增长。
竞争格局变化
02
随着技术的进步和市场需求的增加，污泥干化技术的竞争格局
将发生变化，部分技术落后、服务不佳的企业将被淘汰。
跨国合作与交流
03
随着全球环境治理术发展的重要趋势。
技术创新与政策支持
技术创新
鼓励企业加大研发投入，推动污泥干化技术的创新发展，提高技术水平和市场竞 争力。
环保监管
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6大污泥干化技术及污泥干化工艺比较
污泥来源及性质
污水处理厂污泥主要由初沉池(沉砂池)及隔油池底泥、气浮机浮渣、剩余活性污泥以及其他工艺单元的化学污泥组成。
污泥是一种固体废物，若具有急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性等特征中的一项就是危险废物。
污泥干化技术
1电能污泥干化法
2热水干化法
热水干化法是利用高温热水的热能，经过换热器进行热交换，蒸发污泥中的水分使得污泥干化。
这种热源进行污泥干化一般为间接干化方式，对换热器要求较高一些。
近年来热水干化法发展快速，德国开发的“板框压滤—热水真空干化技术”就是热水干化技术的典型代表。
3蒸汽干化法
4太阳能污泥干化法
太阳能污泥干化法是利用太阳能为主要能源对污水处理厂污泥进行干化和稳定化的污泥处理技术。
该技术利用太阳能，借助传统温室干燥工艺，具有低温干化、运行费用低廉、操作简单、运行安全稳定等优点。
其驱动力为污泥中水分含量与和空气中水蒸汽分压之间的水蒸气压力差。
考虑气候、季节、天气影响，太阳能干化过程是在一个配置翻泥机的大型暖房内进行，湿污泥从一端输入，干污泥从另一端输出。
太阳能干化装置主要由地面结构、暖房、翻泥机三部分构成。
地面结构类似于混凝土马路，翻泥机安装在两侧导轨上、进行前后上下移动作业，起到摊铺污泥、反转晾晒、输送污泥作用。
有的还配热风机以加速水分蒸发装置，有的建成更为先进的太阳能温室系统。
5天然气干化法
6炉窑烟气余热污泥干化法
污泥干化工艺比较
1污泥干化选型比较
由于干化耗费大量热能和电能，影响处理成本至巨；安全性的问题是干化最重要的工艺问题；我国污泥处置目前尚处于摸索阶段，尚难以确定一个确切的处
理方向。
因此，选型应以考察干化系统在能耗、安全性和灵活性三个方面的内容为要点。
能耗的比较不是根据各家所报的消耗数字列表能够说明的，应深入到工艺过程中，对各工艺的热工原理进行分析和核实并得出自己的结论。
污泥干化工艺更接近于化工工程中的有机物干燥，因此，借鉴该领域的经验，有助于污泥干化项目的成功。
安全性问题是干化项目的基础，应谨慎对待，反复论证，并搜集尽可能全面的信息，以使最终选型安全可靠。
根据当地的条件，应尽可能确定处置目标和工艺路线，在此基础上一次性选定合理的工艺，以适应今后的发展。
鉴于干化项目投资巨大，而市场千变万化，应确保投资能够在长时间里发挥其效能。
2污泥干化所需能源比较
干化的主要成本在于热能，降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。
干化工艺根据加热方式的不同，其可利用的能源来源有一定区别，一般来说间接加热方式可以使用所有的能源，其利用的差别仅在温度、压力和效率。
直接
加热方式则因能源种类不同，受到一定限制，其中燃煤炉、焚烧炉的烟气因量大和腐蚀性污染物存在而难以使用，蒸汽因其特性无法利用。
按照能源的成本，从低到高，分列如下：
烟气：来自大型工业、环保基础设施（垃圾焚烧炉、电站、窑炉、化工设施）的废热烟气是零成本能源，如果能够加以利用，是热干化的最佳能源。
温度必须高，地点必须近，否则难以利用。
燃煤：非常廉价的能源，以烟气加热导热油或蒸汽，可以获得较高的经济可行性。
尾气处理方案是可行的。
热干气：来自化工企业的废能。
沼气：可以直接燃烧供热，价格低廉，也较清洁，但供应不稳定。
蒸汽：清洁，较经济，可以直接全部利用，但是将降低系统效率，提高折旧比例。
可以考虑部分利用的方案。
燃油：较为经济，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。
天然气：清洁能源，但是价格最高，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。
3污泥干化机工艺比较
污泥烘干分为接触式烘干和对流式烘干。
在接触式烘干机中，存在一个固定不变的接触面，热量就通过这个面和导热介质（蒸汽或热油）传向污泥。
对流式烘干的导热介质（热风）直接在污泥小颗粒上流动传热，从而产生热对流。
下面的表格里，对于不同的接触式干燥机（表1）和对流式干燥机（表2）进行了性能的总结。
接下来的表3，对两种干燥机的特性作了一下比较。
表1 不同接触式干燥机的比较
表2 不同对流式干燥机的比较
表3 接触式干化和对流式干化的特性比较。