1 熱干寧原理與作用

為滿足污泥時程處理建議，需要進一步減少常規(guī)機械水解污泥的含水率。污泥的熱干寧是指透過污泥與熱媒間的熱傳導(dǎo)作用，冷卻脫除污泥中水分的工藝過程。

2 應(yīng)用領(lǐng)域原則

根據(jù)處理的需要和實際條件選擇干寧的類型和工藝技術(shù)。熱干寧工藝應(yīng)與余熱利用相結(jié)合，不宜單獨設(shè)置熱干寧工藝，可充分利用污泥厭氧消化處理過程中產(chǎn)生的沼氣熱能、垃圾和污泥燒毀余熱、熱電廠余熱或其他余熱干寧污泥。

3 污泥熱干寧工藝與設(shè)備

3.1通常工藝流程

污泥熱干寧系統(tǒng)主要包含儲運系統(tǒng)、干寧系統(tǒng)、尾氣凈化與處理、電氣自控儀表系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)等。

儲運系統(tǒng)主要包含料倉、污泥泵、污泥運送機等，干寧系統(tǒng)以各式各樣類型的干寧工藝設(shè)備為核心，尾氣凈化與處理包含干寧后尾氣的冷凝和處理系統(tǒng)，電氣自控儀表系統(tǒng)包含滿足系統(tǒng)測量掌控建議的電氣和掌控設(shè)備，輔助系統(tǒng)包含壓縮空氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)采暖、消防系統(tǒng)等。

3.2工藝與設(shè)備

1）傳統(tǒng)工藝設(shè)備類型

根據(jù)熱量傳遞方式的相同，污泥干寧設(shè)備分為直接冷卻和間接冷卻兩種方式。考慮到系統(tǒng)的安全性和避免二次污染，推薦采用間接冷卻的方式。

2）傳統(tǒng)干寧工藝設(shè)備

目前應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)程度的污泥干寧工藝設(shè)備包含流化床干寧、帶式干寧、槳葉式干寧、臥式轉(zhuǎn)盤式干寧、立式圓盤式干寧和噴霧干寧等六種工藝設(shè)備。干寧工藝和設(shè)備應(yīng)綜合考慮技術(shù)成熟性和投資運轉(zhuǎn)成本，并結(jié)合相同污泥處理處理項目的建議展開選擇。

① 流化床干寧

流化床干寧系統(tǒng)中污泥顆粒溫度通常為40℃~85℃，系統(tǒng)氧含量<3%，熱媒溫度180℃~220℃。推薦采用間接冷卻方式，熱媒常采用導(dǎo)熱油，可利用天然氣、燃油、蒸汽等各式各樣熱源。流化床干寧工藝既可對污泥展開全干寧處理，也可浸漬寧，最終產(chǎn)品的污泥顆粒原產(chǎn)較光滑，直徑1~5 mm。

流化床干寧工藝設(shè)備單機冷卻水量1000~20000 kg/h，單機污泥處理能力30~600 t/d（含水率以80%計）。可用作各式各樣規(guī)模的污水處理廠，尤其適用作于大型和特大型污水處理廠。干寧效果好，處理量大；國內(nèi)有成功工程經(jīng)驗?zāi)芙梃b。但投資和維修成本較高；當(dāng)污泥含沙量高時應(yīng)注意采用防磨措施。

②帶式干寧

帶式干寧的工作溫度從環(huán)境溫度到65℃，系統(tǒng)氧含量<10%；直接加料，無需干泥返混。帶式干寧工藝設(shè)備既可適應(yīng)于污泥全干寧，也適用作于污泥浸漬寧。出泥含水率能自由設(shè)置，采用有效率。在部分干寧時，出泥顆粒的含水率通常可在15%~40%間，出泥顆粒中灰塵含量很少；當(dāng)全干寧時，含水率大于15%，粉碎后顆粒粒徑范圍在3~5 mm。帶式干寧工藝設(shè)備可采用直接或間接冷卻方式，可利用各式各樣熱源，如天然氣、燃油、蒸汽、熱水、導(dǎo)熱油、來自于氣體發(fā)動機的冷卻水及排放量氣體等。

帶式干寧有低溫和中溫兩種方式。低溫干寧裝置單機冷卻水量通常大于1000 kg/h，單機污泥處理能力通常大于30 t/d（含水率以80%計），只適用作于小型污水處理廠；中溫干寧裝置單機冷卻水量僅約5000kg/h，全干寧時，單機污泥處理能力最高僅約約150 t/d（含水率以80%計），可用作大中型污水處理廠。由于主體設(shè)備為低速運轉(zhuǎn)，磨損部件少，設(shè)備維護成本很低；運轉(zhuǎn)過程中不產(chǎn)生高溫和高濃度粉塵，安全性好；采用比較有效率，可利用多種熱源。但單位冷卻量下設(shè)備體積比較大；采用循環(huán)風(fēng)量大，熱能消耗較大。

③槳葉式干寧

槳葉式干寧透過采用中空槳葉和帶中空夾層的外殼，具有較高的熱傳遞面積和物料體積比。污泥顆粒溫度<80℃，系統(tǒng)氧含量<10%，熱媒溫度150℃~220℃。通常采用間接冷卻，熱媒新寵蒸汽，也可采用導(dǎo)熱油（透過冷卻沼氣、天然氣或煤等冷卻）。干污泥不需返混，出口污泥的含水率能透過軸的轉(zhuǎn)動速度展開調(diào)節(jié)，既可全干寧，也可浸漬寧。全干寧污泥的顆粒粒徑大于10 mm，浸漬寧污泥為增生團狀。

槳葉式干寧工藝設(shè)備單機冷卻水量最高僅約8000 kg/h，單機污泥處理能力達約240 t/d（含水率以80%計），適用作于各式各樣規(guī)模的污水處理廠。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；運轉(zhuǎn)過程中不產(chǎn)生高溫和高濃度粉塵，安全性高；國內(nèi)有成功的工程經(jīng)驗?zāi)芙梃b。但污泥易黏結(jié)在槳葉上影響熱傳導(dǎo)，導(dǎo)致熱效率下降，需對漿葉展開針對性設(shè)計。

④臥式轉(zhuǎn)盤式干寧

臥式轉(zhuǎn)盤式干寧既可全干寧，也可浸漬寧。全干寧工藝顆粒溫度105℃，浸漬寧工藝顆粒溫度100℃；系統(tǒng)氧含量<10%；熱媒溫度200℃~300℃。采用間接冷卻，熱媒新寵飽和蒸汽，其次為導(dǎo)熱油（透過冷卻沼氣、天然氣或煤等冷卻），也能采用高壓熱水。污泥需返混，返混污泥含水率通常需低于30％。全干寧污泥為粒徑原產(chǎn)不光滑的顆粒，浸漬寧污泥為增生團狀。

臥式轉(zhuǎn)盤式干寧工藝設(shè)備單機冷卻水量為1000~7500 kg/h，單機污泥處理能力為30~225t/d（含水率以80%計），適用作于各式各樣規(guī)模的污水處理廠。結(jié)構(gòu)緊湊，熱傳導(dǎo)面積大，設(shè)備占地面積較省。但可能存在污泥附著現(xiàn)象，干寧后成增生團狀，需造粒后方可作肥料銷售；在國內(nèi)暫沒有工程應(yīng)用領(lǐng)域。

⑤立式圓盤式干寧

立式圓盤式干寧又被稱為珍珠造粒工藝，僅適用作于污泥全干寧處理，顆粒溫度100℃~40℃，系統(tǒng)氧含量<5%，熱媒溫度250℃~300℃。采用間接冷卻，熱媒通常只采用導(dǎo)熱油（透過冷卻沼氣、天然氣或煤等冷卻）。返混的干污泥顆粒與機械水解污泥混合，并將干顆粒涂覆上一層薄的濕污泥，使含水率降至30%~40%。干寧污泥顆粒粒徑原產(chǎn)光滑，平均直徑在1~5 mm間，無須特殊的粒度分配設(shè)備。

立式圓盤式干寧工藝設(shè)備的單機冷卻水量通常為3000~10000 kg/h，單機污泥處理能力從90~300 t/d（含水率以80%計），適用作于大中型污水處理廠。結(jié)構(gòu)緊湊，熱傳導(dǎo)面積大，設(shè)備占地面積較省；污泥干寧顆粒光滑，可適應(yīng)的消納途徑相當(dāng)程度。僅適用作于全干寧，對導(dǎo)熱油的建議較高；在國內(nèi)暫沒有應(yīng)用領(lǐng)域。

⑥ 噴霧干寧

噴霧干寧系統(tǒng)是利用霧化器將原料液分散為霧滴，并用熱氣體（空氣、氮氣、失靈蒸汽或煙氣）潮濕霧滴。原料液能是溶液、乳濁液、懸浮液或膏糊液。潮濕產(chǎn)品根據(jù)需要可制成粉狀、顆粒狀、空心球或團粒狀。

噴霧干寧采用并流式直接冷卻，既可用作污泥浸漬寧，也可用作全干寧，且無須污泥返混。水解污泥經(jīng)霧化器霧化后，霧化液滴粒徑在30~150μm間。熱媒新寵污泥燒毀高溫?zé)煔猓浯螢闊峥諝猓ㄍ高^冷卻沼氣、天然氣或煤等產(chǎn)生），也可采用高壓失靈蒸汽。采用污泥燒毀高溫?zé)煔鈺r，進塔溫度為400℃~500℃，排氣溫度為70℃~90℃，污泥顆粒溫度大于70℃，干寧污泥顆粒粒徑原產(chǎn)光滑，平均粒徑在20~120μm間。

噴霧干寧工藝設(shè)備的單機冷卻能力通常為5~12000 kg/h，單機處理能力最高僅約360 t/d（含水率以80%計），適用作于各式各樣規(guī)模的污水處理廠。潮濕時間短（以s計），熱傳導(dǎo)效率高，潮濕強度大采用污泥燒毀高溫?zé)煔鈺r，潮濕強度僅約12~15 kg/（m3?h），干寧污泥顆粒溫度低，結(jié)構(gòu)簡單，操作有效率，安全性高，易實現(xiàn)機械化和自動化，占地面積小。但潮濕系統(tǒng)排出的尾氣中粉塵含量高，有臭味，需經(jīng)兩級除塵和脫臭處理。

3.3尾氣凈化與處理

污泥干寧后的尾氣包含水蒸汽和不可凝氣體（臭氣），需首先展開分離。水蒸汽透過冷凝裝置冷凝后處理，不可凝氣體（臭氣）外排。干寧尾氣冷凝裝置可采用噴淋塔或冷凝器。

4 設(shè)計與工藝掌控

4.1 設(shè)計和運轉(zhuǎn)掌控要點

1）污泥熱干寧程度的選擇應(yīng)遵循下列原則：利用干寧工藝自身的技術(shù)特點；整個干寧透過污泥與熱媒間的熱傳導(dǎo)作用和時程處理系統(tǒng)投資和運轉(zhuǎn)成本應(yīng)最低；考慮污泥形態(tài)（松散度和粒度）對污泥運送、給料系統(tǒng)和時程處理設(shè)備的適應(yīng)性。

2）按照干寧熱源的成本，從低到高依次如下：①煙氣；②燃煤；③蒸汽；④燃油；⑤沼氣；⑥天然氣。通常來說間接冷卻方式能采用所有的能源，其利用的差別僅在溫度、壓力和效率。直接冷卻方式，則因能源種類相同，受到一定限制。其中燃煤爐、燒毀爐的煙氣量大，又存在腐蝕性污染物，較難采用。

3）與干寧設(shè)備爆炸有關(guān)的三個主要因素是氧氣、粉塵和顆粒的溫度。相同的工藝會有些差異，但總的來說必須掌控的安全要素是：流化床式和立式圓盤式的氧氣含量大于5%，帶式、槳葉式和臥式轉(zhuǎn)盤式的氧氣含量大于10%，粉塵濃度大于60 g/m3，顆粒溫度大于110℃。

4）濕污泥倉中甲烷濃度掌控在1％以下，干泥倉中干泥顆粒的溫度掌控在50℃以下。

5）為避免濕污泥敞開式運送對環(huán)境造成影響，應(yīng)采用污泥泵和管道將濕污泥密封運送入干寧機。干寧機出料口須設(shè)置事故儲存?zhèn)}或緊急排放量口，供污泥干寧機停運或非正常運轉(zhuǎn)時，暫存或外排。

6）沙石混入污泥對干寧設(shè)備的安全性存在著負面影響。對于含沙量較大的污泥，可透過增加耐磨裕量、減少轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)速等措施減少換熱面的磨損。特別是采用導(dǎo)熱油作為熱媒介質(zhì)時，須十分注意。

4.2 二次污染掌控建議

污泥干寧后冷卻出的水蒸汽和不可凝氣體（臭氣）需展開分離。水蒸汽透過冷凝裝置冷凝后處理。燒毀廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用。當(dāng)廢水需直接排入水體時，其水質(zhì)應(yīng)合乎《污水綜合排放量標準》GB 8978的規(guī)定。

為避免污泥干寧過程中臭氣外泄，干寧裝置必須全封閉，污泥干寧機內(nèi)部和污泥干寧間需保持微負壓。干寧后污泥應(yīng)密封儲存，以避免由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干寧廠臭味污染物掌控與防治應(yīng)合乎《臭味污染物排放量標準》GB 14554的規(guī)定。

干寧廠的噪聲應(yīng)合乎《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》GB 3096和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》GB12348的規(guī)定，對建筑物內(nèi)直接噪聲源掌控應(yīng)合乎《工業(yè)企業(yè)噪聲掌控設(shè)計規(guī)范》GBJ 87的規(guī)定。干寧廠噪聲掌控應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源掌控措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點的噪聲掌控宜采取以隔音為主，輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。

5 投資和運轉(zhuǎn)成本的評價及分析

投資成本是由系統(tǒng)復(fù)雜程度、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。通常情況下，若有可利用的余熱能源，熱干寧采用國產(chǎn)設(shè)備時，單位投資成本在10~20萬元/t污泥（含水率80%），若干寧設(shè)備采用進口設(shè)備，單位投資成本在30~40萬元/t污泥（含水率80%）。

污泥熱干寧的運轉(zhuǎn)成本是由眾多因素所決定的，例如干寧熱源的價格、最終干寧污泥的含水率、是否需單獨建設(shè)尾氣凈化系統(tǒng)等，難以轉(zhuǎn)化到具體內(nèi)容金額。

附：各式各樣干寧技術(shù)設(shè)備的具體內(nèi)容對比，如表所示。

各式各樣干寧技術(shù)設(shè)備的具體內(nèi)容對比