太陽能作為一種清潔能源，將其應(yīng)用在造紙污泥干化中，與傳統(tǒng)干化工藝相比具有能耗低、無污染、運(yùn)行費(fèi)用低廉、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行安全穩(wěn)定、干化后的污泥仍保留原有的價(jià)值等特點(diǎn)。本文以某造紙污泥的干化為例，介紹了該工藝的工作原理及流程，工藝單元設(shè)計(jì)等。

隨著造紙工業(yè)的發(fā)展，造紙廢水產(chǎn)量逐年加大，廢水處理過程中污泥產(chǎn)量亦日益增加。而造紙污泥造成的環(huán)境問題日益顯露出來，如易腐爛、有惡臭、不便于運(yùn)輸、處置難度大等，因此必須對(duì)污泥進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化等處理。目前造紙廢水處理站一般對(duì)污泥進(jìn)行了

濃縮脫水處理，但往往達(dá)不到后續(xù)利用或深度處理的要求，污泥的含水率仍較高、體積較大，不僅增加了運(yùn)輸難度，而且給后續(xù)的污泥處置帶來極大的不便。這些日益突出的問題，使實(shí)現(xiàn)污泥干化/減量化變得更加迫切。

太陽能是一種清潔、安全、廉價(jià)、可再生的綠色能源，取之不盡用之不竭。我國有豐富的太陽能資源，大約2/3國土的太陽能年輻射量接近或超過5000MJ/m²，相當(dāng)于目前全年的煤、石油、天然氣和各種柴草等全部常規(guī)能源所提供能量的2000多倍。利用太陽能對(duì)污泥進(jìn)行干化處理具有節(jié)能降耗和減碳的現(xiàn)實(shí)意義。下面詳細(xì)介紹造紙污泥處置過程中的溫室型太陽能干化工藝。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市污水處理量越來越大，相應(yīng)的污泥量也在不斷增多。解決“污泥圍城”，逐漸被國內(nèi)許多大城市提上城市建設(shè)發(fā)展的日程。污泥處置問題幾近成為目前國內(nèi)水處理領(lǐng)域面臨的最大難題之一。截至2014年年底，污泥處理處置指標(biāo)也被認(rèn)為是水務(wù)領(lǐng)域唯一一個(gè)難以完成的“十二五”指標(biāo)――僅完成規(guī)劃目標(biāo)的43.4%。專家分析指出，破解“污泥圍城”有效途徑之一就是資源化。

 新能源污泥干化成套設(shè)備是福航公司自主研發(fā)的用于污泥干化處理的設(shè)備，該設(shè)備主要以太陽能和中水熱能作為主要熱源對(duì)污泥進(jìn)行干化處理；采用企業(yè)自主研發(fā)的長(zhǎng)齒條式攤鋪機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行布料、翻拌、收料；利用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)與數(shù)控采集和調(diào)整理論相結(jié)合；與先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備及儀器所監(jiān)測(cè)的結(jié)果相對(duì)比，確定科學(xué)的污泥泵送、自動(dòng)布料、自動(dòng)翻拌、自動(dòng)收料等工序，能將含水量80%以上的泥漿干化成含水量35%以下的干料，干化后的污泥呈顆粒狀，可制成有機(jī)肥料，也可當(dāng)做燃料焚燒，還可用作建筑材料等。新型多層太陽能污泥干化處理設(shè)備，日處理量可達(dá)2000噸，占地少，效率高，工藝領(lǐng)先世界水平。最終達(dá)到太陽能和地?zé)崮茏罴雅浔壤茫瑢?shí)現(xiàn)污泥干化處理的高效穩(wěn)定。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，污泥干化焚燒是可用性較強(qiáng)的污泥處置方案之一，既解決了污泥的去路，又使社會(huì)多了一種資源，一舉兩得。據(jù)悉，目前，國內(nèi)已有多個(gè)污泥焚燒發(fā)電案例，如溫州的一個(gè)污泥焚燒發(fā)電工程每年可消耗污泥20萬噸，節(jié)約煤燃料8萬噸，發(fā)電1.3億千瓦，實(shí)現(xiàn)非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1造紙污泥特性

1.1造紙污泥的來源

本工程涉及污泥主要來源于兩部分：其一為該企業(yè)廢水處理單元產(chǎn)生的初沉污泥、生化污泥及化學(xué)污泥。其二為在建的文化紙生產(chǎn)線預(yù)計(jì)產(chǎn)生的污泥。

1.2造紙污泥的處理規(guī)模與干化目標(biāo)

根據(jù)業(yè)主提供的資料，產(chǎn)自廢水處理單元的初沉污泥和生物污泥共計(jì)為355噸/天，含水率80%；來自文化紙生產(chǎn)線的污泥約為 260噸/天，含水率約70%。

綜上，本設(shè)計(jì)處理規(guī)模按照700噸/天（含水率80%）考慮。

本設(shè)計(jì)要求干化處理后污泥含水率降至50%。

2溫室型太陽能污泥干化新工藝介紹

2.1溫室型太陽能干化工作原理

將機(jī)械脫水后（含水率約為80%）的污泥放置于溫室中，利用太陽能蒸發(fā)污泥中的水份,即可獲得40-50%的干化污泥，脫水后的污泥在溫室中主要存在兩種干化工藝：（1）輻射干化。太陽能污泥干化系統(tǒng)以干燥的空氣作為熱載體，直接將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，儲(chǔ)存在空氣中使空氣溫度升高，用熱空氣使污泥溫度升高，使其內(nèi)部水分得以向周圍空氣加速蒸發(fā)，從而增加了污泥表面的空氣濕度，甚至達(dá)到飽和；（2）通過自然循環(huán)和熱風(fēng)沖刷，將溫度內(nèi)的濕空氣排出，使污泥表面的濕度由原來的飽和狀態(tài)進(jìn)入非飽和狀態(tài)，從而促使污泥內(nèi)部水分進(jìn)一步向周圍空氣蒸發(fā)。為了增強(qiáng)集熱效率和溫室的保溫隔熱能力，運(yùn)行中利用攪拌輪將污泥翻轉(zhuǎn)平鋪在地板上或增加強(qiáng)制通風(fēng)以提高蒸發(fā)效率。

2.2太陽能干化的優(yōu)勢(shì)

（1）太陽能干化與自然晾曬(大氣干燥)相比其主要優(yōu)勢(shì)是能較大幅度的縮短干燥時(shí)間，同時(shí)溫室型太陽能污泥干化系統(tǒng)內(nèi)污泥干化過程中產(chǎn)生的臭氣易于有效收集進(jìn)行集中處理。

（2）太陽能干化裝置與采用常規(guī)能源的干化裝置相比具有以下優(yōu)勢(shì)：①節(jié)省燃料：因?yàn)樵摳苫に嚮静幌牡V物燃料。②減少對(duì)環(huán)境的污染：我國大氣污染嚴(yán)重，這主要源于煤，石油等燃燒后的廢氣和煙塵的排放，采用太陽能干化，在節(jié)約礦物燃料的同時(shí)，又可以緩解環(huán)境壓力。③運(yùn)行費(fèi)用低就初投資而言，太陽能與常規(guī)能源干化二者相差不大。但是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，采用常規(guī)能源的干化設(shè)備其燃料的費(fèi)用是很高的。若采用太陽能干燥，設(shè)備投資(初投資)二者相差不大，但太陽能干化除風(fēng)機(jī)消耗少量電能外，太陽能是免費(fèi)的。即使太陽能干化不能完全取代采用常規(guī)能源的干化手段，通過設(shè)計(jì)使二者有機(jī)結(jié)合，使太陽能提供的能量占到總能量消耗的較大比例，同樣可節(jié)約大量運(yùn)行費(fèi)用。

（3）太陽能干化裝置各部分工作溫度屬中低溫，操作簡(jiǎn)單、安全可靠。

3造紙污泥太陽能干化工藝設(shè)計(jì)

3.1干化工藝流程

臥螺離心機(jī)或帶式過濾機(jī)形成的脫水污泥經(jīng)過自身的傳動(dòng)系統(tǒng)，輸送到皮帶輸送機(jī)上，皮帶輸送機(jī)把污泥輸送到運(yùn)輸車上,運(yùn)輸車運(yùn)送污泥至污泥制肥廠的溫室型太陽能干化車間的污泥自動(dòng)布料機(jī)的料斗內(nèi)，污泥自動(dòng)布料機(jī)把污泥均勻的布置在污泥太陽能溫室內(nèi)。污泥自動(dòng)布料機(jī)在溫室大棚內(nèi)自動(dòng)完成污泥的自動(dòng)布料、自動(dòng)攪拌和干污泥的聚集。在溫室內(nèi)，熱空氣與污泥直接接觸，并以一定速度流過污泥層，在此過程中吸收污泥中的水分，并將濕氣排出，排出的濕廢氣經(jīng)無害化后排放。最后由自動(dòng)收料裝置把干污泥收集在一起。為加快污泥的干燥，增加了太陽能集熱器和輔助地暖系統(tǒng)，集熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)通過風(fēng)機(jī)或水泵輸送到溫室中。