熱干化使污泥減容，且干化后污泥的臭味、病原物、粘度、不穩(wěn)定等負(fù)面特性得到顯蓍改善而具有多種用途，如用作肥料、土壤改良劑、替代能源或是轉(zhuǎn)變成油、氣后再進(jìn)一步提煉化工產(chǎn)品等。熱干化成為污泥處理、處置重要的“第一步”。

在美國東岸和西岸的污泥處理情況不盡相同。西岸的閑置土地較多，填埋的成本較低，污泥填埋處置的比例仍較高；東岸則由于填埋成本非常高，且污泥無法就近農(nóng)田利用，所以人們?yōu)榱松a(chǎn)出適合市場銷售的污泥產(chǎn)品選擇了熱干化。污水處理廠將污泥熱干化制成顆粒肥，既可裝袋出售也可運(yùn)往佛羅里達(dá)州的肥料廠和柑橘園。隨著傳統(tǒng)肥料市場對污泥肥的逐漸認(rèn)同和相關(guān)產(chǎn)銷條例的出臺，熱干化作為污泥處理利用的手段日益受到歡迎。

1 熱干化的應(yīng)用

污泥熱干化在美國的迅速發(fā)展始于20 世紀(jì)90 年代，且污泥熱干化設(shè)備的使用基本集中于美國的東岸地區(qū)。熱干化設(shè)備僅用于生產(chǎn)干固體，無論其最終出路是填埋還是市場銷售，那些用于降低污泥含水率、最終污泥被焚燒的設(shè)備并未包括知內(nèi)。

2 熱干化技術(shù)的進(jìn)展

雖然污泥熱干化早于20 世紀(jì)40 年代已有應(yīng)用，但真正成熟地大規(guī)模應(yīng)用于市政污泥處理是在90 年代，在此之前多數(shù)的干化設(shè)備是為處理工業(yè)污泥設(shè)計(jì)的。相對于工業(yè)污泥而言，市政污泥中的水分較難蒸發(fā)，污泥易粘結(jié)，在干化過程中存在粘結(jié)相，濕污泥不穩(wěn)定、儲存時(shí)易消化產(chǎn)生沼氣，干污泥和粉塵可燃、給生產(chǎn)和儲存帶來自燃和爆炸等安全隱患。經(jīng)過10 年的不斷改進(jìn)，其設(shè)備性能也逐步得到完善。

2.1 直接加熱干燥技術(shù)

在1995 年以前投入使用的18 套設(shè)備中，有9 套采用直接加熱轉(zhuǎn)鼓式干燥工藝，其中主要是由Enviro—Grop 研發(fā)的ESP 工藝。ESP 工藝的設(shè)備包括一個3 通道式轉(zhuǎn)鼓干燥器、燃?xì)鉄犸L(fēng)爐和干泥返混系統(tǒng)（包括篩網(wǎng)和粉碎機(jī)用于篩分和粉碎大顆粒，并將粉塵送回進(jìn)料口與脫水污泥混合）。在返混過程中干污泥顆粒起著“晶核”的作用，濕污泥包裹在干泥顆粒外面形成大顆粒，并將進(jìn)料的含水率降到30%~40%，直接克服了污泥的粘結(jié)。由于只是外層的濕泥需要干燥，所以污泥的干燥性能得到改善，可得到穩(wěn)定的球形顆粒產(chǎn)品。

ESP 工藝將熱風(fēng)導(dǎo)入轉(zhuǎn)鼓，蒸發(fā)污泥中的水分并帶走干顆粒。由于ESP 系統(tǒng)的熱風(fēng)量大，尾氣熱氧化除臭處理的費(fèi)用使污泥干化費(fèi)用增加，這使人們逐漸將興趣轉(zhuǎn)向間接加熱系統(tǒng)，后者的風(fēng)量只需能把水蒸氣帶出干燥器即可，因而尾氣量要小得多。該時(shí)期的18 套設(shè)備中有6 套間接加熱系統(tǒng)，其中只有1 套（Baltimore Back River 的Seghers 干燥設(shè)備）帶有干料返混系統(tǒng)，其余5 套在實(shí)際運(yùn)行中都遇到了由于污泥的粘結(jié)導(dǎo)致干燥器內(nèi)部磨損嚴(yán)重和難以生產(chǎn)出顆粒產(chǎn)品的問題，有3 套不久就停產(chǎn)了。

2.2 尾氣循環(huán)技術(shù)

1995 年—1999 年使用的17 套設(shè)備中有8 套為直接加熱轉(zhuǎn)鼓式干燥器，其中有5 套采用了氣體循環(huán)再用技術(shù)（由Andritz 公司和Swiss Combi 公司引入美國），另外3 套采用了專利設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)鼓，可增加干泥中的營養(yǎng)成分（BER 工藝）。盡管BER 工藝的經(jīng)濟(jì)可行性尚待論證，但以上這些技術(shù)都強(qiáng)有力地促進(jìn)了熱干化技術(shù)的發(fā)展。

氣體循環(huán)技術(shù)是將80%~85%的尾氣送回?zé)犸L(fēng)爐，其余的經(jīng)再生熱氧化器（RTO）處理后排放。新鮮空氣和回用氣流首先通過冷凝器（熱氣流被冷卻而新鮮空氣被預(yù)熱），再經(jīng)過水洗塔除去其中的水蒸氣、粉塵和可冷凝的揮發(fā)性物質(zhì)后返回?zé)犸L(fēng)爐，這樣尾氣量就大大減少了。氣體循環(huán)回用的另一個好處是使轉(zhuǎn)鼓中的氧氣含量保持在10%以下，這是一個非常重要的安全參數(shù)。由于該技術(shù)的引入，原先間接加熱系統(tǒng)尾氣處理量少的技術(shù)優(yōu)勢被大大削弱了。早期的ESP 設(shè)備也進(jìn)行了技術(shù)改造，加裝了氣體循環(huán)裝置。

該時(shí)期同樣值得注意的是適用于中小型污水處理廠的間接加熱回轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)入美國市場，另外還有兩種將機(jī)械脫水和熱干化連成一體的技術(shù)，它們是由Dry Vac Enviromental and TWI開發(fā)的真空過濾帶式干燥系統(tǒng)和Humboldt 開發(fā)的離心脫水干燥系統(tǒng)。

2.3 蒸氣為熱源技術(shù)

該時(shí)期值得注意的是以蒸氣為熱源的4 套流化床干燥設(shè)備。由于4 套流化床都帶有干料返混系統(tǒng)，所以其產(chǎn)品的性狀與轉(zhuǎn)鼓式干燥器是相似的。該時(shí)期的11 套設(shè)備中仍有4 套為轉(zhuǎn)鼓式干燥器，由此看來該技術(shù)仍將繼續(xù)扮演重要角色，同時(shí)它也在向設(shè)備精、處理量大的方向發(fā)展。在美國Jacksonvill FL 的新項(xiàng)目中計(jì)劃安裝產(chǎn)生蒸氣能力達(dá)7m3/h 的直接加熱式轉(zhuǎn)鼓DDS70，這將比美國現(xiàn)有最大干燥設(shè)備的處理能力還要大1/4。

位于Shamokin PA 的由Weston 公司開發(fā)的Kvaemer 干燥設(shè)備也值得關(guān)注，因?yàn)樗鼘⑹堑谝惶讕в懈闪戏祷煜到y(tǒng)的間接加熱式美國設(shè)備。干料返混系統(tǒng)已能成功生產(chǎn)出可以包裝上市銷售的生物固體產(chǎn)品。在不遠(yuǎn)的將來，預(yù)計(jì)將有越來越多的干燥設(shè)備（包括間接加熱式），會采用干料返混系統(tǒng)來改善最終產(chǎn)品的性狀。

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