烘干工艺之污泥烘干

污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。数据显示，2010-2017年我国工业污水排放量基本维持在200亿吨/年左右，城镇生活污水排放量自354亿吨增长至600亿吨左右。一般情况下，污水处理厂处理1万吨生活污水可产生含水率80%的污泥5-8吨，处理1万吨工业污水产生10-30吨污泥。分别按照6.5吨和20吨单位产出进行推算，则2010-2017年，我国污泥产生量从5427万吨增长至7436万吨，年化增长率4.6%。污泥烘干工艺，它涉及污泥干化技术领域。其工艺步骤为：将湿污泥经过破碎、挤条成型后进入带式污泥烘干箱，经与热干燥循环空气换热换质后变为干污泥，热的干燥循环空气变为湿的低温循环空气，湿的低温循环空气经循环风机吸入热泵，并从循环风机吹入中间换热器与蒸发出风做热交换进一步降低温度，从中间换热器出风，经过水冷预冷盘管再降低温度，出风后经过蒸发器蒸发，冷凝水析出，蒸发出风经过中间冷却器与热泵回风做热交换，提升出风温度后进入冷凝器，升温后变为热干燥空气进入带式污泥烘箱循环处理。热泵干燥能耗低，无二次污染，烘干温度低，安全性高，自动化程度高，降低污泥干化成本。

污泥烘干工艺步骤：

一、污泥烘干介绍：

        污泥干化是污泥处理必要的中间过程，从直接施用到直接焚烧，从干化后施用，到干化后焚烧，直到最近的干化后气化，基本上肯定了干化作为一项必要的中间过程的重要性。其原因主要有两个：经济性，无论是运输处置减量，还是能源消耗减量;卫生性，农用的必要条件。污泥干化最终处置方式是国情的选择，填埋无疑是不可取的，这不仅在于土地价值昂贵，主要还是从能源和生物能资源方面考虑，国家要求减少和限制污泥的填埋。

        目前大部分行业污泥脱水仅采用机械挤压式污泥脱水，如带式压滤机、板框式压滤机、叠螺机以及离心式脱水机，其脱水后污泥含水率在70%-90%左右;选择焚烧作为处置手段，该污泥本身的热量不足以维持其热量需求，所以此类污泥的对于后续的储存、运输及焚烧来说经济性差，这是造成目前污泥处置成本高的重要原因，对企业污泥的干燥减重、减容的要求日益剧增。

目前国内污泥干燥工艺、技术在不断发展，采用的能源方式主要为直接加热式居多，即使用蒸汽、烟气尾气、电加热等形式将污泥加热至100℃以上，使污泥的水份变为水蒸气排出;

二、旧烘干装置存在以下问题：

(1)能耗高：能量需求为每公升蒸发量最低需要620大卡，直接加热式干化设备处理商标称其系统的热能需求是800-850大卡。

(2)带来二次污染：烘干污泥同时带来污染性的尾气需要再做处理装置方能达标排放。

(3)烘干温度高带来烘干安全问题：高温烘干污泥气流中污泥可能挥发出来的物质爆炸、毒性等问题难以避免。基于此，设计一种低温污泥烘干工艺尤为必要。

        热泵烘干内容针对现有技术上存在的不足，热泵烘干目的是在于提供一种低温污泥烘干工艺，能耗低，无二次污染，烘干温度低，安全性高，烘干自动化程度高，大大降低污泥干化成本，易于推广使用。

三、解决方案：

        为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：低温污泥烘干工艺，其工艺步骤为：

(1)将含水率60%-80%的湿污泥经过破碎、挤条成型后进入带式污泥烘干箱;

(2)带式污泥烘干箱中的湿污泥经与热的干燥循环空气换热换质后变为含水率30%以下的干污泥，热的干燥循环空气变为湿的低温循环空气;

(3)湿的低温循环空气经循环风机吸入热泵，并从循环风机吹入中间换热器与蒸发出风做热交换进一步降低温度;

(4)降温后的低温循环空气从中间换热器出风，经过水冷预冷盘管再降低温度;

(5)从水冷预冷盘管出风经过蒸发器蒸发，温度降至露点以下，从而冷凝水析出;

(6)蒸发出风经过中间冷却器与热泵回风做热交换，提升出风温度后进入冷凝器;

(7)循环风通过冷凝器进一步升温后变为热的干燥的循环空气进入带式污泥烘箱，实现循环处理。作为优选，所述热的干燥循环空气的温度为60-70℃，湿度在20%以下，经带式污泥烘干箱处理后进入热泵的湿的低温循环空气温度为50-60℃，湿度在50%以上。

四、热泵烘干的有益效果：

(1)能耗低：采用低温热泵烘干设备，由于热泵中制冷量和制热量都用于污泥干化，故能耗相较于直接加热式能耗高50%以上。

(2)无二次污染：污泥水份最终通过冷凝水的形式排放出来，风通过循环使用，无外气排放二次污染问题。

(3)烘干温度低，减小安全问题：由于烘干温度低于70℃，污泥可能挥发出来的物质爆炸、毒性等问题少，污泥适用性广，设备运行稳定、稼动率高。

(4)自动化能力高：该设备设计形式有效将污泥干化实现连续自动化运行，污泥干化过程避免人力的投入，降低工人劳动强度，减少成本。