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污泥烘干技术的应用与经济效益

文档作者：林滴文档来源：博罗环境监测站		点击数：	更新时间： 2024年09月03日
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上一篇：稀土元素在土壤中的存在形式及其生态效应

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2015年第1期(总第112期)
钰；夏与芋钍
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2015年1月
污泥烘干技术的应用与经济效益
林滴
(博罗环境监测站，广东惠州516100)
摘要： 叙述了污泥烘干技术的相关发展进程，分析了其应用于制陶粒、污泥制砖、生产肥料、烧制水泥、制生物质
燃料等相关应用，阐述了其针对性和适用性，最后提出了相对应的解决建议，以期市政污泥的再利用可以发挥其最大经
济效益。
关键词： 污泥烘干；应用；环保；经济效益
中图分类号：TSl33+．6 文献标识码：A 文章编号： 2095_0802一(2015)01—0114—02
AppUcation and Economic Benefits of Sludge Drying Technolo野
LIN Di
(BoIuo EnvironmentaI Monitoring Station，Huizhou 51 61 OO，Guangdong，China)
Abs幢act： Describes the relevant development pmcess of sludge drying technolog)r，analyzes i坞印plication in making ceramsite，
making bIicks wit}l sludge，producing fenilizers，firing cemenL making biomass fuels，etc．，explaines its releVance and印plicability，
粕d finally pmposes co丌esponding solving recommendations，hoping tllat the re-use of municipal sludge can ma】【imize i乜economic
benefits．
Key words： sludge drying； application； environmental pmtection； economic benefits
0引言
近些年，随着城市化的不断深入发展，城市污水
排放量愈来愈多，产生的污泥自然也就成为了影响市
民生活和环境建设的重要污染源。面对这一问题，一
方面有关部门不断加大科研投入，努力寻找在减少环
境污染的同时，能够变废为宝，发挥污泥潜在经济效
益的方法；另一方面也在积极引进国外先进技术和经
验，不断对比国外较为成熟的基于经济性、节能型和
可操性的污泥处理技术。经过各方学者和工作人员多
年探索、实验和试点，最终发现污泥烘干技术有着较
为明显的比较优势。
1城市污泥问题研究
污泥是污水处理的副产物，含有多种菌胶体、有
机物、无机物的一种复合产物，未经处理的污泥成分
复杂，除含有灰分外，还含有大量有机质、难降解的
有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、重
金属及盐类等成分。因此，就污泥处理本身而言，由
收稿日期：2014—10—27
作者简介：林滴，1975年生，男，广东惠州人，1995年毕业
于广东省环境保护技术学校监测专业，工程师。
·114·
于其过高的含水量导致其总体积庞大(储存和运输困
难)，由于其内部成分复杂导致处理的工序难度加大
(处理不当会造成二次污染)。
另外，资料显示，截至2013年底，全国有超过
3 000座城市污水处理厂投入运营，处理能力达9 904
×10t删，在建城镇污水处理项目近2 000座，设计能
力约6 000×104删。预计处理1×104 t污水会产生1．5
t干污泥，湿污泥含水率估计为80％，全国将产生湿污
泥近5 000×104 t。由此可见，虽然中国这几年不断
加大污水处理相关基础设施建设，但另一角度也加剧
了污泥合理化应用问题研究的紧迫性【1】。
中国相关部门虽然已经对城市污泥处理引起重视，
目前也采取多重技术手段对湿污泥进行相关技术处理，
但是无论是传统的土地填埋、投奔海洋和焚烧处理还是
新兴的再利用处理方法，如堆肥、碳化、氧化都存在这
样或那样的缺点或不足。传统丢弃式处理方式显然已经
不适应环保需要，且其后续经济成本过高，应该属于被
淘汰的技术方案；新兴的以减量化、稳定化、无害化、
资源化为目标的处理方式是适应时代发展趋势的解决
办法，但是这些新方法依然有不足和极大的改进空
间。当然，在对污泥处理处置方案的具体选定过程
中，应根据当地污泥的性质与数量；投资情况与运行
管理费用；环境保护要求及有关法律与法规；城市发
万方数据
2015年第1期林滴：污泥烘干技术的应用与经济效益2015年1月
展动态及污泥资源化利用等情况进行综合考量【2]。
2污泥烘干技术相关探讨
如何将这些城市废弃物妥善处置，在保证无害环
保的情况下最大程度增加其背后的经济价值呢?下面
将重点介绍一下较为流行的污泥烘干技术。
污泥烘干技术是利用热蒸汽或热能将含水率很高
的污泥干化，烘干后的晶体物质品质相对稳定，一般
呈颗粒或粉末状，容积减量显著，且无臭味。热干化
法特点是：占地面积小，机械化程度高，可大幅度缩
减污泥的体积和重量，污泥性质稳定，不会腐败发臭，
便于运输和消纳。但热干法存在设备投资费用高、运
行、维护成本较高，安全系数低，操作复杂等缺点。
污泥烘干技术一般分为直接热干燥技术和间接热
干燥技术两种。直接热干燥技术是指热介质直接接触
污泥层，吸收其水分。此技术的烘干效率较高，但是
热介质在烘干过程中受到污染需要进行无害化处理。
间接热干燥技术是指热介质不与污泥直接接触而是通
过交换机传递热量使污泥中的水分自行蒸发【3】。在这
一过程中避免了热介质的污染及后续热介质与污泥的
分离工序，但是缺点就是烘干效率较低。
传统浓缩或脱水处理后的污泥含水率大概维持在
60％左右，此外还有一种常见方法就是采用机械脱水，
脱水后的泥饼含水率为75％左右，这些都无法达到严
格意义上的脱水标准，不利于后续的污泥深加工和再
利用【4】。因此，较高技术要求和处理成本，使得污泥
烘干技术一度在中国的推广受阻，直到20世纪90年代
才得到迅速发展，但推广成功案例相比之下依然比较少。
当然，污泥烘干技术国外的相关研究与应用经验
比中国要丰富得多，在推广过程中我们要谦虚学习，
借鉴国外已有的成功技术经验。下面笔者就对国外的
相关研究作些介绍。首先在八十年代中期，穆勒等人
对污泥干燥性问题进行了相关研究，研究结果表明水
在污泥中有四种存在形式，分别是自由水、间隙水、
表面水和结合水。由于污泥中水分分布状况和晶体物
质的差异性导致结晶物质的干燥属性会有所不同。因
而设备直接用于污水处理的烘干效果并不理想，含水
率依然很高。此外，Idris等人在污泥热干试验中发现，
持续干燥过程与温度升高一致，干燥时间较短时产生
污泥质量和热量比较差。在这种背景下，需要针对具
体的污水情况制定不同的干燥方案(一般采取成分抽
样建立数学模型方式)，然后进行相关设备的调试，
在最大程度上保证干化率圈。
3污泥烘干技术相关应用．
虽然城市污泥作为一种废弃物多年来一直强调减
量化，但是不可否认的是，任何事物都有其两面性，
如果处理方式得当，污泥依然可以变废为宝。比如，污
泥中的植物养分含量较高可以作为农业或园艺肥料。
此外研究表明，干燥率达到90％DS的污泥其热值约为
标煤的50％，因此也可以作为劣质燃料使用(或直接
做燃料热回收利用)同。最后，成功进行烘干的粉状
或颗粒状结晶物也可以作为建筑材料利用。下面笔者
将对采取烘干技术后的污泥的环保利用进行详细论述。
3．1制陶粒
用生物污泥替代部分粘土配料可以烧制出符合国
家标准的轻质陶粒。采用污泥配料烧制的陶粒，其烧
结温度约1 200 cC。当然，根据不同生物污泥成分结
构的差异，具体烧制配方还要作出适当调整以达到最
终配比要求。
3．2污泥制砖
污泥制砖主要有两种方法：
a)干化污泥直接制砖；
b)污泥灰渣制砖。在具体操作过程中，干化后的
污泥无机成分与制砖粘土的化学成分近似，因而可部
分替代粘土作为制砖原料。
3．3生产肥料
正如笔者前文所说，污泥中本身含有丰富的有机
质和植物生长所需要的N、P、K等多种微量元素，适
合作为土壤改良剂或复合肥。但是需要特别注意的
是，未经烘干技术和发酵技术处理的污泥不仅湿度大、
粘度大而且含有大量病原菌，不能直接用于肥料。
3．4烧制水泥
烘干后的污泥，其无机部分化学特性与生产水泥
的原材料基本一致，且在稳固性、膨胀密度、固化时
间等指标方面表现较好。作为替代原料，污泥要求干
化到含固率92％～95％以上，颗粒越细越好。
3．5制生物质燃料
正如笔者前文所说，干燥率达到90％Ds的污泥其
热值约为标煤的50％，因此也可以作为劣质燃料使用
亦或直接做燃料热回收利用。此外，采用直接和间接
烘干综合处理的方法使污水含水率降到1％左右，生物
质燃料发热量为1 180 000 J，kg～61 550 000 J瓜g，
即可用于焚烧设施和电厂的辅助燃料r7】。
4结语
污水热烘干技术在中国有着广阔的发展前景，有
关部门应该加大对这一技术的研发应用力度。一方
面，在保证无害环保的前提下提升烘干效率；另一方
面，加大对烘干后的污泥的再利用产业研发，努力提
升其商品价值和经济效益。
(责任编辑：刘倩倩)

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