2008年，全国废水排放总量571.7亿吨，比上年增加2.7%。其中，工业废水排放量241.7亿吨，占废水排放总量的42.3%，比上年减少2.0%；城镇生活污水排放量330.0亿吨，占废水排放总量的57.7%，比上年增加6.4%。假设工业废水与生活污水处理工艺的65%采用生物处理，按万t废水产生2.7t干污泥计算，则全国将产生干污泥1003万吨，折合含水率为80%的脱水污泥达501.5万吨。

污泥是污水处理过程所产生的固体沉淀物质。由于污泥不同于一般固体废弃物，含水率高达80%以上，内部为有机物高分子结构、胶状絮体等固相持水结构，难以打破，还易腐败，有强烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和多氯联苯、二恶英等难以降解的有毒有害以及致癌物。如果未经处理随意排放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人类的身体健康，对生态环境构成严重威胁。

在我国长期以来存在着重水轻污的倾向，在已建成的污水处理厂中，90%以上没有污泥处理的配套设施；现有的污水处理厂中有污泥稳定处理设施的还不到1/4，许多城市仍采用就地露天堆放的方法，给环境带来污染。从整体上看，我国污泥处理存在的主要问题有：

（1）污泥处理率低，工艺不完善；

（2）污泥处理技术和设备落后；

（3）污泥处理管理、设计水平低。

所以，开发一种廉价、处理效率高的技术和投建一批现代化的污水污泥处理设备是解决以上问题的关键。

目前，干化形式主要有传统的自然干化和强化干化，强化自然干化主要可以分为热力干化和水热干化技术。随着污泥干化装置的完善，因此，污泥干化装置的高效、灵活、安全、稳定的优势逐渐被认同，并在污泥处理处置行业中迅速扩展。

1 污泥的干化技术发展状况

污泥干化较早出现于20世纪40年代，早期的干化设备主要用于工业污泥的处理。经过几十年的不断改进，污泥干化设备逐渐克服了市政污泥较工业污泥性状不稳定、易产生沼气，干化过程难蒸发、易粘结、可燃易爆等技术难点。随着设备性能日趋完善以及其它处置方式社会矛盾的突出，污泥干化装置的高效、灵活、安全、稳定的优势逐渐被认同，并在十年的时间里，在欧美市政行业迅速扩展。据资料显示，年全 干污泥产量是年的倍另据预测，欧盟在未来的十年，采用干化的污泥量还将翻一番。

干化是污泥深度脱水的一种形式，其应用的能量（推动力）主要是热能，即用热能将污泥中的水汽化。干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体积仅为原来的1/5-1/4，而且由于含水率在10%以下，微生物活性受到完全限制，避免了产品因微生物作用而发霉发臭，利用储藏和运输。从下图中可以看出，污泥干化后含水率从80%降低至50%时体积将减少60%，而污泥含水率越低，热值越高，越适于作为固体燃料焚烧。

干化过程的高温灭菌效果很好，产品可完全到到杀菌卫生指标。干化使污泥性能全面改善，产品用途广泛，经干化加热处理后含固率为40%的干化污泥可以进一步用于堆肥、加碱稳定或者进行焚烧。含固率为90%以上的非稳定污泥或含固率为75%以上的稳定污泥，则可以直接用于土地处置。干污泥的热值较高，与褐煤热值相当，干化后在焚烧可有效回收热量，并减少湿污泥焚烧时水分蒸发产生的热损失。

1.1 直接加热转鼓干化技术

直接加热转鼓干化工作原理为脱水后的污泥从污泥漏斗进入混合器，按比例充分混合部分已经被干化的污泥，使干湿混合污泥的含固率达60%-70%，然后经螺旋输送机运到三通道转鼓式干化器中。在转鼓内与同一端进入的流速为1.2～1.3m/s，温度为700℃左右的热气流接触混合集中加热，经25min左右的处理，烘干后的污泥被带计量装置的螺旋输送机送到分离器，在分离器中干化器排出的湿热气体被收集进行热力回用，带污染的恶臭气体则被送到生物过滤器处理以达到符合环保要求的排放标准；从分离器中排出的干污泥其颗粒度可以被控制，再经过筛选器将满足要求的污泥颗粒送到贮藏仓等候处理。干化的污泥干度达92%以上或更高。干化的污泥颗粒直径可控制在1～4mm，这主要考虑了把干化的污泥用作肥料或园林绿化的可能性。细小的干化污泥被送到混合器中与湿污泥混合后，送入转鼓式干化器（可使用沼气、天然气或热油等为燃料）。分离器将干化的污泥和水汽进行分离，水汽几乎携带了污泥干化时所耗用的全部热量，需要充分回收利用。水汽要经过冷凝器（冷凝器冷却水入口温度为20℃，出口温度为55℃），被冷却的气体送到生物过滤器中处理，完全达到排放标准后排放。

该干化系统特点是：在无氧环境中操作，不产生灰尘，干化污泥呈颗粒状，粒径可以控制，采用气体循环回用设计减少了尾气的排放和处理成本。

1.2 间接加热转鼓干化技术

间接加热转鼓干化技术的原理为脱水后的污泥输送至干化机的进料斗，经过螺旋输送器送至干化机内螺旋输送器可变频控制定量输送。干化机由转鼓和翼片螺杆组成，转鼓通过燃烧炉加热，转鼓设计转速为1.5r/min。翼片螺杆通过循环热油传热，设计转速为0.5r/min。转鼓和翼片螺杆同向或反向旋转污泥可连续前移进行干化，转鼓沿长度方向分布为三个燃烧炉温度区域，分别为370℃、340℃和85℃翼片螺杆内的热油温度为315℃。转鼓经抽风控制其内部为负压，水汽和尘埃无法外逸。污泥经转鼓和翼片螺杆推移和加热被逐步烘干并磨成粉末状在转鼓后端低温区经过S形空气止回阀由干泥螺杆输送器送至储存仓。污泥蒸发出的水汽通过系统抽风机送至冷凝和洗涤吸附系统。

1.3 离心干化技术

离心干化技术即脱水干化一体技术。其工作原理为稀污泥自浓缩池或消化池进入离心干化机，干化机内的离心机对污泥进行脱水，经机械离心脱水后的污泥呈细粉状从离心机卸料口高速排出，高热空气以适当的方式引入到离心干化机的内部，遇到细粉状的污泥并以极短的时间将其干化到含固率80%左右。干化后的污泥颗粒经气动方式以70℃的温度从干化机排出，并与湿废气一起进入旋流分离器进行分离。一部分湿废气进入洗涤塔中冷凝析出大部分水分，净化后的废气以40℃的温度离开洗涤塔。因为污泥不需要储存，整个系统可以迅速的启动和关闭，而且干化和运输在几秒钟内即可完成，故在污泥进入系统后不久干化污泥颗粒就可从排料阀排出。与循环气体混在一起的燃料废气和低氧含量的干化废气需要连续不断地通过洗涤塔排气立管排出。

其特点是：流程简单，省去了污泥脱水机及从脱水机至干化机的存储、输送、运输装置。

1.4 间接式多盘干化技术

间接式多盘干化被应用于污泥干化，其工作原理是机械脱水后的污泥（含固率25%～30%）送入污泥缓冲料仓，然后通过污泥泵输送至涂层机，在涂层机中再循环的干污泥颗粒核与输入的脱水污泥混合，干颗粒核的外层涂上一层湿污泥后形成颗粒，这个涂敷过程非常重要，内核是干的（含固率＞90%），外层是一层湿污泥，涂覆了湿污泥的颗粒被送入硬颗粒造粒机，然后倒入造粒机上部，均匀地散在顶层圆盘上。通过与中央旋转主轴相连的耙臂上的耙子的作用，污泥颗粒在上层圆盘上做圆周运动。污泥颗粒从造粒机的上部圆盘由重力作用直至造粒机底部圆盘，颗粒在圆盘上运动时直接和加热表面接触干化。污泥颗粒逐盘增大，形成坚实的颗粒。干化后的污泥颗粒温度90℃，粒径1～4mm，离开干化机后由斗式提升机向上送至分离料斗，一部分被分离出再循环回涂层机，同时剩余的颗粒进入冷却器冷却至40℃送入颗粒储料仓。污泥干化过程所需的能量由热油传递，温度介于260～230℃的热油在干化机内中空的圆盘内循环，从干化机排出的接近115℃的蒸汽冷凝，经热交换器冷凝后的热水温度为50～60℃。间接式多盘干化器也叫造粒机，立式布置多级分布，间接加热。

其特点是：干化和造粒过程氧气浓度＜2%，避免了着火和爆炸的危险性。颗粒呈圆形，坚实、无灰尘且颗粒均匀，具有较高的热值，可作为燃料，尾气经冷凝、水洗后送回燃烧炉，将产生臭味的化合物彻底分解，所以其尾气能满足很严格的排放标准。

1.5 流化床污泥干化技术

流化床污泥干化机主要分为风箱、中间段和抽吸罩三部分。在干化机的下面是风箱，用于将循环气体分送到流化床装置的不同区域，其底部装有一块特殊的气体分布板，用来分送惰性流化气体。该板具有设计坚固的优点，其压降可以调节，保证了循环气体能适量均匀地导向整个干化机在风箱的上面是中间段，在该段，热交换器内置于此.使脱水污泥的水蒸发的所有能量均通过此热交换器送入。通常蒸汽或者热油可作为热交换的热介质。抽吸罩作为分离 步，用来使流化的干颗粒脱离循环气体，而循环气体带着污泥细粒和蒸发的水分离开干化机通过流化床下部风箱，将循环气体送入流化床内。颗粒在床内流态化并同时混合。通过循环气体不断地流过物料层，达到干化的目的。

其特点是：直接将脱水污泥送入流化床，无需返料系统；产品是无尘的，含固率大于90%的干固体；干化温度为85℃，通过热交换器非直接供热。低排放不污染环境。干化系统气体惰性化，氧含量＜3Vo1%，具有高安全性。因为系统密闭制造、干化过程中剩余气体量低、臭气含量低。可24小时连续运行，为自动控制系统无需全天值班。但是由于污泥的成分决定其流化特性，该处理系统对污泥的成分变化非常敏感，常导致流化床内的热交换不能顺利进行，流化床及管道的磨损很严重，系统的能耗也较高。

1.6 污泥水热干化技术

水热干化污泥处理技术是一种新型的处理技术，目前国内有少量研究者在进行试验研究。就是在污泥浓缩后，通过水热干化破碎污泥中的细胞质，从而突破了污泥难脱水的技术瓶颈。水热干化技术可以提高污泥的脱水性能，灭菌并分解有机物，并可以回收生物质能，实现了减量化、无害化和资源化的目的，同时又大大降低了运行成本和处理能耗。

水热干化污泥处理组合技术通过机械浓缩、水热反应、二次浓缩、脱水、冷一一热泥换热、焚烧等技术的组合，实现系统的优化，从而进一步提高系统整体的处理效率，降低污泥中有害物质的含量，减轻后续脱水处理的水负荷，降低水热处理的能耗，提高脱水泥饼的热值。

2 结论

纵观40年来热力干化技术的发展历程，可以看出，热力干化采用的仍是几十年前的传统干化技术，只不过经过一定的改造，以使之更适应污泥这种物料而已。在热力干化领域，至今仍不断有新的技术出现，但是在近期内发现一种更好的、革命性的技术来代替一切，其可能性很小。

总体上来讲，热力干化法具有设备成熟、干化效果稳定的优点。但由于污泥中含水量大，本身热值低，干化过程中将耗费大量热能，因此运行成本较高。

随着 针对污泥处理规范的完善，加大了污泥处理技术的调整，研究安全、环保、经济性高的污泥处理处置技术是未来的研究重点。