随着我国城市化进程的不断加快，城镇污水处理厂的建设规模迅猛增长，随之带来的污泥处理处置问题对各地的城市管理工作也提出了新的要求。据统计，目前全国城市污水处理厂每年产生的污泥量已超过3000万t，污泥产量的激增，使得彻底解决污泥处理问题刻不容缓。国家颁布的《水污染防治行动计划》中明确要求，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。

污泥干化焚烧工艺，作为现阶段我国一线城市污泥治理的主流工艺路线，与其他污泥处理处置工艺相比，在先进性、可靠性、安全性、经济性、占地面积、处置彻底性等方面均具有较大优势。因此，对干化焚烧工艺进行研究和优化，对未来的工程建设具有很大的实践指导意义。以国内使用较为广泛的圆盘干化机为例，对该类型干化机的典型工况进行分析，提出了圆盘干化机载气处理的工艺优化设计方案。该方案通过载气处理循环利用的方式，大大减少了圆盘干化机载气的外排量，为载气在污泥单独干化焚烧项目中的焚烧处置提供了可能，彻底解决了圆盘干化机载气的处置问题。

1 圆盘干化机的原理及应用局限性

圆盘干化机本体由一个筒形外壳和一组贯穿的中空圆盘构成。热流体从中空圆盘内侧通过，把热量以间接的方式传导给污泥。污泥在中空圆盘外侧与筒形外壳之间通过，吸收热量，蒸发水分，实现污泥的干化。为加快新生水蒸气的排出，提高干化效率，圆盘干化机必须设置载气引风机，即通过引入一种载带气体（通常为干空气）来携带走不断积聚的水蒸气。

圆盘干化机由于直径较大，污泥水蒸气排气不畅，因此载气需求量大。设置载气除臭设施不仅增加了工程总投资，其除臭效果也因污泥泥质的不确定性而无法保证。而将载气通入热电厂焚烧的处置方式大大限制了圆盘干化机的使用场合，对工程项目的选址要求较高。因此，必须探索一种新的载气处置方式，提高圆盘干化机的适用性。

2 圆盘干化机载气处理典型工艺及优化

以日处理100t脱水污泥（污泥含水率为80%）的圆盘干化机为例，建立衡算模型，进行定量工艺分析。圆盘干化机产生的载气量为71.97t/d（约2800Nm³/h），风量很大。焚烧33.3t/d的干化污泥通常消耗不了如此庞大的载气量；因此，可以考虑通过将载气尾气经过处理后重新送入圆盘干化机，以替代部分新鲜载气，该优化工艺可以大大减少圆盘干化机的载气外排量。

随着载气回流比的逐渐增大，圆盘干化机的总载气量会略微增加，但是干化工艺的外排载气量得到了显著降低。这使得通过将载气引入污泥焚烧炉直接焚烧变成了可能。由于污泥泥质、焚烧炉选型、一二次风分配比例等各方面因素的存在，工程设计中载气回流比及外排载气量应根据情况相应取值。回流比过大会导致圆盘干化机载气中的粉尘、硫化氢、氨气以及其他腐蚀性、恶臭性、可燃性物质的累积。

3 圆盘干化机载气处理工艺优化工程措施

（1）圆盘干化机载气处理设备规模增大。采用载气循环的优化工艺后，载气量略微增加。为保证旋风除尘器和间接冷凝器等设备的处理效率，设备规模应与之配套。

（2）原载气引风机改为载气循环风机，风机的风量和风压变化应与循环工艺工况条件配套，并保证干化机内负压。按照80%的回流比计算，风机风量将增加4.57%；而在新工况条件下，该风机风压仅用于克服干化系统内部阻力损失，无需再向外输送载气，风压会相应减小。

（3）增加载气外排风机，风压根据焚烧炉进风要求相应配置。由于采用循环工艺后，外排载气量减少，所以增加该风机后，干化工艺能耗增加不大。

（4）圆盘干化机密封性要求增加。原进泥口必须为管道式密闭接口；原敞开式进气口需密闭，并与循环引风机出风口连接，作为载气回流接口；圆盘干化机出泥口增加锁气排泥阀，以防止载气从排泥口中泄露外逸。

（5）圆盘干化机增加负压吸气阀。采用优化工艺后，圆盘干化机为全密闭系统。当外排载气时，干化机本体内的负压会不断增加，因此必须设置相应的补气阀平衡本体内压力。

（6）蒸汽消耗量变化。圆盘干化机的蒸汽消耗主要用于蒸发污泥中的水分，采用载气循环工艺后，虽然载气量略微增加，但污泥中需要蒸发的水分总量并没有变化，因此，该优化工艺对于蒸汽的消耗量影响不大。

（7）冷却水消耗量的变化。间接冷凝器冷却水的消耗主要用于吸收载气中水蒸气冷凝时释放的气化潜热，采用载气循环工艺后，虽然载气量略微增加，但载气中的水蒸气凝量并没有发生变化，因此优化工艺对于冷却水的消耗量影响不大。

（8）优化工艺的控制。采用载气循环工艺，仅增加了载气外排风机的联动控制及干化机本体负压吸气机械控制，对自动化控制水平的要求不高，简单易行。

4 结语

载气处理工艺的选择是污泥单独干化焚烧工艺设计的难点之一。通过增加少量的投资和运行成本，将圆盘干化机的载气外排量降到较低限度，使得恶臭载气在污泥单独干化焚烧项目中的焚烧处置变成了可能，彻底解决了载气的二次污染问题。该方案无需将载气送入热电厂协同焚烧处置，大大扩大了圆盘干化机的使用场合，对于圆盘干化机在单独干化焚烧工艺中的应用具有较大的促进作用，对于已建的圆盘干化工程也具有一定的借鉴意义。