污泥是污水处理后的副产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体、有害重金属及病原微生物等组成的固体废弃物。通常占污水总量的0.5%～1.0%。

焚烧技术是实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化处置的常用技术。但是将湿污泥直接焚烧易产生大量尾气，污染严重，且能耗大。因此，污泥干燥成为污泥焚烧处理的关键环节。现有的污泥干燥工艺大都采用空气开路干燥流程，虽然此流程可以充分利用干燥后污泥的热值，但存在废气废液排放量大、二次污染严重及能源利用率低等缺点。为此，开发了一种节能型尾气自惰式循环污泥干燥工艺和专用型污泥干燥设备，以达到提高污泥干燥技术水平、实现节能环保的目的。

1 工艺简介

1.1 开路干燥工艺

利用螺杆泵将料仓中的湿污泥输送至干燥机中。饱和蒸汽均匀分配到干燥机热轴和夹套中，以间接加热湿污泥，干燥后的污泥由卸料阀排出。蒸汽凝液进入凝液罐后经热水泵排出。干燥机蒸发污泥产生的尾气（水蒸气和不凝气）经冷凝器除湿后，不凝气由引风机排出，冷凝液由污水泵排入废水处理单元。

1.2 自惰式闭路循环干燥工艺

湿污泥通过螺杆泵送至干燥机，利用干燥机热轴和夹套中的饱和蒸汽间接加热污泥，污泥干燥后经泄料阀排出。尾气经旋风除尘器除去固体颗粒后进入文丘里进行急冷，急冷后的气水混合物流入冷却罐分离。冷却罐中的废水经洗涤泵增压和冷却器降温后，大部分被循环利用，少量废水由侧线流至污水处理厂。凝液罐中的蒸汽凝液经泵进入换热器进行加热，升温后的不凝气经循环风机分成两路，一路（大部分）作为干燥过程的循环载气，另一路（少量）通过除臭罐放空。

1.3 自惰式闭路循环干燥工艺特点

干燥机内蒸发出的高温尾气主要是水蒸气和不凝气。高温尾气通过除湿后，不凝气被循环使用，形成密闭循环体系，因此不需要从外界补充空气。干燥机排放的废气仅是料液释放的不凝气。

干燥污泥产生的尾气经循环洗涤水喷淋除湿后，尾气中大部分水蒸气冷凝成水，冷凝液经冷却器间接换热后又作为洗涤水循环使用。利用高湿尾气自身冷凝产生的洗涤水即可循环喷淋尾气，无需添加任何冷却水和清洗水。排放的废水主要是污泥干燥后的水分。

自惰式闭路循环干燥工艺中，由于料液不断释放不凝气，系统内氧气含量被逐渐稀释，因此消除了干燥系统自燃或爆炸的危险，使操作更加安全。

干燥后的蒸汽凝液温度较高，电厂无法直接回收利用，导致能源浪费。为了利用这部分低温热量，将蒸汽凝液用于加热循环载气，使蒸汽凝液中的部分显热转移到载气中，实现热能的有效利用。

自惰式闭路循环干燥工艺中，干燥机载体出口负压可调，操作弹性大，同时，从外界补充氮气可以控制循环载气中的含氧量，因此该工艺及其适用于高磷等易燃性污泥的干燥。

2专用型污泥干燥设备

针对污泥处理量大、二次污染严重的特点，基于自惰式闭路循环干燥工艺，开发了一个大型专用污泥干燥设备——圆盘干燥机。圆盘干燥机主要由机身、热轴、传动系统及旋转接头等组成。

2.1 创新点

热轴结构。热轴由圆盘叶片和转动轴组成，数十片圆盘焊接在转动轴上，与转动轴一起转动。空心圆盘叶片的顶部为钝刀刃形状，采用整体冲压加工的两个半叶片直接对接、焊接成型后，再焊接组装到中空轴上，叶片的加工、焊接均采用圆滑过渡（如叶片顶缘、根部等），在增加传热面积的同时可以减小应力集中。

利用内抄板实现搅拌和推料功能。圆盘外缘安装有特殊的抄板，每个圆盘上设置4个呈90°角分布的抄板，其中3个斜抄板垂直于安装面，并与轴中心线呈一定夹角，另一个抄板垂直于安装面，并与轴中心线平行。每个轴相邻圆盘上的抄板的位置不同，这是因为轴圆盘上的斜抄板从进料端到出料端近似呈间断螺旋分布，而螺旋方向由轴的转向决定。利用安装在圆盘叶片外缘的抄板，一方面可以不断将物料刮起和搅拌，使之与金属换热表面接触；另一方面由于抄板具有一定的轴向倾角，可以将物料从入口侧推向出口侧。

利用内刮刀提高换热效率，实现自清理功能。每两个圆盘之间装有刮刀，刮刀固定在外壳上。刮刀可以疏松盘片间的污泥，使干燥后的蒸汽及时排出，实现蒸汽与污泥的快速分离。由于含水率在50%～60%的污泥具有较大的粘性，在两个盘面之间易发生粘壁现象，而利用刮刀可以及时清理粘在盘面上的污泥，提高传热效率。

料位的可调性。通过外置溢流板高度调节机构来调节料位、改变污泥在干燥机内的停留时间，可以获得不同干燥程度的污泥。

2.2 特点

圆盘干燥机的优势有以下3点：

（1）粉尘夹带少，物料损耗少。干燥过程中物料损失的多少主要由排风量和排出气体的湿含量决定。干燥过程的排风主要是水蒸气和少量载气，其排风量仅为热风型干燥排风量的八分之一，而且排出气体主要为水蒸气，所夹带的物料极易回收。

（2）能耗低，操作费用低。圆盘干燥机的热效率高达85%，操作费用仅为气流干燥、旋转闪蒸干燥等热风型干燥器的30%。

（3）传热面积大，传热系数高。热轴上的圆盘和转动轴是主要加热面，其换热面积占总换热面积的80%以上。操作料位高于转动轴，物料始终与圆盘的下半盘面接触，干燥停留时间长，传热系数高，污泥处理量大。

3 应用效果分析

3.1 经济性分析

将330㎡圆盘干燥机分别应用于开路污泥干燥和自惰式闭路循环污泥干燥工艺系统中，进行经济性分析。可以看出，自惰式闭路循环工艺热量利用率高，尾气排放量仅为开路工艺的十分之一。

3.2 效益分析

根据上表进行公用工程消耗计算，得到的效益分析结果如下。

可以看出，采用自惰式闭路循环工艺能够节约成本，经济效益显著。

4 结束语

污泥干燥是污泥循环经济性利用的关键，为此提出了一种污泥干燥新技术——自惰式闭路循环干燥工艺，该工艺具有废水废气排量少、热量利用率高及经济效益好等优点，因此具有广阔的应用前景。基于该工艺，设计并开发了一个大型圆盘干燥机，实现了污泥处理的大型化，提高了我国污泥干燥技术水平，同时满足了节能环保的要求。