黃建如，李星星

（寧波涌開生物質(zhì)能源有限公司，江蘇博駿環(huán)境科技有限公司）

摘要：隨著污水處理規(guī)模的不斷擴(kuò)大，污泥處置問(wèn)題日益凸顯。含水率60%的污泥在處置過(guò)程中面臨諸多挑戰(zhàn)，干化處理成為提升其后續(xù)處置效率與環(huán)保效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文深入探討了60%含水率污泥干化的必要性，對(duì)比分析了多種干化方式的局限性，并以寧波鎮(zhèn)海500t/d污泥干化焚燒處置項(xiàng)目薄層干化機(jī)運(yùn)行為例，詳細(xì)闡述了薄層干化機(jī)在處理60%含水率污泥方面的實(shí)際應(yīng)用及顯著優(yōu)勢(shì)，旨在為污泥處置行業(yè)提供新的技術(shù)參考與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)污水處理事業(yè)發(fā)展迅速，據(jù)生態(tài)環(huán)境部統(tǒng)計(jì)，2023年我國(guó)市政污泥年產(chǎn)量突破8000萬(wàn)噸（按含水率80%計(jì)）。經(jīng)過(guò)初步脫水后，大量污泥的含水率處于60%左右。這類污泥若處置不當(dāng)，不僅占用大量土地資源，還會(huì)因其中含有的病原體、重金屬等污染物引發(fā)環(huán)境污染問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在威脅。因此，尋求高效、環(huán)保的60%含水率污泥處理技術(shù)迫在眉睫。

2  60%含水率污泥干化的必要性

2.1 減量化需求

相對(duì)于含水率80%的污泥，含水率60%的污泥體積縮小約50%，給后續(xù)的運(yùn)輸、儲(chǔ)存帶來(lái)方便。但60%含水率污泥由于前段處置（板框壓濾）工藝特性，決定其形狀成塊成團(tuán)狀，不宜后續(xù)焚燒處置。研究表明，當(dāng)污泥含水率從60%降至30%時(shí)，其體積可減少約60%（如圖1所示）。通過(guò)干化降低污泥含水率，能顯著減少污泥的體積和重量，降低運(yùn)輸成本和儲(chǔ)存空間需求，為后續(xù)焚燒處置創(chuàng)造有利條件。

2.2 穩(wěn)定化與無(wú)害化

60%含水率的污泥中微生物活動(dòng)仍然較為活躍，易產(chǎn)生惡臭氣味，且存在病原體傳播風(fēng)險(xiǎn)。干化過(guò)程能夠通過(guò)加熱使污泥中的有機(jī)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氧化有毒有害污染物，如多環(huán)芳烴（PAHs）、多氯聯(lián)苯（PCBs）等，同時(shí)殺滅致病菌等微生物，實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化和無(wú)害化，減少環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 資源化利用基礎(chǔ)

干化后的污泥可保留一定的熱值和營(yíng)養(yǎng)成分，為后續(xù)的資源化利用奠定基礎(chǔ)。例如，本次研究項(xiàng)目的干化污泥可作為燃料用于焚燒發(fā)電，產(chǎn)生的熱量可回收利用；也可經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理作為土壤改良劑用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。而60%含水率的污泥直接資源化利用難度較大，干化處理是實(shí)現(xiàn)污泥資源化的關(guān)鍵前置步驟。

3  60%含水率污泥現(xiàn)有干化方式及局限性

3.1 熱力干化

3.1.1 圓盤/槳葉式干化

圓盤/槳葉式干化采用間接加熱方式，通過(guò)盤片內(nèi)飽和蒸汽換熱實(shí)現(xiàn)污泥脫水。某處理量50t/d的裝置蒸汽消耗約1.3t/tDS，尾氣經(jīng)冷凝后可回收40%的熱能。雖然該技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，且能將污泥含水率降至10%以下，適合焚燒協(xié)同處置場(chǎng)景，但出泥顆粒較難控制，容易出現(xiàn)原60%含水率污泥的塊狀物，且由于干化過(guò)程加熱時(shí)間長(zhǎng)（約3h），容易產(chǎn)生大量粉塵，存在粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)設(shè)備的安全防護(hù)要求較高。

3.1.2 其他熱力干化方式

如流化床干化等，雖然傳熱傳質(zhì)效率較高，但同樣存在設(shè)備復(fù)雜、能耗大、投資成本高的問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)于60%含水率的污泥，在進(jìn)料過(guò)程中容易出現(xiàn)團(tuán)聚、堵塞等現(xiàn)象，影響干化效果和設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。

3.2 非熱干化

3.2.1 太陽(yáng)能溫室干化

在日照充足地區(qū)，采用雙層ETFE膜結(jié)構(gòu)溫室，配合智能翻拋系統(tǒng)，可將污泥含水率從80%降至40%。然而，該技術(shù)受氣候制約明顯，冬季效率下降60%以上，需配置應(yīng)急熱源，且占地面積大，對(duì)于土地資源緊張的地區(qū)并不適用。對(duì)于60%含水率的污泥，其干化周期也相對(duì)較長(zhǎng)，難以滿足大規(guī)�？焖偬幚淼男枨�。

3.2.2 生物干化技術(shù)

生物干化利用嗜熱菌群的代謝熱實(shí)現(xiàn)水分蒸發(fā)。武漢某污泥廠的對(duì)比試驗(yàn)表明，添加15%秸稈調(diào)理劑可將堆體溫度提升至75℃，噸處理能耗較熱干化降低82%。但該技術(shù)腐熟周期長(zhǎng)，一般需要21-28天，且在干化過(guò)程中臭氣控制難度大，容易對(duì)周邊環(huán)境造成異味污染。對(duì)于60%含水率的污泥，生物干化過(guò)程中的水分調(diào)控較為復(fù)雜，處理不當(dāng)容易導(dǎo)致干化失敗。

3.3 干化技術(shù)的局限性

帶式干化：污泥易粘附濾帶，堵塞網(wǎng)孔，干化不均，效率低下；

槳葉/圓盤干化：粘稠污泥易在換熱面結(jié)垢，傳熱效率衰減快，清理頻繁；

流化床干化：高粘性污泥難以流態(tài)化，易產(chǎn)生死床和大顆粒團(tuán)聚；

太陽(yáng)能干化：占地面積較大，周期長(zhǎng)（數(shù)周至數(shù)月），受氣候制約嚴(yán)重，易產(chǎn)生臭氣；

熱力直接干化（如轉(zhuǎn)筒）：存在粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)，尾氣處理負(fù)荷大，能耗高。

表1  60%含水率污泥主要干化技術(shù)對(duì)比

4 薄層干化機(jī)用于60%含水率污泥干化的應(yīng)用實(shí)踐

4.1 應(yīng)用背景

寧波鎮(zhèn)海500t/d污泥焚燒處置項(xiàng)目在污泥處置過(guò)程中面臨著提升60%含水率污泥處理效率和質(zhì)量的需求。項(xiàng)目原有的污泥處理系統(tǒng)主要針對(duì)80%含水率污泥設(shè)計(jì)，對(duì)于60%含水率污泥的處理存在諸多不適配之處。為解決這一問(wèn)題，公司決定嘗試采用薄層干化機(jī)對(duì)60%含水率污泥進(jìn)行處置。

4.2 進(jìn)泥方式的調(diào)整

公司原80%污泥進(jìn)泥口無(wú)法滿足60%含水率污泥的進(jìn)料需求。經(jīng)過(guò)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的研究和實(shí)踐，最終采用出風(fēng)口臨時(shí)作為進(jìn)泥口，并使用螺旋輸送機(jī)輸送60%含水率污泥進(jìn)料。這種進(jìn)泥方式的調(diào)整有效解決了進(jìn)料不暢的問(wèn)題，確保了60%含水率污泥能夠順利進(jìn)入薄層干化機(jī)進(jìn)行處置。