淺析污泥低溫干化設備生產運行表現
——以某市經濟開發區污水處理廠為例

梁華杰 王 杰 孟建國 湯富俊

（光大水務 （深圳） 有限公司，廣東 深圳 518033）

污泥干化是實現污泥含水率降低的有效方法，是污泥處理處置及資源化利用的前提。污泥低溫干化技術是一種新型干化技術，利用熱泵技術將干燥過程排放廢氣中的水蒸氣冷凝釋放的潛熱轉化為通過冷凝器的顯熱，對污泥進行干化。近年來，國內外研究學者對污泥低溫干化的應用研究取得了新的進展[1]。熱泵干燥技術從低溫熱源吸取熱量并轉移到溫度相對較高的烘干房中，對物料進行干燥，不僅節能高效，而且能為污泥干化解除地域限制，具有很大的應用前景[2]。

1 項目概況

某市經濟開發區污水處理廠主要處理區內化工企業排放的廢水，一期日處理規模達到1 萬m3/d，二期工程建設規模為1 萬m3/d，污水處理采用初沉+厭氧水解+A/O （PACT）生化池＋二沉＋混凝沉淀＋臭氧氧化＋BAF+纖維過濾＋消毒工藝，污水經處理后尾水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 （GB 18918—2002） 一級A標準。

污泥經離心脫水含水率達到80%左右，再經污泥低溫干化處理，使污泥含水率降至20%～30%，送往固廢處理有限公司焚燒處置。污泥經干化處理后，減量化達到70%，大大減少了該廠污泥外運處置的成本。

2 生產應用表現

2.1 工藝流程

污泥經離心脫水后，由螺旋輸送機送入污泥料倉，再由2臺 （1用1備） 污泥螺桿泵將污泥送入2臺污泥低溫干化設備中，每臺污泥低溫干化設備設計日處理污泥5 m3（含水率80%）。污泥經成型形成Φ5 mm左右的面條狀，污泥敷設厚度5～10 cm[3]。熱泵干化設備內污泥停留時間約2～3 h，干化后含水率可降低至20～30%。其工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 污水廠脫水污泥干化減量化流程圖

2.2 干化效果

受離心脫水機性能的影響，該廠脫水污泥含水率波動較大，波動范圍在70%～90%之間。由于污泥低溫干化設備需對污泥進行成型處理，含水率大幅度變化對污泥成型裝置的運行造成挑戰。

根據現場實現運行，污泥成型裝置運行基本穩定，處理量達到設計要求。干化后污泥的含水率也有所波動，總體來看，干化后污泥的含水率可控制在10%～40%之間，能夠較好地與后續處置如焚燒等工藝相結合[4]。

如要求較嚴格的控制干化污泥含水率的變化，會對設備的干化處理能力造成影響。

干化前后污泥含水率變化如圖2所示。

圖2 干化污泥含水率表現

2.3 能耗表現

本文以除濕能效 （SMER，kg/kWh） 來表征污泥低溫干化設備的能耗表現，除濕能效是指每消耗單位電量所去除的水分質量。除濕能效主要受濕污泥含水率、干污泥含水率、運行方式及環境溫度等因素影響。

運行期間，重點對比了干化污泥含水率對除濕能效的影響。通過調整低溫干化設備運行參數設置，將干化污泥含水率控制在20%或30%左右，分別考察其對除濕能效的影響。

（1） 保持出泥含水率為30%左右，連續5 d進行采樣分析，測試情況如圖3所示。

圖3 干化污泥含水率為30%的能效表現

測試運行時間5 d，總計處理污泥量14.98 t，產生干泥量3.44 t，合計除濕量11.54 t。測試期間平均能效比3.33 kg/kWh。

（2） 保持出泥含水率為20%左右，連續4天進行檢測分析，測試情況如圖4所示。

圖4 干化污泥含水率為20%的能效表現

測試運行時間4 d，總計處理污泥量9.57 t，產生干泥量1.97 t，合計除濕量7.51 t。測試期間平均能效比2.94 kg/kWh。

根據測試對比結果，干化污泥的含水率對低濕干化設備的除濕能效有較大影響，干化污泥的含水率較低，其除濕能效也較大，建議在允許的條件下，控制較高的干化污泥含水率。由于受污泥成型裝置處理能力的影響，本次測試未能進一步測試更高干泥含水率的表現。

2.4 環境影響

污泥低溫干化設備運行對環境影響較小。污泥干化冷凝水出水清潔，除氨氮指標外，基本可達到目前國內最嚴格的地標排放標準，如表1所示。

表1 干化冷凝水出水檢測指標

低溫干化是抑制污泥臭氣污染物排放的有效措施[5]。由于干化溫度控制在70 ℃左右，該設備異味控制較好，運行期間基本無臭氣外溢，生產現場未設置專門的臭氣控制措施。

廢水和廢氣排放指標遠遠低于常規熱干化工藝[6-7]。

3 運行管理要點

3.1 氣溫的影響

從原理上講，本設備采用閉式循環運行，環境溫度對設備的運行影響較小，溫度對設備的影響主要體現在物料的溫度變化上。但從實際測試來看，溫度對設備運行的影響與運行方式有很大的影響。在測試期間，由于曾經采用間斷生產方式，每天8：00到17：30運行，夜間熱量散發，早晨啟動時再將溫度提升到預定溫度，需要產生額外的能耗，造成設備能效下降。此外，污泥低溫干化機本身存在密閉不良的問題，需要在制造工藝上進行進一步的優化。

3.2 空氣濾網的影響

測試過程中發現，濾網的清潔度對設備總體效能有較大的影響。以連續2 d之間的數據對比，8日除濕能效參數3.09 kg/kWh，9日進行了濾網清理之后除濕能效提升到了3.19 kg/kWh。

濾網的影響主要體現在以下幾個方面：①對風機能耗的影響，增加了風機克服風阻的無效做功；②對壓縮機能耗的影響，由于濾網阻力增大，導致循環和除濕風量及風速減小，從而降低了冷凝器和蒸發器的換熱效率，增大了壓縮機排氣壓力、吸氣壓力降低、壓縮比增大，影響壓縮機的正常運行工況，導致能耗增加和壓縮機高壓、過流報警頻率。如何減小濾網的風阻是需要關注的重要一點。

3.3 污泥成型裝置的卡堵

污泥成型裝置的卡堵是污泥低溫干化設備最常見的故障，卡堵后污泥無法正常進行干化，需及時停機清掏，造成干化設備不能連續運行，增加了現場操作工作量

為了防止污泥成型裝置的卡堵，除了防止異物混入污泥外，還需增加成型裝置的動力余量，并針對卡堵現象設置可退縮裝置。

4 結語

（1） 污泥低溫干化設備用于含水率70%～90%的濕污泥的干化處理，干化后污泥含水率可以達到20%以下，最低可以做到10%左右，適用面較廣。（2） 整體來說濕污泥含水率越高能效越高，濕污泥含水率的變化對污泥成型機的表現會成一定影響，但對設備能效影響較小。（3） 干泥含水率對設備能效影響較大，干泥含水率越低，能效越低。（4） 本設備的整體能效較高smer最高可達3.3以上。（5） 使用時需重視污泥成型裝置的選型匹配。