污水(shui)(shui)污泥(ni)(ni)(ni)是一(yi)種來源于(yu)市(shi)政(zheng)或(huo)工業污水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠的(de)固(gu)體廢棄物，主要包(bao)含水(shui)(shui)分(fen)、灰分(fen)和(he)(he)各種有(you)機(ji)組分(fen)。由(you)于(yu)污泥(ni)(ni)(ni)有(you)機(ji)物含量(liang)(liang)高，且(qie)包(bao)含大量(liang)(liang)的(de)細菌、病原體和(he)(he)微(wei)生(sheng)物，并伴隨著惡(e)臭氣體的(de)散發，極易對生(sheng)態環境造(zao)成污染(ran)。污泥(ni)(ni)(ni)中的(de)水(shui)(shui)分(fen)給(gei)細菌滋生(sheng)創造(zao)了(le)有(you)利(li)條(tiao)件，水(shui)(shui)分(fen)也是導(dao)致(zhi)污泥(ni)(ni)(ni)惡(e)臭、體積龐大和(he)(he)處(chu)理(li)難度(du)高的(de)主因。污水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠排放(fang)的(de)污泥(ni)(ni)(ni)含水(shui)(shui)率仍(reng)然高達80%左(zuo)右，因此，污泥(ni)(ni)(ni)脫水(shui)(shui)干(gan)燥(zao)是實現污泥(ni)(ni)(ni)減量(liang)(liang)化和(he)(he)穩定(ding)化，并最(zui)終實現無害資源化利(li)用(yong)的(de)關鍵預(yu)處(chu)理(li)手段。

　　目前，污(wu)(wu)泥(ni)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)采用(yong)的(de)(de)主要是熱(re)(re)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)技(ji)術，具有干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)速度快、處(chu)理(li)量大(da)和(he)占地小等優點，應(ying)用(yong)前景廣闊。根據熱(re)(re)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)過程傳熱(re)(re)機(ji)(ji)理(li)不同，熱(re)(re)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)可分(fen)為直接(jie)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)、間(jian)接(jie)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)和(he)混合式(shi)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)。其中，間(jian)接(jie)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)具有尾(wei)氣量小和(he)安全性高(gao)的(de)(de)優點。為降低間(jian)接(jie)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)傳熱(re)(re)阻力，提(ti)高(gao)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)速率，間(jian)接(jie)攪(jiao)拌式(shi)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)設備如：槳葉式(shi)干(gan)化機(ji)(ji)、圓盤干(gan)化機(ji)(ji)和(he)薄層(ceng)干(gan)化機(ji)(ji)等得到了(le)廣泛應(ying)用(yong)。污(wu)(wu)泥(ni)攪(jiao)拌過程中的(de)(de)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)和(he)傳熱(re)(re)過程復雜(za)，本文(wen)以某市(shi)政污(wu)(wu)泥(ni)為例(li)，研究(jiu)了(le)污(wu)(wu)泥(ni)在小型(xing)槳葉式(shi)干(gan)化機(ji)(ji)內的(de)(de)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)特性，并探討了(le)污(wu)(wu)泥(ni)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)過程的(de)(de)溫度變(bian)化規律(lv)。

　　1、實驗部分

　　1.1 實驗(yan)物料(liao)

　　所用污泥(ni)來自上海某污水(shui)(shui)處理(li)廠，含水(shui)(shui)率為3.6kg水(shui)(shui)kg-1干(gan)基(DS)。將干(gan)污泥(ni)研(yan)磨成粉(fen)(fen)末(mo)，分別參照(zhao)國標GB/T212-91和GB/T476-2001對(dui)干(gan)污泥(ni)粉(fen)(fen)末(mo)進行工業和元素分析，采用氧彈量熱(re)儀測量干(gan)污泥(ni)粉(fen)(fen)末(mo)熱(re)值，結果(guo)如表1所示(shi)。

　　1.2 實(shi)驗裝置及(ji)測試方法

　　污泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)燥(zao)特性(xing)試(shi)驗(yan)在(zai)1kg/h的(de)(de)(de)(de)小型槳(jiang)葉式(shi)干(gan)(gan)化(hua)機(ji)內完成，試(shi)驗(yan)裝置(zhi)(zhi)(zhi)如圖1所(suo)示。該系統(tong)裝置(zhi)(zhi)(zhi)主要由小型槳(jiang)葉式(shi)干(gan)(gan)化(hua)機(ji)、加(jia)熱(re)(re)溫(wen)控(kong)裝置(zhi)(zhi)(zhi)、冷凝裝置(zhi)(zhi)(zhi)、真空泵和(he)電(dian)子(zi)天平組成，槳(jiang)葉式(shi)干(gan)(gan)化(hua)機(ji)的(de)(de)(de)(de)載熱(re)(re)介質為導(dao)熱(re)(re)油(you)。在(zai)污泥(ni)(ni)干(gan)(gan)燥(zao)過程(cheng)中，干(gan)(gan)燥(zao)尾(wei)氣通過真空泵引入冷凝裝置(zhi)(zhi)(zhi)，尾(wei)氣中的(de)(de)(de)(de)水蒸氣被(bei)冷凝下來，并(bing)流入放置(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)電(dian)子(zi)天平上(shang)的(de)(de)(de)(de)玻璃容器中，根據(ju)天平的(de)(de)(de)(de)讀數變化(hua)可計算出污泥(ni)(ni)干(gan)(gan)燥(zao)速率及(ji)污泥(ni)(ni)含水率的(de)(de)(de)(de)變化(hua)。此(ci)外，熱(re)(re)電(dian)偶溫(wen)度計從干(gan)(gan)化(hua)機(ji)頂蓋位置(zhi)(zhi)(zhi)插入污泥(ni)(ni)中，以實時監測污泥(ni)(ni)在(zai)干(gan)(gan)燥(zao)過程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度變化(hua)趨(qu)勢。

　　對污泥(ni)干燥冷凝液的品質(zhi)進行了(le)監(jian)測(ce)，其中(zhong)化(hua)學(xue)需(xu)氧量(COD)根(gen)據(ju)美(mei)國(guo)《水和廢水標準監(jian)測(ce)方(fang)法》檢(jian)測(ce)，五日生化(hua)需(xu)氧量(BOD5)根(gen)據(ju)國(guo)標GB/T7488-1987檢(jian)測(ce)，氨氮根(gen)據(ju)國(guo)標GB/T7479-1987檢(jian)測(ce)。

　　2、實驗結(jie)果及討論

　　2.1 污(wu)泥(ni)間接(jie)攪拌干燥特性分析(xi)

　　圖(tu)2(左(zuo))所示為(wei)(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)在(zai)(zai)160℃和180℃下(xia)的(de)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)速(su)率(lv)隨污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)含水(shui)(shui)率(lv)的(de)變化曲線(xian)，可以看(kan)出180℃下(xia)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)速(su)率(lv)顯(xian)著(zhu)高(gao)于160℃。在(zai)(zai)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)的(de)起始(shi)階(jie)段，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)速(su)率(lv)有急劇的(de)上升，這是(shi)由于干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)初始(shi)階(jie)段污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)有一個快(kuai)速(su)升溫過程，以及隨之而(er)來(lai)的(de)水(shui)(shui)分蒸發過程;當(dang)含水(shui)(shui)率(lv)降至3.0kg水(shui)(shui)kg-1DS時(shi)(shi)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)速(su)率(lv)開(kai)始(shi)快(kuai)速(su)下(xia)降，其原因是(shi)由于污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)含水(shui)(shui)率(lv)降低(di)后其粘(zhan)稠性增大，導致可攪拌性變差和傳熱阻(zu)力提高(gao)。在(zai)(zai)1.4~2.4kg水(shui)(shui)kg-1DS含水(shui)(shui)率(lv)區(qu)間(jian)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)速(su)率(lv)達到(dao)低(di)谷，并保持相(xiang)對穩定，這一區(qu)間(jian)為(wei)(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)粘(zhan)滯區(qu)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)大量(liang)粘(zhan)附在(zai)(zai)槳(jiang)葉上，導致傳熱惡化。然(ran)而(er)，當(dang)含水(shui)(shui)率(lv)低(di)于1.4kg水(shui)(shui)kg-1DS時(shi)(shi)，干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)速(su)率(lv)又有顯(xian)著(zhu)增加，這是(shi)由于污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)從槳(jiang)葉上脫(tuo)落后破碎為(wei)(wei)(wei)小(xiao)顆粒(li)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)比表(biao)面積增大。圖(tu)2(右(you))所示為(wei)(wei)(wei)160℃和180℃下(xia)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)失重曲線(xian)，可以看(kan)出160℃時(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)達到(dao)完(wan)全干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)的(de)時(shi)(shi)間(jian)約為(wei)(wei)(wei)4小(xiao)時(shi)(shi)，而(er)180℃時(shi)(shi)完(wan)全干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)時(shi)(shi)間(jian)約為(wei)(wei)(wei)3小(xiao)時(shi)(shi)，可見溫度對干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)速(su)率(lv)的(de)顯(xian)著(zhu)影(ying)響。

　　2.2 污(wu)泥(ni)溫度變化(hua)特性(xing)分(fen)析

　　圖(tu)(tu)3所(suo)示為不(bu)同干(gan)(gan)燥(zao)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)(xia)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)溫(wen)(wen)度(du)變化規律曲線，從圖(tu)(tu)中可以看(kan)出(chu)，不(bu)同干(gan)(gan)燥(zao)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)(xia)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)溫(wen)(wen)度(du)曲線具(ju)有(you)(you)相似的(de)變化規律。在(zai)干(gan)(gan)燥(zao)初始(shi)(shi)階段，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)溫(wen)(wen)度(du)快速(su)從環境(jing)溫(wen)(wen)度(du)升(sheng)至100℃左(zuo)右的(de)蒸發溫(wen)(wen)度(du)，并在(zai)此(ci)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)(xia)維持(chi)約30分(fen)鐘(zhong)。這一(yi)(yi)階段污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)傳熱和攪拌性(xing)能(neng)(neng)好(hao)，具(ju)有(you)(you)很高(gao)的(de)干(gan)(gan)燥(zao)速(su)率，對應圖(tu)(tu)2中的(de)2.8~3.6kg水(shui)kg-1DS含(han)水(shui)率區間(jian)。從30~40分(fen)鐘(zhong)開始(shi)(shi)，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)溫(wen)(wen)度(du)開始(shi)(shi)有(you)(you)明(ming)顯(xian)的(de)下(xia)(xia)(xia)降(jiang)，表(biao)(biao)明(ming)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)加熱出(chu)現(xian)了(le)惡化，這和前面(mian)(mian)所(suo)述由于傳熱惡化導致(zhi)干(gan)(gan)燥(zao)速(su)率降(jiang)低(di)(di)的(de)結論是一(yi)(yi)致(zhi)的(de)。從圖(tu)(tu)中可以看(kan)出(chu)，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)段要(yao)(yao)維持(chi)較(jiao)長時間(jian)，直至污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)進(jin)(jin)入顆粒區后，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)溫(wen)(wen)度(du)才(cai)得以回升(sheng)。當污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)水(shui)分(fen)接近全干(gan)(gan)燥(zao)時，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)溫(wen)(wen)度(du)會超過常壓下(xia)(xia)(xia)水(shui)的(de)飽和溫(wen)(wen)度(du)，160℃和180℃干(gan)(gan)燥(zao)時的(de)干(gan)(gan)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)溫(wen)(wen)度(du)更(geng)高(gao)分(fen)別可達到135℃和162℃。干(gan)(gan)燥(zao)末(mo)期(qi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)溫(wen)(wen)度(du)的(de)快速(su)升(sheng)高(gao)是基于兩方面(mian)(mian)原因：一(yi)(yi)方面(mian)(mian)，在(zai)干(gan)(gan)燥(zao)末(mo)期(qi)，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中的(de)含(han)水(shui)率已(yi)降(jiang)至很低(di)(di)水(shui)平(ping)，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)顆粒表(biao)(biao)面(mian)(mian)甚至已(yi)經接近全干(gan)(gan)，因此(ci)會在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)壁面(mian)(mian)的(de)加熱下(xia)(xia)(xia)進(jin)(jin)一(yi)(yi)步升(sheng)溫(wen)(wen);另一(yi)(yi)方面(mian)(mian)，此(ci)時污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中的(de)間(jian)隙水(shui)和表(biao)(biao)面(mian)(mian)水(shui)已(yi)蒸發完畢，殘留的(de)是內(nei)部結合水(shui)，具(ju)有(you)(you)很大結合能(neng)(neng)，需要(yao)(yao)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)(xia)才(cai)能(neng)(neng)去除。

　　2.3 污泥干燥冷凝液(ye)品質分析(xi)

　　通(tong)過(guo)(guo)對干(gan)(gan)燥(zao)氣(qi)體冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)液(ye)進(jin)行收集，并(bing)分析了(le)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)pH值(zhi)、COD值(zhi)、BOD5和氨(an)(an)氮濃(nong)度，結果如表2所示(shi)。其中(zhong)(zhong)pH為(wei)(wei)9.3呈堿(jian)性，表明(ming)污(wu)泥(ni)干(gan)(gan)燥(zao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)有(you)大(da)(da)量(liang)堿(jian)性揮(hui)發物質(zhi)(zhi)釋(shi)(shi)放(fang)。有(you)研究表明(ming)，污(wu)泥(ni)干(gan)(gan)燥(zao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)會釋(shi)(shi)放(fang)大(da)(da)量(liang)氨(an)(an)氣(qi)，氨(an)(an)氣(qi)極易溶于(yu)水(shui)，從而使干(gan)(gan)燥(zao)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)液(ye)呈堿(jian)性，由表中(zhong)(zhong)所示(shi)的(de)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)液(ye)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)很高(gao)濃(nong)度的(de)氨(an)(an)氮(167mg/L)也從側面(mian)驗證(zheng)了(le)干(gan)(gan)燥(zao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)氨(an)(an)氣(qi)的(de)大(da)(da)量(liang)釋(shi)(shi)放(fang)。冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)液(ye)中(zhong)(zhong)COD值(zhi)和BOD5值(zhi)分別(bie)為(wei)(wei)430mg/L和150mg/L，表明(ming)干(gan)(gan)燥(zao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)還(huan)有(you)大(da)(da)量(liang)揮(hui)發性有(you)機物釋(shi)(shi)放(fang)出來。研究表明(ming)，污(wu)泥(ni)在干(gan)(gan)燥(zao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)還(huan)會釋(shi)(shi)放(fang)甲(jia)烷、正己(ji)烷和苯等鏈烴或芳(fang)香烴等有(you)機氣(qi)體，這都會導致污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)的(de)COD值(zhi)和BOD5值(zhi)增加。表2中(zhong)(zhong)還(huan)給出了(le)市政污(wu)水(shui)處理(li)廠對進(jin)水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)的(de)要求，可以看出，冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)液(ye)的(de)pH值(zhi)、COD值(zhi)、BOD5值(zhi)和氨(an)(an)氮值(zhi)均顯著高(gao)于(yu)污(wu)水(shui)廠進(jin)水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)標準限值(zhi)。因此(ci)，干(gan)(gan)燥(zao)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)(ning)液(ye)必(bi)須通(tong)過(guo)(guo)進(jin)一步處理(li)或稀釋(shi)(shi)才能夠排(pai)放(fang)。

　　3、結論

　　本文研究(jiu)了污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)在槳葉(xie)式干(gan)(gan)化(hua)(hua)機內的(de)攪拌干(gan)(gan)燥(zao)特性，研究(jiu)結果(guo)表(biao)明，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)在干(gan)(gan)燥(zao)初始(shi)階段(duan)具有(you)很高(gao)(gao)的(de)干(gan)(gan)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv);隨著含水(shui)率(lv)降(jiang)低(di)，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)進(jin)入粘滯區，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)傳熱和攪拌特性惡(e)化(hua)(hua)，干(gan)(gan)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv)顯著降(jiang)低(di);當含水(shui)率(lv)低(di)于粘滯區后，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)進(jin)入破碎階段(duan)，干(gan)(gan)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv)又得以回升。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)溫(wen)度變化(hua)(hua)也呈現(xian)出現(xian)升高(gao)(gao)，后降(jiang)低(di)，再升高(gao)(gao)的(de)變化(hua)(hua)趨(qu)勢。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干(gan)(gan)化(hua)(hua)冷凝液品質(zhi)分(fen)析(xi)結果(guo)表(biao)明，冷凝液中的(de)pH值(zhi)(zhi)、COD值(zhi)(zhi)、BOD5值(zhi)(zhi)和氨氮值(zhi)(zhi)等指(zhi)標(biao)均顯著高(gao)(gao)于污(wu)(wu)水(shui)處理廠進(jin)水(shui)水(shui)質(zhi)標(biao)準，為冷凝液的(de)進(jin)一步(bu)處理指(zhi)明了方向。(來源：中國(guo)污(wu)(wu)水(shui)處理工程網，上海(hai)城投(tou)污(wu)(wu)水(shui)處理有(you)限(xian)公(gong)司)