汙水汙泥是一種來源於市政或工業汙水處理廠的固體廢（fèi）棄（qì）物，主要（yào）包含水分、灰分和各種有機組分。由於（yú）汙泥有機（jī）物含（hán）量（liàng）高，且（qiě）包含大量的細菌、病（bìng）原（yuán）體和（hé）微生物，並伴隨著惡臭氣體的散（sàn）發，極易對生（shēng）態環境造成（chéng）汙染。汙泥中的水分（fèn）給細菌滋生創造了有利條件，水分也是導致汙泥惡臭、體積（jī）龐大和處理難度高的主因。汙水處理廠（chǎng）排放的汙泥含水率仍然高達80%左右，因此，汙泥脫水幹燥（zào）是實（shí）現汙泥減量化和穩定化（huà），並最終實（shí）現無（wú）害資（zī）源化利（lì）用的關鍵預處理手段。

　　目前，汙泥（ní）幹燥采用的（de）主要（yào）是熱（rè）幹（gàn）燥技術，具有幹燥速（sù）度快、處理量大和占地小等優點，應（yīng）用前景廣闊。根據熱幹燥過程傳熱（rè）機理不同，熱幹燥可分為直接幹燥、間接幹燥和混合（hé）式幹燥。其中，間接幹燥具有尾氣量小和安全性高（gāo）的優點（diǎn）。為降低間接幹燥傳熱阻力，提高幹燥速率，間接攪拌式幹燥設（shè）備如：槳葉式幹化機、圓盤幹（gàn）化機和薄層幹（gàn）化機等得到了廣（guǎng）泛應用。汙泥攪拌過程中的（de）幹燥和傳熱過程複雜，本文以某市政汙泥為（wéi）例，研（yán）究了汙泥在小型槳葉式幹化機內的幹燥特性，並探討了汙泥幹燥過程的溫度變（biàn）化規律。

　　1、實驗部分

　　1.1 實（shí）驗（yàn）物料

　　所用汙泥來自上海某汙水處理廠，含水率為3.6kg水kg-1幹基(DS)。將幹汙（wū）泥研（yán）磨成粉（fěn）末，分別參照國標GB/T212-91和GB/T476-2001對（duì）幹汙泥粉末進行工業和元素分析，采用氧彈量熱儀測量幹汙泥粉末熱值，結果如表1所示。

　　1.2 實驗裝（zhuāng）置及測試方法

　　汙泥的幹燥特（tè）性試驗在1kg/h的小型槳葉式幹化機內完成，試驗裝置如圖1所示。該（gāi）係（xì）統裝置主要由小型槳葉（yè）式幹化（huà）機、加熱溫控裝置、冷凝裝置、真空泵（bèng）和電子天平組成，槳（jiǎng）葉式幹化機的載熱介質為導熱油。在（zài）汙泥幹燥過程中，幹燥尾（wěi）氣通過真空泵引入冷凝（níng）裝置，尾氣中（zhōng）的（de）水蒸氣被冷（lěng）凝下來，並流入放置在電子天平上的玻璃容器（qì）中，根據天平的讀數變化可計算出汙（wū）泥幹燥速率及汙泥（ní）含水率的變化。此外，熱電偶溫度計從幹化機頂蓋位置插入汙泥中，以實時監測汙泥在（zài）幹燥過程（chéng）中的（de）溫度變化趨勢。

　　對汙泥幹燥（zào）冷凝（níng）液的品質（zhì）進行了監測，其中化學需氧量(COD)根據（jù）美國《水和廢水標準監測方法》檢測，五（wǔ）日生化需氧（yǎng）量(BOD5)根據國標GB/T7488-1987檢測，氨氮根據國標GB/T7479-1987檢（jiǎn）測。

　　2、實驗（yàn）結果及討論

　　2.1 汙泥間接攪拌幹燥特（tè）性分析

　　圖2(左)所示為汙泥在160℃和180℃下的幹燥速率隨汙泥含水率的變化曲線，可以（yǐ）看（kàn）出180℃下的汙泥幹燥速率顯著高於160℃。在幹燥的起始階段，汙泥幹燥速率有急（jí）劇的上升，這是由於幹（gàn）燥初始階段汙泥有一個快速升溫（wēn）過程，以及隨之而來的水分蒸發過程;當含（hán）水率降至3.0kg水kg-1DS時，汙泥幹燥速（sù）率開始快速下降，其原因是由於汙泥含水率（lǜ）降低後其粘稠性增大，導（dǎo）致可（kě）攪拌性變差和傳熱阻（zǔ）力提（tí）高。在1.4~2.4kg水kg-1DS含水率（lǜ）區間，汙泥幹燥速率達到低穀，並保持相對穩定，這一區間為汙泥粘滯（zhì）區，汙泥大量粘附在槳葉上，導致傳熱惡化。然而，當含水率（lǜ）低於1.4kg水kg-1DS時，幹（gàn）燥速率又有（yǒu）顯著增加，這（zhè）是由於（yú）汙泥（ní）從槳葉上（shàng）脫落後破碎為小顆粒，汙泥幹燥比表麵積增大。圖2(右（yòu）)所示為160℃和180℃下汙泥（ní）的失重曲線，可以看出160℃時汙泥達到完全幹燥的時間約為4小時，而180℃時完全（quán）幹燥時間約為（wéi）3小時，可見溫度對幹（gàn）燥速率（lǜ）的顯著影響（xiǎng）。

　　2.2 汙泥溫度變化特性分析

　　圖（tú）3所示為不同幹燥溫度下汙泥溫度變化規律曲線，從圖中可以看出，不同幹燥溫度下（xià）汙泥的溫度曲線具有相似的變化規律。在幹（gàn）燥初始階段，汙（wū）泥溫（wēn）度快速從環境溫度升至100℃左右的蒸發溫度，並在（zài）此溫度下維持約30分鍾。這一（yī）階段汙泥傳熱和攪（jiǎo）拌性能好，具（jù）有很高的幹燥速率，對應圖（tú）2中的2.8~3.6kg水kg-1DS含水（shuǐ）率區間。從30~40分（fèn）鍾開始，汙泥溫度開始有明顯的下降，表明汙泥的加熱出現了惡化，這和前麵所述由於傳熱惡化導致幹燥速率降低的結論是一致的。從圖中可以看出，汙泥在低溫段（duàn）要維持較（jiào）長時間，直至汙泥進入顆粒區後，汙泥溫度才得以回升。當汙泥水分接近全（quán）幹燥時，汙泥溫度會超過常壓下（xià）水的飽和溫度，160℃和180℃幹燥時的幹（gàn）汙（wū）泥溫度更（gèng）高 分別可達到135℃和162℃。幹燥末期汙泥（ní）溫度的快速升高是基於兩方麵原因：一方麵，在幹（gàn）燥末期，汙泥中的含水率已降（jiàng）至很低水平（píng），汙泥顆粒表麵甚至已（yǐ）經接近全幹，因（yīn）此會在高溫壁麵的加熱下進一步升溫;另一方麵（miàn），此時汙泥中的間隙水和表麵水已蒸發（fā）完畢，殘留的是內部結合水，具有很大結合能，需要在高溫下才能去除。

　　2.3 汙泥幹燥冷凝液品質分析

　　通（tōng）過（guò）對幹燥氣（qì）體（tǐ）冷凝（níng）液進行收集（jí），並分析了冷凝液（yè）中的pH值、COD值、BOD5和氨氮濃度，結果如表2所示。其中pH為9.3呈堿（jiǎn）性，表明汙泥幹燥過程中（zhōng）有大量堿性揮發（fā）物質釋（shì）放。有研究表（biǎo）明，汙泥幹燥過程（chéng）中會（huì）釋放大量（liàng）氨氣，氨氣極易溶於水，從而使幹燥冷凝液（yè）呈堿性，由表（biǎo）中所示的（de）冷凝液中含有很高濃度的氨氮(167mg/L)也從側麵驗證了幹燥過程中氨氣的大量釋放。冷凝液中COD值和BOD5值分別為430mg/L和150mg/L，表明幹燥過程中（zhōng）還有大量揮發性有機物釋放出來。研究表明，汙泥（ní）在幹燥（zào）過程中還會釋放甲（jiǎ）烷、正己烷和苯等鏈（liàn）烴或芳香烴等有機氣體，這都會導致汙泥中（zhōng）的COD值和BOD5值增（zēng）加。表2中還給出了市（shì）政汙（wū）水處理廠對進水（shuǐ）水質的（de）要求，可以看出，冷凝液的pH值、COD值、BOD5值和氨氮值均顯著高於汙水廠進水水質標準限值。因（yīn）此，幹燥冷凝液必須通過進一步處理或（huò）稀（xī）釋才能夠排放。

　　3、結論

　　本文研究了汙泥在槳葉式幹化機內（nèi）的攪拌幹燥特性，研究結果表明，汙泥在幹燥初始（shǐ）階段具（jù）有很高（gāo）的（de）幹化速率;隨著含水率降低，汙泥進入粘滯區，汙泥傳熱（rè）和攪拌特性惡化，幹化速率顯著（zhe）降（jiàng）低;當含水率低（dī）於粘（zhān）滯區後，汙泥（ní）進入破碎階（jiē）段，幹（gàn）化速率又得（dé）以回升。汙泥的溫度（dù）變化也呈現出現升（shēng）高，後（hòu）降低，再（zài）升高的（de）變（biàn）化趨勢。汙泥幹化冷凝液品質分（fèn）析結果（guǒ）表明，冷凝液中的pH值、COD值（zhí）、BOD5值和氨氮值等指標均（jun1）顯著高於汙水處理廠進水（shuǐ）水質標準，為冷（lěng）凝液的進一步處理指明了方向（xiàng）。(來源：中國汙水處理工程網，上海城投汙水（shuǐ）處理有限公（gōng）司)