黄建如，李星星
（宁波涌开生物质能源有限公司，江苏博骏环境科技有限公司）
摘要：随着污水处理规模的不断扩大，污泥处置问题日益凸显。含水率60%的污泥在处置过程中面临诸多挑战，干化处理成为提升其后续处置效率与环保效益的关键环节。本文深入探讨了60%含水率污泥干化的必要性，对比分析了多种干化方式的局限性，并以宁波镇海500t/d污泥干化焚烧处置项目薄层干化机运行为例，详细阐述了薄层干化机在处理60%含水率污泥方面的实际应用及显著优势，旨在为污泥处置行业提供新的技术参考与实践经验。
1 引言
近年来，我国污水处理事业发展迅速，据生态环境部统计，2023年我国市政污泥年产量突破8000万吨（按含水率80%计）。经过初步脱水后，大量污泥的含水率处于60%左右。这类污泥若处置不当，不仅占用大量土地资源，还会因其中含有的病原体、重金属等污染物引发环境污染问题，对生态环境和人体健康构成潜在威胁。因此，寻求高效、环保的60%含水率污泥处理技术迫在眉睫。
2 60%含水率污泥干化的必要性
2.1 减量化需求
相对于含水率80%的污泥，含水率60%的污泥体积缩小约50%，给后续的运输、储存带来方便。但60%含水率污泥由于前段处置（板框压滤）工艺特性，决定其形状成块成团状，不宜后续焚烧处置。研究表明，当污泥含水率从60%降至30%时，其体积可减少约60%（如图1所示）。通过干化降低污泥含水率，能显著减少污泥的体积和重量，降低运输成本和储存空间需求，为后续焚烧处置创造有利条件。
2.2 稳定化与无害化
60%含水率的污泥中微生物活动仍然较为活跃，易产生恶臭气味，且存在病原体传播风险。干化过程能够通过加热使污泥中的有机物质发生化学反应，氧化有毒有害污染物，如多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）等，同时杀灭致病菌等微生物，实现污泥的稳定化和无害化，减少环境污染风险。
2.3 资源化利用基础
干化后的污泥可保留一定的热值和营养成分，为后续的资源化利用奠定基础。例如，本次研究项目的干化污泥可作为燃料用于焚烧发电，产生的热量可回收利用；也可经过进一步处理作为土壤改良剂用于农业生产等。而60%含水率的污泥直接资源化利用难度较大，干化处理是实现污泥资源化的关键前置步骤。
3 60%含水率污泥现有干化方式及局限性
3.1 热力干化
3.1.1 圆盘/桨叶式干化
圆盘/桨叶式干化采用间接加热方式，通过盘片内饱和蒸汽换热实现污泥脱水。某处理量50t/d的装置蒸汽消耗约1.3t/tDS，尾气经冷凝后可回收40%的热能。虽然该技术系统运行相对稳定，且能将污泥含水率降至10%以下，适合焚烧协同处置场景，但出泥颗粒较难控制，容易出现原60%含水率污泥的块状物，且由于干化过程加热时间长（约3h），容易产生大量粉尘，存在粉尘爆炸风险，对设备的安全防护要求较高。
3.1.2 其他热力干化方式
如流化床干化等，虽然传热传质效率较高，但同样存在设备复杂、能耗大、投资成本高的问题。同时，对于60%含水率的污泥，在进料过程中容易出现团聚、堵塞等现象，影响干化效果和设备的连续运行。
3.2 非热干化
3.2.1 太阳能温室干化
在日照充足地区，采用双层ETFE膜结构温室，配合智能翻抛系统，可将污泥含水率从80%降至40%。然而，该技术受气候制约明显，冬季效率下降60%以上，需配置应急热源，且占地面积大，对于土地资源紧张的地区并不适用。对于60%含水率的污泥，其干化周期也相对较长，难以满足大规模快速处理的需求。
3.2.2 生物干化技术
生物干化利用嗜热菌群的代谢热实现水分蒸发。武汉某污泥厂的对比试验表明，添加15%秸秆调理剂可将堆体温度提升至75℃，吨处理能耗较热干化降低82%。但该技术腐熟周期长，一般需要21-28天，且在干化过程中臭气控制难度大，容易对周边环境造成异味污染。对于60%含水率的污泥，生物干化过程中的水分调控较为复杂，处理不当容易导致干化失败。
3.3 干化技术的局限性
带式干化：污泥易粘附滤带，堵塞网孔，干化不均，效率低下；
桨叶/圆盘干化：粘稠污泥易在换热面结垢，传热效率衰减快，清理频繁；
流化床干化：高粘性污泥难以流态化，易产生死床和大颗粒团聚；
太阳能干化：占地面积较大，周期长（数周至数月），受气候制约严重，易产生臭气；
热力直接干化（如转筒）：存在粉尘爆炸风险，尾气处理负荷大，能耗高。
表1 60%含水率污泥主要干化技术对比
|
干化技术 |
适应性（60%含水率污泥） |
主要局限性 |
能耗水平 |
粉尘控制 |
|
带式干化 |
差 |
粘带、堵塞、效率低 |
中等 |
中等 |
|
圆盘/桨叶干化 |
中 |
结垢、传热衰减、需频繁清理 |
中等偏高 |
底至中等 |
|
流化床干化 |
差 |
流化困难、易结块、死床 |
高 |
高（需除尘） |
|
太阳能干化 |
中（场地允许） |
周期长、占地大、受气候影响大 |
底 |
低（有臭气） |
|
热力直接干化 |
中 |
粉尘爆炸风险、尾气处理复杂 |
高 |
高（需除尘） |
|
薄层干化 |
优 |
需优化进料（高粘性） |
中等 |
极低 |
4 薄层干化机用于60%含水率污泥干化的应用实践
4.1 应用背景
宁波镇海500t/d污泥焚烧处置项目在污泥处置过程中面临着提升60%含水率污泥处理效率和质量的需求。项目原有的污泥处理系统主要针对80%含水率污泥设计，对于60%含水率污泥的处理存在诸多不适配之处。为解决这一问题，公司决定尝试采用薄层干化机对60%含水率污泥进行处置。
4.2 进泥方式的调整
公司原80%污泥进泥口无法满足60%含水率污泥的进料需求。经过技术团队的研究和实践，最终采用出风口临时作为进泥口，并使用螺旋输送机输送60%含水率污泥进料。这种进泥方式的调整有效解决了进料不畅的问题，确保了60%含水率污泥能够顺利进入薄层干化机进行处置。
