0、引 言
随着社会经济和城市化的发展，我国城市及工业污水排放量逐年上升，到2005年，全国工业及生活污水排放总量已经上升至524.5亿t，其中工业废水221.1亿t，生活污水261.3亿t，比2003年上升了14.2%。与此同时，污水处理设施也在不断增加，2005年全国废水治理设施达69 231套，比2003年增加了6.3%。2005年城市污水的处理率为39.4%，城市工业废水处理率为99.4%，如果按每万吨废水产10 t脱水污泥的话，2005年的脱水污泥排放量达3227万t，而且逐年上升，富通新能源生产销售的
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气流式烘干机等干燥烘干机械设备。
污泥热干化处理法是一种污泥减量化、资源化的有效方法，其手段多种多样，包括直接接触式热干化法和间接接触式热干化法。间接接触式热干化法由于热效率高、尾气排放低等优点而日益受到重视，浆叶式烘干机就是一种有效的间接接触式热干化设备，本文研究了污泥在浆叶式烘干机内的干化特性。
1、实验设备及检测装置
污泥烘干系统由桨叶式污泥烘干机、导热油炉、油泵、电机和电控柜组成，桨叶式烘干机烘干面积2m2，作为传热介质的导热油采用电阻丝加热，传热机构由一对空心热轴和加热烘干机机体的热夹套组成，湿污泥由进料口进入烘干机，空心热轴通过电机带动搅拌污泥，导热油通过空心热轴以及夹套将热量传递给湿污泥。
2、原料准备
本实验的对象为来自某生活污水处理厂的生活污泥，初始含水率为79. 63%，其工业分析和元素分析如表l所示。
3、实验结果及讨论
3.1污泥在热重仪内的烘干特性
污泥中的水分主要由自由水、间隙水、毛细结合水、表面结合水和分子结合水组成‘纠，其中自由水在机械脱水阶段已经被脱除，因此污泥的热烘干特性主要反应间隙水和结合水在加热条件下的脱水特性。实验首先研究了单污泥颗粒的失重曲线，将脱水污泥制成直径为2 cm的圆球，在热重仪内观察其不同温度下的失重曲线，如图3所示。随着温度升高，污泥的失重时间明显缩短，污泥颗粒在150℃下的失重时间为8500s，在200℃时的失重时间为5000s．烘干时间减少了41.2%。图4为三条失重曲线对应的失重速率曲线，初始阶段由于污泥颗粒进入失重仪后，颗粒温度从环境温度上升至炉内温度，因此失重速率逐渐提高，在此之后，污泥的失重速率几乎呈直线下降，这主要取决于两个因素。首先，由于污泥在失重过程中，往往是靠近颗粒外表面的水分先脱除掉，当烘干界面不断往颗粒内部收缩时，水分析出的扩散阻力也不断加大；其次，间隙水、毛细结合水、表面结合水和分子结合水与污泥颗粒的结合强度逐级增大，因此在热烘干过程中必然导致失重速率逐渐下降。
3.2污泥在桨叶式烘干机内的烘干过程
3.2.1 热轴转速的影响
将污泥从桨叶式烘干机的左端进料口连续给人，烘干机的两根热轴在调速电机的带动下缓慢转动，连续不间断地对污泥进行搅拌，同时污泥在叶片的带动下在烘干机内缓缓前行，采用桨叶式烘干机边搅拌边烘干污泥，污泥的受热面不断改变，污泥受热更加均匀。通过桨叶片的搅拌，使得污泥有效克服了第一个因素对失重速率的抑制作用。图5是在相同的导热油温下，不同热轴转速下污泥的含水率沿烘干机身的变化；热轴转速提高两倍后，污泥的出口含水率由42%上升到了60%，可见热轴转速对烘干机出口污泥含水率有很大影响，这是由于桨叶片在污泥烘干过程中发挥着搅拌、传热和推动三大功能，而热轴转速和叶片对污泥的推动作用成正比，热轴转速提高之后，污泥在烘干机内的行进速度加快，导致在烘干机内的停留时间缩短，出口含水率提高。
3.2.2导热油温的影响
图6为导热油温对污泥含水率的影响，由图可知污泥含水率对导热油温的变化也很敏感，导热油温度从160℃上升至200℃，烘干机出口污泥的含水率由54%下降至32%。而且污泥沿机身的含水率曲线呈上凹形，这是由于蒸发相同的水分，高水分污泥的含水率下降百分比比低水分污泥的含水率下降百分比低的缘故。由于导热油温和热轴转速对污泥干化效果都有显著的影响，因此，在实际工程应用中，需要综合考虑烘干机的转速和导热油温对污泥烘干过程的影响，使得污泥在桨叶式烘干机内的烘干过程达到最优化。
3.2.3烘干速率
由于污泥在烘干机内的不同位置含水率不同，污泥的形态及外形尺寸也不一样，叶片和污泥之间的传热效果也有所区别，因此沿机身方向污泥烘干的速率也必然不同。图7为不同导热油温下污泥的烘干速率沿机身的变化，由图可知，在三种烘干温度下，污泥的烘干速率沿机身的变化趋势是先变大后变小，这和单颗粒污泥在热重仪内的烘干速率曲线有一定相似之处。分析其原因，初始阶段烘干速率的增加可能是污泥进入烘干机后温度逐渐上升，因此烘干速率得到很大提升，进入烘干后期，随着污泥含水率逐渐降低，水分和污泥间的结合强度逐渐增大，因此烘干速率随之降低。当然，这并不能完全解释其原因，由于烘干过程污泥形态也不断变化，而且烘干机首尾导热油温也不同，烘干系统传热系数也必然随着机身不断变化，这将在后续的工作中进一步深入研究。
4、小结
(1)桨叶式烘干机的热轴转速对污泥的烘干有很大影响，随着热轴转速提高，污泥在烘干机内停留时间缩短，污泥出口含水率提高。
(2)随着导热油温的升高，污泥沿机身的含水率明显降低，实际工程应用中需要综合考虑烘干机的转速和导热油温对污泥烘干过程的影响，使污泥在桨叶式烘干机内的烘干过程达到最优化。
(3)污泥的烘干速率沿机身的变化趋势是先变大后变小，和单颗粒污泥在热重仪内的烘干速率存在一定的相似性。
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