[发明专利]一种污泥干化方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种固体废弃物的干化处理技术，尤其涉及一种污泥干化方法。

背景技术

据中国水网最近出炉的《中国污泥处理处置市场分析报告2011版》披露，截至2010年年底，全国城镇污水处理量达到343亿立方米，从各种污水处理中产生的污泥主要有城市污泥、造纸污泥、印染污泥等。脱水污泥产生量接近2200万吨/每年，而且其中有80%没有得到妥善处理，其含水率普遍在80%，要进一步进行焚烧、堆肥、填埋等处理或者作为建材再利用时，必须对污泥进行干化处理。

目前，污泥的干化工艺主要有烘干法、太阳能干燥法和生物干化技术。

烘干法是利用烘干滚筒、流化床、干燥塔等，通过燃烧煤、矿物油等产生热气流，把热气流通入机器，把污泥的水分蒸发掉。这种工艺耗费大量的能源，而且会产生大量的废气，处理成本高。

太阳能干燥法是在密封透明的太阳能温室里，把污泥摊薄，利用太阳能的热量，把污泥的水分蒸发掉。这种工艺占地面积大，处理量少，需密封的空间面积也大，建筑成本高，并且实际的密封效果也不好。

不管是烘干工艺还是太阳能干化工艺，其实质都是通过外部热源，把高含水率的污泥加温，从而使里面的水分蒸发掉，这其中都有一个热传导的过程，也存在热效率低下的问题，现在，大部分采用这两种工艺的研究都在提高热效率上探讨，但无论怎么提高，烘干工艺耗费大量的能源，而且会产生大量的废气，处理成本高，从而制约了其发展，而太阳能的利用占地面积大，处理量少，需密封的空间面积也大，建筑成本高，并且实际的密封效果也不好，又受到地理和气候的影响，同时热效率也受到限制，而难以推广，因此，在污泥的干化中，利用外热源的工艺始终难以推广。

生物干化技术是利用污泥发酵时产生的热能，把污泥的水分蒸发掉，从而达到干化。发酵是指在人工控制的条件下，通过微生物的作用，使有机物混合物不断被降解，在这过程中产生出大量的生物热能，把有机物混合物的水分不断蒸发，并使有机物混合物稳定化的过程。

目前采用生物干化技术干化污泥已有使用，但现有的生物干化技术仍停留在污泥本身产生发酵热上面，大部分的研究是在如何保证发酵的外部条件上研究，比如：保证氧气的供应而研究加氧系统，保证发酵的均匀性而研究翻堆机的效率，为改善工作条件而研究工艺的自动化和生产场地的密闭。没有从发酵的源动力方面提供研究和解决方案。

生物发酵过程中，要蒸发一定量的水分，必须要有一定量的热能，要产生一定量的热能，必须消耗一定量的能量，要提供一定量的能量就需要有一定量的能量物质；外部的通风、加氧、翻堆等操作都只能保证发酵能更充分进行，污泥本身的能量可以更充分地产生热能，但如果污泥本身没有足够的能量，外部条件再好再充分也无法产生足够的发酵热能，就无法实现发酵过程的良性和持续的循环，最终无法实现污泥的干化目标。

现在采用生物干化技术干化污泥的工厂，都需要就污泥本身先做大量的、复杂的发酵试验，如果发酵能维持，就采用生物干化技术，如果不能维持，就只能采用其他干化方式，或者盲目加进一些其他物质增加发酵效果。通过实际的污泥发酵试验来试探污泥的发酵提供热量的情况，这使得现有的采用生物干化技术干化污泥存在很大的盲目性和偶然性，就发酵来说，大部分的污泥本身的能量是不够的，包括造纸污泥、印染污泥、电镀污泥等，由于其自身发酵能量不够，不足以由自身发酵产生足够的热能把更多的水分蒸发掉，因此，很少见到成功采用生物干化技术干化所述污泥。即使有的工厂往污泥中添加能量物质提高发酵的程度，但也是凭经验和没有依据的试验，盲目地摸索进行，没有根据能量平衡的原理分析和创造性地提供精确科学的研究和解决技术方案。

在利用污泥进行发酵中，影响发酵的各种参数可能发生很大的变化。如何根据能量平衡的原理分析计算和创造性地科学解决改善能量物质的构成、维持发酵、保证提供蒸发水分所需的热量，并最终实现污泥的干化的技术问题，是本技术领域亟待解决的技术难题，也是环境保护对本技术领域提出的重要技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有污泥生物干化技术的不足，提供了一种基于公式的污泥干化方法，简单易行地确定生物干化关键因素的控制和调整，实现高水分含量污泥的干化。

本发明的另一个目的是提供所述方法的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种基于公式的污泥干化方法，包括以下步骤：

（1）计算；确定待干化处理的污泥的总量R、原始含水率Q1、热值M，明确干化处理后最终含水率Q2，计算出以下数值：