20世紀80年代以來，我國大規模建設了現代化汙水處理廠，但汙泥處理壹直被忽視。在歐美等發達國家的汙水處理廠，汙泥處理處置投資占總建設投資的50% ~ 70%。中國，只有20% ~ 50%，中國目前對汙泥處理的投入與西方國家相比還遠遠不夠。
1.介紹
汙泥產生量易受汙水處理能力、汙水來源、處理工藝、處理水平、汙泥脫水程度等因素的影響。結合我國汙水處理行業的快速發展，汙水處理廠的建設和運營預計將大幅增加。未來十年，汙泥產生量將會增加，汙泥處理將成為更加突出的環境問題。只有解決好這個問題，中國才能進行可持續發展。
2.汙泥的特性主要是汙染物。
汙泥的定義壹直有爭議。美國EPA最初的定義:汙泥是指汙水處理過程中獲得的固體、半固體或液體殘留物。世界水環境組織為了準確反映汙水汙泥的利用價值，將汙水汙泥更名為“生物固體”。
2.1汙泥特性。
(1)富含氮、磷、鉀等有機營養物質，以及鈣、鎂、鋅、鐵等多種植物所需的微量元素。
(2)含有較多的致病菌和寄生蟲卵。
(3)重金屬含量相對較高。大多數汙泥富含銅、鋅、鎘、鉻、汞、鉛等。
(4)有機質和矽酸鹽粘土礦物構成汙泥的主要成分，按其比例不同可分為三類:壹類是有機汙泥矽酸鹽粘土礦物；二是土壤汙泥、矽酸鹽粘土礦物、有機質大於有機質；第三，有機土壤汙泥、矽酸鹽粘土礦物和有機質是等價的。汙泥中有有機物存在時，有可利用的熱值。研究表明，汙泥幹基熱值為11 ~ 16mj/kg，含水率低於75%時可自燃。
(5)黑色或深褐色，固體粒徑小，大多小於25微米，密實堆密度約為0.7g/cm3，與水之比為60% ~ 70%。當含水量小於50%時，認為是粘土。幹燥後是比較堅硬的固體，不容易變質。
2.2汙泥的主要汙染物。
(1)病原微生物。汙水處理過程主要包括病原微生物和寄生性病原體。據監測，新鮮汙泥中有上千種病原體，其中含有大量有害寄生蟲，包括沙門氏菌、蛔蟲、腸道病毒等。汙泥中的病原體汙染人或動物的途徑有四種:直接接觸汙泥；通過食物鏈直接接觸汙泥而感染；水源被病原體直接汙染；病原體先汙染土壤，再進入水體，造成水汙染。
(2)氮、磷等營養物汙染。汙泥施入土壤，如果雨量大，土壤疏松，有機質分解速度可能快於植物對N、P的吸收速度。此時，N、P等營養物質會隨著水分流失而容易進入地表水和地下水，造成水體富營養化。
(3)重金屬汙染。城市汙水處理廠汙泥中的重金屬主要包括銅、鉛、鋅、鎳、鉻、汞、鎘等70% ~ 90%的重金屬，在汙水處理過程中通過吸附或沈澱轉移到汙泥中。重金屬主要來自工業生產和生活管道系統。汙泥中的重金屬在地面積累，是限制汙泥大規模土地利用的重要因素。此外，流入河流、湖泊或海洋，或流入土壤中的重金屬元素不能被生物降解，但可以在食物鏈的生物放大作用下富集，對環境造成更大的影響和破壞。
(4)有機高分子汙染。由於汙水來源的多樣性，任何進入環境的有機化合物都可能存在於汙泥中。目前在汙泥中已經發現了332種可能對人體和環境造成危害的有機汙染物，其中42種可以經常檢測到。最常見的汙染物是苯、氯酚等。
3.汙泥幹燥過程的研究
3.1流化床幹燥工藝。在汙泥進入幹燥機之前，切割機專門將汙泥切割成細小顆粒，然後送入流化床幹燥機。流化床幹燥器從下到上基本由三部分組成。它是波紋管的底部，產生流化氣體，形成流化層。每個幹燥器都配有壹個特殊的氣體分布板，用於攪拌惰性流化氣體，使幹燥顆粒保持均勻懸浮。中間部分是換熱器，通過蒸發水的熱量使熱蒸汽或熱油循環進入換熱器；吸盤用於幹燥來自流化床的汙泥顆粒，它負責左上環氣循環氣和汙泥細顆粒以及幹燥器的蒸發水。幹燥機內部溫度為85℃，隨著汙泥逐漸幹燥，密度降低，上升到上部，然後隨著上部抽出的氣體被抽出流化床。流化床和管道的磨損非常嚴重，系統能耗也很高。流化床幹燥器的幹燥能力取決於熱油或蒸汽的溫度。冷卻後，幹燥後的顆粒由密封安裝在惰性氣體環境中的傳送帶送入幹顆粒儲存倉。幹燥系統產生的少量廢氣送至後續處理系統，然後排入大氣。
3.2立式圓盤幹燥工藝。這個過程是加熱熱媒導熱油，導熱油與熱油爐之間進行熱交換，間接將熱量傳遞給汙泥顆粒來幹燥汙泥的施工過程。工作原理:機械脫水後的汙泥被送到汙泥倉，由汙泥泵輸送到塗布機，與返混汙泥混合形成顆粒。在與轉軸連接的耙臂的耙作用下，汙泥顆粒在上盤上做圓周運動，然後從中間甩到外面，再散落在第二盤上。在旋轉耙臂的推動下，汙泥顆粒從幹燥機的上盤通過幹燥機反復旋轉直至底盤，顆粒在盤上運行時直接均勻分布。汙泥顆粒向下逐漸增大，最後形成固體顆粒，也稱珍珠過程。離開幹燥機後，由鬥式提升機向上送至分離料鬥，壹部分顆粒回收混合，其余經冷卻器冷卻至40℃後送至顆粒儲料倉。
3.3直接滾筒幹燥工藝。幹燥機主要由滾筒和翅片螺桿兩部分組成，同時對汙泥進行加熱。其中，滾筒由外燃爐加熱，翅片螺桿通過循環熱油傳熱。滾筒和葉片螺桿的旋轉方向相反，在它們的作用下，汙泥可以不斷幹燥和向前運動。整個滾筒在負壓下運行，因此沒有水蒸氣和灰塵逸出。汙泥通過螺旋推料和加熱逐漸幹燥成顆粒，送入儲泥倉。蒸發出的水蒸氣通過抽風機送至冷凝洗滌吸附系統進行處理。該裝置具有低能耗優點。但也有以下缺點:幹燥機出口能量損失較多；後續治療費用昂貴；存在壹定的火災和爆炸風險。
3.4間接滾筒幹燥工藝。返混後，脫水汙泥由螺旋輸送機輸送至轉鼓，與來自同壹端的熱氣流混合並加熱。在轉鼓的旋轉下，汙泥在氣流中向前運動，並從內鼓轉移到外鼓。在運動過程中，汙泥水分蒸發並形成穩定的圓形顆粒。幹化後的汙泥由螺旋輸送機送入分離器，分離器排出的蒸汽被收集用於熱能再利用，尾氣由生物過濾器處理。顆粒形成後，在氣/固分離中與循環氣體分離，在螺旋冷卻器中冷卻，冷卻的幹燥顆粒通過篩網，細幹汙泥與濕汙泥再次混合。系統特點:在無氧環境下操作，粉塵少；幹化後的汙泥呈顆粒狀，粒徑可控；廢氣離開滾筒後，能量可以回收並得到合理處理。
3.5離心幹燥過程。脫水後的汙泥以細粉的形式從出料口高速排出，並向離心幹燥機中通入高溫空氣，在最短的時間內將細粉汙泥幹燥至含水率20%左右。系統特點:工藝簡單，反應時間短，處理量大，省略了汙泥脫水機和從脫水機到幹燥機的儲存、運輸和輸送裝置。
4.結束語
由於汙泥幹化的重要性，對汙泥幹化的研究應該越來越受到重視。本文通過對汙泥特性和汙泥幹燥過程的壹系列研究，取得了壹定的成果，為今後的研究和工程實例提供了壹定的理論基礎。
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