中文摘要：

城市污泥最显著的特征是含水率高，经过浓缩与消化后的污泥含水率仍然高达90～92%，经过机械脱水后的污泥滤饼含水率为70%～85%。由于污泥含水率高，体积庞大，为污泥的处理带来经济上和技术上的困难。降低污泥含水率是对污泥进行无害化、减量化处理的关键和资源化利用的前提。本项目采用过热蒸汽多效联合干燥技术对污泥进行干化处理，把后一级干燥产生的多余蒸汽用于前一级干燥，使得干燥过程产生的多余蒸汽的潜热得到充分利用，符合能量的梯级利用原理，解决城市污泥干燥过程中普遍存在的能耗高、效率低的难题。利用过热蒸汽作为干燥介质还可以降低NOx，SOx等有毒气体的产生和污泥干化过程产生爆炸的危险。此外，过热蒸汽干燥过程中产生的水蒸气冷凝后可排放到污水处理系统中去，干化过程产生的废气仅为不可冷凝的气体，极大地降低了污泥干化过程废气处理的难度和成本。

结论摘要：

随着我国污水处理量的增加，污泥年产量将很快突破3000万吨。机械脱水污泥的含水率仍然高达70～80%，降低含水率是污泥无害化、减量化处理的关键及资源化利用的前提。过热蒸汽干燥适合含水率高、数量巨大、价值低廉的污泥干燥处理，且干燥过程中没有氧气存在降低了发生爆炸失火危险及产生NOx，SOx等有毒气体的风险，排放乏汽可通过再压缩或冷凝方法能回其潜热和显热，干燥净能耗仅为1000～1500kJ/(kgH2O)，节能效果明显。项目研究在自行搭建的常压过热蒸汽干燥试验台，进行了2、4、6和10mm厚度污泥在过热蒸汽温度160～280℃下薄层干燥试验。利用OriginPro软件对试验数据分段进行了拟合，二次方程、直线方程及Midilli模型可以很好地描述凝结阶段、复原阶段与干燥阶段水分比随时间变化规律，利用MATLAB软件求解得到模型可以对污泥薄层干燥过程水分比变化进行预测。应用傅里叶数法和优化法分别计算污泥薄层过热蒸汽干燥的有效扩散系数，傅里叶数法和优化法能更为精确反应污泥薄层过热蒸汽干燥有效扩散系数值及变化规律。采用正交旋转组合试验对污泥过热蒸汽干燥参数进行了优化，建立了污泥过热蒸汽干燥工艺参数评价指标与过热蒸汽温度、污泥质量和过热蒸汽流量之间的数学模型，根据回归方程与响应曲面图及等高线分析可知，试验条件下，3个因素对相对单位能耗和平均干燥强度影响大小依次均是污泥质量＞蒸汽流量＞蒸汽温度。比较了污泥热风干燥与过热蒸汽干燥的表观特性。开展了污泥过热蒸汽搅拌干燥试验，结合江西省科技计划项目（20152ACG70012），开展了污泥过热蒸汽二级联合干燥设备研发工作。计划开发污泥过热蒸汽节能干燥与园林、公路绿化颗粒肥料制备技术与设备，为城市污泥无害化、减量化、资源化利用开辟一条可行的途径。