目前, 我国污泥的脱水处理主要采用自然和机械两种方式。相对于这两种方式, 太阳能干燥技术则具有节能、运行费用低、对环境无污染等优点。太阳能干燥污泥在国外业已见到报道, 如德国的辐射式干燥器(平均干燥速率为0 .48 ～ 0 .55 kg (h·m)。在国内, 天津大学和天津市纪庄子污水处理厂联合进行了利用太阳能干燥技术对污泥进行脱水试验,以期为进一步降低污泥脱水的运行费用以及节约能源找到新的方法。
试验装置
试验装置设有若干风门控制气流, 风门全开可实现太阳能温室开式直流通风, 关闭风门2 、3 、5 可实现干燥室内部闭式循环通风, 调节风门2 、3 、5 可实现介于开式和闭式之间的多种通风方式, 可满足不同的物料、干燥阶段及干燥工艺的要求;干燥室底部设有隔板, 将干燥室分为受日光照射的上通道和不受日光照射的下通道两部分, 形成了结构紧凑的内循环通路, 可实现干燥介质的回流, 减少排气损失, 提高干燥效率;为适应不同季节、不同时间连续干燥的要求, 干燥室内设有可与沼气锅炉烟气连接的下通道, 在不利天气条件下可利用沼气锅炉排出来的高温烟气补热, 以保证干燥过程的正常进行;对干燥室的温度和湿度进行实时测量, 根据实际情况调节风门来控制干燥室内湿度, 实现对干燥工艺的优化控制。温度测量采用分度为0 .1 ℃的水银玻璃温度计及铜—康铜热电偶和PROCOS - Ⅶ 型数字温度巡回检测仪测定;空气的流速采用KA21 型热式风速计;污泥称重采用Benso 电子天平(精度为0 .1 g)。
通过对夏、冬两季的试验结果分析可知, 利用太阳能可以把污泥的含水率由80 %左右处理到60 %以下, 平均干燥速率为0 .53 ～ 0 .91 kg (h·m2), 均高于德国的辐射式干燥器的干燥速率。由于太阳能具有季节性、周期性的特点, 而且在同样的条件下,干燥同样质量的污泥在冬季和夏季所用的时间长短也不一样。
污泥中水分蒸发所需的热量来自干燥介质与污泥间的对流换热, 以及污泥通过玻璃盖板直接吸收的太阳辐射量, 太阳辐射强度决定着干燥室内的空气温度。太阳辐射在一天内呈周期性变化, 从而导
致干燥室内的空气温度在一定范围内波动。 污泥干燥初始需要较高温度, 而在后期可以下调温度, 因此太阳辐射一天中的周期性变化不会影响污泥的干燥。
结论
利用太阳能干燥污泥在国内研究较少, 它的试验成功表明了我国污泥干燥技术的完善与革新, 直接推动了污泥处置手段的发展, 拓展了污泥处置手段的选择范围, 使之在安全性、可靠性、可持续性等方面得到越来越可靠的保证。太阳能干燥虽然受太阳辐射强度周期性变化的影响, 但只要注意合理地利用太阳辐射强度的变化, 对污泥干燥的影响只是时间长短的不同。试验分析了热空气的温度、含湿量、流动速度、空气与物料的接触情况等方面对污泥干燥速率的影响, 为进一步试验或实际工程提供了理论依据。
