2.3 NARATHERM®桨式加热干燥工艺

　　干燥工艺中应用更广泛的还是加热干燥系，所有的加热干燥均需要热源。结构上，除了干燥器以外，还应包括污泥进料器，辅助热源、送气系统，热量回收装置，灰尘 控制、灰烬排出、控制系统等。

　　目前的热干燥系中已使用的有转鼓式、圆盘式、螺旋桨式、薄膜式、管式等多种干化系统。干化系统的选择与最终产品的要求、处置方式、污泥类型等密切相关如下图所示。
　　2.3.1 工艺流程

　　NARATHERM®工艺是由得利满公司和GOUDA公司共同开发的桨式加热干燥工艺，是欧洲目前使用最广泛的加热工艺，其流程简述如下：

　　2.3.2 NARATHERM®工艺主要包括以下几个步骤

　　（1）进料

　　用螺旋输送器将15～35%的脱水污泥送至干燥器的进口，有时会根据污泥的性质，选择是否将筛分后的细小干化污泥与待干化的污泥进行预混合。

　　（2）热源产生

　　NARATHERM®可使用热蒸汽或油经锅炉加热作为热交换的热源。一般热流体的温度为180～200℃。热流体被分别引入中空的干燥器壳体和转动的轴、桨叶等所有与污泥接触进行热交换的加热金属表面。

　　（3）污泥干燥

　　加热的金属表面与污泥均匀接触，加热污泥，蒸发污泥中的水份。沿干燥器的轴向长度，水蒸汽蒸发会经历恒定蒸发效率和低蒸发率两个阶段；污泥干化经历塑化、破塑、块化、颗粒化四个步骤；污泥的温度呈快速上升、稳定、快速上升的趋势，最后出口污泥温度为100～110℃左右（见下图）。干燥时间3至7小时，出口污泥含固率达到90%以上。
　（4）冷却筛分

　　冷却有直接冷却和间接冷却两种方式。两种方式单独使用或组合使用，使干污泥温度从110℃减至40℃左右，冷却后进入细格栅进行筛分，或经过造形机造型后达到所要求的干污泥形状。

　　（5）冷凝回收

　　干燥器内的热蒸汽送至冷凝器冷凝处理。冷凝溶剂回收；不可凝气体送至锅炉再加热成热源；冷凝水回污水处理厂。

　　2.3.3 工艺的优势

　　NARATHERM®工艺采用巧妙设计的桨式干燥器，可对污泥进行彻底搅拌并使污泥一直处于干净接触面进行热交换，解决了一般间接传热工艺传热效率低的问题，同时用汽量比直接加热又大为减少。整个工艺系统的组合使其具有明显的优势：

　　（1）适应性强：适用于各种类型和性质的脱水污泥；

　　（2）消耗低：① 用汽量小，部分热能回收，减少热耗；② 消除粉末，臭味产生减少，末端处理变得容易；

　　（3）高品质干化污泥：① 有机含量极低，污泥性质稳定；② 足够长的加热时间，消除病毒、细菌等，满足卫生标准；③ 具有农业利用价值；④ 含固率高（＞90%），可成粒便于储存、运输及灵活处置；

　　（4）安全操作：用汽量小，温度较低，且无直接接触，安全性能较高。

　　（5）易操作：系统全自动控制，对系统的O2、CO、惰性气体等能实时检测，并有自动安全保护。

　　NARATHERM工艺的优越性能主要得益于其独特的桨式干燥器（如下图所示）：

　　干燥器包括一个可加热的中空槽、两根或四根成对安装中空的传动轴、装于轴上许多楔形搅拌桨、桨顶端的刮板等。工作中，污泥从干燥器的一端进入，通过重力缓慢流至另一端。传热流体从同一侧进入中空槽、轴和桨的内部对所有可能与污泥接触的金属进行加热。同时，成对的两根轴转向相反，桨叶齿形配合，可调转速的轴带动搅拌桨将污泥缓慢均匀的翻转搅拌。

　　此设计体现了如下优点：

　　（1）接触面积大：较大的面积／容积比加大了接触面积；

　　（2）传热效率高：① 物料的流化状态确保与加热表面100%的进行接触热交换；② 自清洁的桨形使加热接触面始终保持清洁，提高传导效率；

　　（3）高干化污泥品质：① 形状平滑的桨叶和不产生轴向推力的搅拌形式避免易碎污泥的破坏；② 推流式的通过形式、桨叶两面的均匀连续加热可使所有干化污泥性质类似。

　　NARATHERM®加热干燥工艺所具有投资运行费用相对较低、适应性强、污泥干度高，性能稳定、安全卫生等优点为其在欧洲北美占领了很大市场份额，积累了丰富的运行 管理经验。如在Saint Brieuc、Lavelanet、Barrow、Metz等众多水厂均有成功运行的记录。

　　2.4 IC850®污泥焚烧工艺

　　污泥焚烧是最彻底的污泥处理工艺，它可将15%～35％的脱水污泥投入焚烧炉中，直接把有机物燃烧成CO2、NO和无机物等。焚烧最终废弃物为含固率99％以上的无机灰烬。

　　与污泥干燥一样，污泥的焚烧也要经过污泥干化和污泥焚烧两个阶段，所不同的是，污泥的焚烧利用污泥自身的热值即可维持污泥焚烧，可节省大量的燃料。

　　污泥焚烧有污泥单独焚烧和与城市垃圾混合焚烧两种。实际上，单独燃烧因费用较高而很少使用。

　　昂帝欧得利满公司开发的IC850®是目前使用最广泛的一种混合燃烧工艺。它将干度为15%至35%的脱水污泥以1:10至1:5的混合比例与城市垃圾投入最低温度为850℃的焚烧炉中迅速将有机物燃烧成无机灰烬。

　　IC850®具有适应范围广、运行费用低、污泥喷嘴无堵塞、系统灵活可调节、操作简单、系统自动化运行等优点，适合于污泥非农业使用、污泥和垃圾混合集中处理的场合。目前，该工艺已在包括AMSTERDAM、CENON、DINAN、SARCELLES等地在内，年处理量超过20000吨干污泥的处理厂成功运转。

　　最近半个世纪，随着人口和工业的持续快速增长，污泥的产生量也大量增加。据统计，欧洲每年每个人会产生15～25 kg的干污泥，欧盟国家1992年全年干污泥产量为600万吨，到2002年就增长至1200万吨，直至2007年，每年污泥量仍将以5%以上的速度增长。

　　污泥产量的增加、污染成份的复杂化、各国对污泥的最终处置都提出了越来越严格的规定，一般的污泥处理已经不能满足要求。而一些以NARATHERM®、IC850®等为代表干燥和焚烧工艺又在不断的发展成熟、逐渐表现出很强的技术和经济优势，在未来很短的一段时间里，它们将是污泥处理的必然选择。