用熱泵干燥機干化污泥的優勢

污泥嚴重破壞城市形象，影響社會環境，是一種公害。同時，污泥含有豐富的氮磷有機物，又是生產園林，綠化用肥料的原料，可作為城市資源化利用的重要內容之一。但污泥資源化利用因干燥成本的影響，受到嚴重阻礙。采用熱泵除濕干燥機對污泥進行脫水，干燥成型制造顆粒肥料的有效方法，它具有運行費用低、占地面積小、干燥能力強、保護環境等特點；并可連續生產實現產業化。

早在八十年代，發達國家已成功地將熱泵技術用于污泥干燥。但由于當時國內的熱泵技術水平，電力供應緊張和電費價格高等原因，難以推廣。隨著國內電力工業和熱泵技術的不斷發展，高性能熱泵（性能系數Cop已由原來的3左右提高到4.5～5，干燥溫度由原來的60℃上升到85℃。）的推廣應用，已顯露出*的優勢。

一、熱泵技術干燥污泥的特點

（一）運行費用低：

熱泵除濕干燥裝置與其他干燥形式相比，避免了排濕耗能過程，它在運行中充分回收了濕熱空氣的顯熱和潛熱，能量得到*利用，被稱為節能設備。另外，由于熱泵的性能系數（cop值）高，一般可達4.5～5左右；也就是說，在供熱量相同的情況下，所耗的電能只有電加熱設備的20～22%。按目前上海地區的能源價格來計算，熱泵運行的費用，是用煤氣、油和天然氣作熱源進行供熱干燥的一半（詳見經濟分析）。

（二）保護環境：

熱泵除濕干燥裝置是在封閉條件下對污泥進行干燥脫水，與周圍不存在物質交換，對環境不會產生污染。如用燃料（煤、煤氣、油和天然氣）作為熱源進行脫水干燥，除了燃燒本身要產生煙氣污染外，在干燥脫水時，還向大氣排放帶有害物質熏臭的濕熱氣體，造成環境嚴重污染。

（三）干燥能力強、質量好：

污泥是膠質固體物微粒，其結構復雜，與水的親和力很強。熱泵除濕干燥裝置在加熱時，對污泥起到一定的調節作用，可降低污泥中膠質微粒與水的親和力。熱泵除濕干燥裝置通常的干燥溫度為75℃左右，這個溫度既能滿足膠質微粒的調節處理，同時也不會破壞污泥中的有機物質，能保證肥料營養成分。經測試在此溫度下，將含水率80%的污泥干燥到25%，只需一個半小時。干燥溫度過高會導致污泥中細胞璧結殼、外表結焦，反而難以脫水。用熱泵干燥后的污泥，不會出現黑焦現象。

（四）占地面積小、規模化、連續式生產：

處理污泥用的熱泵除濕干燥裝置，一般采用多層帶式傳動裝置并配以顆粒成型機，可連續生產污泥顆粒肥料。以每天處理10M3污泥的熱泵除濕干燥裝置為例，設備僅占地60M2；當處理污泥量增加時，可模塊式拼裝多臺熱泵除濕干燥裝置，擴大生產能力。

二. 熱泵干燥的經濟比較：

開發以污泥為原料的有機復合肥，其干燥費用占生產成本的40～60%，降低能耗費用是實施的關鍵。為了比較用熱泵、煤、煤氣、油幾種方式干燥污泥時的費用情況，對提供相同供熱量Q=41868kJ（10000kcal）所需的基本費用作一個綜合比較：

（1）、熱泵：

熱泵的性能系數以上海桑菱環境能源研究所生產的SRG系列熱泵干燥機的平均值，按COP=4.5計算。

所需功率：P=1000/（860×4.5）=2.58kW

若電費按上海市政環保用的電價0.45元/kWh，則熱泵供熱費用為2.58×0.45=1.16元。

（2）、煤

所需燃料按公式H=Q/（6700×η）計算

H=10000/（6700×0.7）=2.13kg

其中：6700為煤的熱值（kcal/kg）；η為供熱效率，取 0.7。

若煤價為350元/噸（0.35元/kg），則煤的供熱費用為2.13×0.35=0.75元。

（3）、煤氣

所需燃料按公式H=Q/（3500×η）計算

H=10000/（3500×0.75）=3.81M3

其中：3500為煤氣的熱值（kcal/ M3）；η為供熱效率，取 0.75。

若煤氣價格為0.8元/ M3，則煤氣供熱費用為3.81×0.8=3.05元。

（4）、輕油

所需油量按公式H=Q/（10800×η）計算

H=10000/（10800×0.8）=1.16kg

其中：10800為輕油的熱值（kcal/kg），η為供熱效率，取 0.8。

若油價為2.4元/kg，則油的供熱費用為2.4×1.16=2.78元。

由此可見，用煤干燥*，而用燃氣zui貴。熱泵干燥裝置是閉式循環，無顯熱、潛熱損失。而用其他幾種干燥方法，當熱空氣達到一定濕度時，欲將其排除，會排出有害氣體和臭味，污染環境；而且每換一次空氣，就要損失一定熱量。污泥干燥時，排氣要求的干球溫度為75℃，相對濕度為80%；環境空氣按上海地區年平均溫度15℃，相對濕度為80%；則不難算出，將會有10%左右的熱量隨著被加熱的空氣排放掉。

綜合上述情況，歸納成表一。展顯各種方式的運行費用比例和特點。不難看出，用熱泵干燥污泥，不僅運行費低、無污染，而且便于控制，易于管理。雖然，煤的運行費用較低，但是，鍋爐房占地大、管理費用高、污染嚴重，再加上燃料儲運費多等，與現代城市的環境要求，已*不相稱。

表一.幾種干燥方式的費用和特點比較

 三. 結論

將污泥干燥制成顆粒肥料，用熱泵除濕干燥機，無疑是比較合理的。隨著環保要求的增強，熱泵除濕干燥機在污泥處理的應用中，將顯示出*的優勢。