太阳能高温热泵污泥干化技术

污泥传统处理方法中以填埋法和堆肥法较为经济，污泥土地填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前十几年应用最广的处置工艺，也是我国目前常用的污泥处理方法，但是其需要占用大量土地，浪费土地资源，且重金属渗滤液对地下水存在巨大污染，不能解决污泥的环境污染性问题;堆肥处理方式又因为国家目前禁止污泥堆肥产品的农用，加上其占地面积大、处理周期长、二次污染高(主要污染地下水、土壤和空气)，难以大范围应用。

污泥干化就是污泥中水分蒸发的过程，应用最多的技术是热干化，目前国内也都是采用燃油(气)锅炉加热方式,燃煤锅炉直接加热或热风烘干方式。虽然污泥干化的研究已经较成熟，应用也较多，但是目前应用的干化工艺技术还存在处理成本较高，二次污染严重，能耗大等问题。太阳能高温热泵充分利用太阳能和污水中热能为主要供热热源的干化技术将会是以后的发展趋势。

山东宏力热泵能源股份有限公司是一家专业致力于工业余热节能、新能源技术研发推广的企业，用于工业余热回收的高温热泵机组、太阳能热泵集成系统早在2009年就通过了科技部门的技术成果鉴定，属国内领先水平。公司将高温热泵、太阳能集成系统应用于污泥干燥领域，整个污泥干化过程在80℃低温状态下运行，不产生二噁英等有害气体，干化效率高、投资和运营成本低。

一、工艺原理

高温热泵、太阳能污泥干燥装置主要利用太阳能、地热、污水等清洁能源对污泥进行干化处理，原生污泥在料仓内通过双螺杆污泥泵送至压滤机，进行初步的机械脱水，经螺旋输送机送入玻璃温室干化床进口端，随着时间的推移其水分逐渐被蒸发掉并且由翻泥机不断向干化床出口端翻动，翻泥机还解决了污泥不表面干化时导致的污泥内部水分向表面扩散受阻的问题，最后在出口处得到含水率合格的干化污泥。温室内还配有扰流风机，用于加快污泥表面水分向周围空气的扩散速率，污泥在干燥室内通过太阳光的直接照射，太阳能热水对干化床的加热等方式将水分蒸发，当阴雨天或者太阳能不能满足干燥所需热量时，启动水源热泵机组制取热水进行加热。干燥后的污泥根据含水率不同可以通过其他工艺转化成燃料、有机肥料及建筑原材料等，实现了污泥的资源化利用。干燥过程通过远程自动化控制系统实现了污泥的自动泵送、自动布料、自动翻拌、自动收料等，整个系统自动采集工艺数据和调整工艺参数等。整个处理过程80℃低温状态下运行，不产生二噁英等有害气体，干化效率高、投资和运营成本低。工艺原理如图：

二、运行模式

1.春夏秋季节，太阳能充足，以太阳能系统为主热源、阴雨天及夜间启动污水源热泵作为补充或辅助热源。在实施低谷电价的地域也可利用夜间进行蓄热，供白天使用，可进一步降低系统投资及运行费用。

2.冬季由于太阳能资源不足，以污水源热泵系统作为主热源，太阳能辅助，可将太阳能热水与水源热泵串联运行，提高水温及系统能效。

三、主要优势及特点

1.利用太阳能、污水、地热等清洁能源互补技术，以太阳能热利用为主，水源热泵可以补偿太阳能的间歇性及不稳定性，保证污泥干燥的连续运行。

2.干燥室顶部采用玻璃温室原理，底部设置加热面，利用了太阳直接照射与集热技术相结合，减少厂房及太阳能集热器投资，同时实现了较低的运行成本。

3.直接布置在污水处理厂内，以污水作为热泵的热源，可进一步降低初投资及运行费用。

4.80℃以下低温处理，不产生二噁英等有害气体，更节能、更环保。

5.该工艺的运行温度低于80℃，可将污泥中的致病菌和其他微生物完全杀灭，且操作环境中几乎无粉尘产生，这样完全杜绝颗粒自燃和爆炸的风险，从而确保操作运行的最高安全性。

6.采用封闭式干燥室，干燥过程中产生的气体易收集处理，不会造成二次污染。

7.最终产品为颗粒状的干污泥，干度为65%到90%，根据用户需求可调。成品污泥颗粒密度可约600kg/m³，卫生无害、生物稳定性好并可长期存放。

8.干燥后的污泥可实现资源化利用，如制作新型建材、有机肥料、燃料等。

9.干燥过程通过远程自动化控制系统实现了污泥的自动泵送、自动布料、自动翻拌、自动收料等，降低了人工成本及对操作人员的健康影响。

四、污泥处理高温热泵机组参数

注：1.工况：热水进水温度75℃，出水温度80℃，热源侧进水温度20℃。

2.处理量以污泥含水率80%为准，制热量以污泥含水率80%将至20%为准计算