用热泵烘干机干化污泥的优势

  污泥严重破坏城市形象，影响社会环境，是一种公害。同时，污泥含有丰富的氮磷有机物，又是生产园林，绿化用肥料的原料，可作为城市资源化利用的重要内容之一。但污泥资源化利用因干燥成本的影响，受到严重阻碍。采用热泵除湿干燥机对污泥进行脱水，干燥成型制造颗粒肥料的有效方法，它具有运行费用低、占地面积小、干燥能力强、保护环境等特点；并可连续生产实现产业化。
早在八十年代，发达国家已成功地将热泵技术用于污泥干燥。但由于当时国内的热泵技术水平，电力供应紧张和电费价格高等原因，难以推广。随着国内电力工业和热泵技术的不断发展，高性能热泵（性能系数Cop已由原来的3左右提高到4.5～5，干燥温度由原来的60℃上升到95℃。）的推广应用，已显露出独特的优势。
一、热泵技术干燥污泥的特点
（一）运行费用低：
      热泵除湿干燥装置与其他干燥形式相比，避免了排湿耗能过程，它在运行中充分回收了湿热空气的显热和潜热，能量得到完全利用，被称为节能设备。另外，由于热泵的性能系数（cop值）高，一般可达4.5～5左右；也就是说，在供热量相同的情况下，所耗的电能只有电加热设备的20～22%。按目前上海地区的能源价格来计算，热泵运行的费用，是用煤气、油和天然气作热源进行供热干燥的一半（详见经济分析）。
（二）保护环境：
热泵除湿干燥装置是在封闭条件下对污泥进行干燥脱水，与周围不存在物质交换，对环境不会产生污染。如用燃料（煤、煤气、油和天然气）作为热源进行脱水干燥，除了燃烧本身要产生烟气污染外，在干燥脱水时，还向大气排放带有害物质熏臭的湿热气体，造成环境严重污染。
（三）干燥能力强、质量好：
污泥是胶质固体物微粒，其结构复杂，与水的亲和力很强。热泵除湿干燥装置在加热时，对污泥起到一定的调节作用，可降低污泥中胶质微粒与水的亲和力。热泵除湿干燥装置通常的干燥温度为75℃左右，这个温度既能满足胶质微粒的调节处理，同时也不会破坏污泥中的有机物质，能保证肥料营养成分。经测试在此温度下，将含水率80%的污泥干燥到25%，只需一个半小时。干燥温度过高会导致污泥中细胞璧结壳、外表结焦，反而难以脱水。用热泵干燥后的污泥，不会出现黑焦现象。
（四）占地面积小、规模化、连续式生产：
处理污泥用的热泵除湿干燥装置，一般采用多层带式传动装置并配以颗粒成型机，可连续生产污泥颗粒肥料。以每天处理10M3污泥的热泵除湿干燥装置为例，设备仅占地60M2；当处理污泥量增加时，可模块式拼装多台热泵除湿干燥装置，扩大生产能力。
二. 热泵干燥的经济比较：
        开发以污泥为原料的有机复合肥，其干燥费用占生产成本的40～60%，降低能耗费用是实施的关键。为了比较用热泵、煤、煤气、油几种方式干燥污泥时的费用情况，对提供相同供热量Q=41868kJ（10000kcal）所需的基本费用作一个综合比较：
（1）、热泵：
热泵的性能系数以环境能源研究所生产的SRG系列热泵干燥机的平均值，按COP=4.5计算。
所需功率：P=1000/（860×4.5）=2.58kW
若电费按市政环保用的电价0.45元/kWh，则热泵供热费用为2.58×0.45=1.16元。
（2）、煤
所需燃料按公式H=Q/（6700×η）计算
H=10000/（6700×0.7）=2.13kg
其中：6700为煤的热值（kcal/kg）；η为供热效率，取 0.7。
若煤价为350元/吨（0.35元/kg），则煤的供热费用为2.13×0.35=0.75元。
（3）、煤气
所需燃料按公式H=Q/（3500×η）计算
H=10000/（3500×0.75）=3.81M3
其中：3500为煤气的热值（kcal/ M3）；η为供热效率，取 0.75。
若煤气价格为0.8元/ M3，则煤气供热费用为3.81×0.8=3.05元。
（4）、轻油
    所需油量按公式H=Q/（10800×η）计算
H=10000/（10800×0.8）=1.16kg
其中：10800为轻油的热值（kcal/kg），η为供热效率，取 0.8。
若油价为2.4元/kg，则油的供热费用为2.4×1.16=2.78元。
由此可见，用煤干燥zui便宜，而用燃气zui贵。热泵干燥装置是闭式循环，无显热、潜热损失。而用其他几种干燥方法，当热空气达到一定湿度时，欲将其排除，会排出有害气体和臭味，污染环境；而且每换一次空气，就要损失一定热量。污泥干燥时，排气要求的干球温度为75℃，相对湿度为80%；环境空气按各地区年平均温度15℃，相对湿度为80%；则不难算出，将会有10%左右的热量随着被加热的空气排放掉。
综合上述情况，归纳成表一。展显各种方式的运行费用比例和特点。不难看出，用热泵干燥污泥，不仅运行费低、无污染，而且便于控制，易于管理。虽然，煤的运行费用较低，但是，锅炉房占地大、管理费用高、污染严重，再加上燃料储运费多等，与现代城市的环境要求，已完全不相称。
      表一.几种干燥方式的费用和特点比较

 三. 结论
将污泥干燥制成颗粒肥料，用热泵除湿干燥机，无疑是比较合理的。随着环保要求的增强，热泵除湿干燥机在污泥处理的应用中，将显示出独特的优势。