近年來，隨著我國城市發(fā)展和環(huán)境污染的加劇，城鎮(zhèn)污水處理廠的建設速度和規(guī)模也不斷加大。隨著大量污水處理廠投入運行，所產生的污泥處置問題迫在眉睫，已成為水處理行業(yè)同時也是社會環(huán)境所面臨的一個棘手的難題。為了降低污泥處置成本，必須首先對污泥進行脫水干化，減小體積，而在達到機械脫水的極限（50%～60%干物質）后，只有使用熱干化技術才能進一步減小污泥的體積，而這就給太陽能污泥干化技術帶來了極大的空間和市場。
　　一、污泥干化處理的主要方法
　　污泥干化的目的是為了:（1）減小污泥體積，方便運輸和處理；（2）降低污泥運輸和最終處置成本；（3）改善污泥的外觀，使其達到衛(wèi)生穩(wěn)定化處理；（4）增加最終處置的可能性和便利性等。根據污泥干化所用的能源不同，目前主要運用的干化模式有:傳統熱能污泥干化和太陽能污泥干化。
　　太陽能污泥干化是指利用太陽能為主要能源對污泥進行干化處理。該工藝借助傳統溫室干燥技術，結合當代自動化控制技術的發(fā)展，將其應用于污泥處理領域，主要目的是利用太陽能這種清潔能源作為污泥干化的主要能量來源。山東福航新能源環(huán)保科技有限公司近年來在太陽能污泥干化技術上傾注了大量的研究，同時結合國內以及國際先進技術，由多位相關專業(yè)的專家一起，研究出了一套環(huán)保、經濟、高效、穩(wěn)定的太陽能污泥干化解決方案。
　　二、太陽能污泥干化處理
　　1、工作原理和工藝流程
　　污泥在溫室內主要存在有以下三種干化過程:①輻射干化，當溫室內的污泥接受外部太陽光線有效輻射后溫度升高，使其內部水分得以向周圍空氣加速蒸發(fā)，從而增加了污泥表面的空氣濕度，甚至于達到飽和；②通過自然循環(huán)或通風，將溫室內的濕空氣排出，使污泥表面的濕度由原先的飽和狀態(tài)進入非飽和狀態(tài)，從而促使污泥內部水分進一步向周圍空氣蒸發(fā)。實驗證明，后者污泥干化過程中占據更重要的位置；③當污泥中的含水率減至近40%～60%時，污泥中有機物會在有氧的條件下進行發(fā)酵，從而可以觀察到污泥堆的內部溫度的進一步升高，起到加速干化作用，同時也使污泥得到穩(wěn)定化處理。
　　為了進一步加速污泥中的水分（包括污泥中的自由水分和間隙水分）蒸發(fā)，一些溫室附屬設備如太陽干燥房也得到了相應的開發(fā)和利用，其中包括:①大流量強制通風系統并附加氣體收集和除臭裝置，滿足大面積溫室處理污泥的需要；②半自動化甚至全自動化的翻泥系統，使污泥得到經常性的翻動并混合均一，從而不斷翻新蒸發(fā)面積，同時也起到供氧作用，避免污泥堆內部出現局部厭氧而釋放惡臭氣體；③暖氣系統，用于減小溫室的設計面積，使其適應在不同天氣和不同季節(jié)條件下干化作業(yè)的需求，縮短處理周期。我們公司設計的暖氣系統主要由太陽能空氣集熱器組成，輔以熱泵系統，可以滿足陰雨天氣的運行。太陽能熱泵干燥系統初期投入大，但是運行費用相當低，在所有干燥系統中是最節(jié)能，也是最環(huán)保的。
　　2、太陽污泥干化工藝設計
　　太陽能污泥干化一般的工藝設計參數包括:①需要處理的污泥總量；②進入溫室的初始含固率；③需要達到的含固率；④現場的氣候條件；⑤干化效果的季節(jié)性變化；⑥翻泥設備的類型和工作效率；⑦溫室的管理。
溫室尺寸的計算步驟主要有三步:①初始計算，通過核算一年需要蒸發(fā)的水量和光線總量來計算初始面積；②將一年的周期根據不同氣候變化劃分為幾個階段；③根據每個階段不同的污泥接收量和相應氣候條件來核實干化處理效果，并對初始計算面積進行校正。實驗表明，影響溫室內水分蒸發(fā)效率的主要因素有室外的太陽輻射、室外溫度以及空氣流通速度。
　　3、太陽能污泥干化特點
　　太陽能污泥干化與傳統的熱干化技術相比，其優(yōu)點主要在于:①能耗小，運行管理費用低（在無附加除臭系統的條件下，蒸發(fā)1t水耗電量僅為25～30kWh，而傳統的熱干化技術需耗電為800～1060kWh）；②處理后污泥體積減少可達3～5倍，實現穩(wěn)定化并仍保留其原有的農業(yè)再利用價值（低溫干化）；③系統運行穩(wěn)定安全，溫度低，灰塵產生量??；④操作維護簡單、使用壽命長；⑤系統透明程度高，環(huán)境協調性好；⑥可同時解決污泥存儲的需要；⑦利用可再生能源太陽能作為主要能源來源，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。
　　4、太陽能污泥干化的運用
　　太陽能污泥干化處理是污泥處理工藝的一種創(chuàng)新方法，但它不是以污泥的最終處置為目的，而是通過太陽能干化處理，使干化后的污泥實現資源利用。此外，該工藝可以與不同的污泥處置途徑相結合，使其成為通往不同污泥處置途徑的一個中轉平臺，從而達到降低污泥處置費用，提高處置手段的靈活性。
　　三、實用的太陽能污泥干化處理工藝
　　市場上現有的不同工藝系統都基于以下相同的自然現象:
　?。?）表面干化:通過污泥的翻動來不停更新污泥的表面，使污泥表層水分蒸發(fā)，同時利用通風系統將含濕氣體排出。
　?。?）好氧干化:利用翻泥系統對污泥進行通風，使其在好氧條件下實現穩(wěn)定化處理，避免厭氧條件下不良氣味的產生。
　　但是，這些工藝使用的技術并不完全相同，主要體現在以下幾點:
　?。?）翻泥設備:①廊道式翻泥機，常用于堆肥場，自動化程度較高，無需現場操作人員；②機器人裝置，可實現全自動化操作控制，集污泥運輸和翻動功能為一體；③跨越式翻泥機，自動化程度較高的移動設備，適用于大面積操作；④由農用拖拉機和翻泥機組成，需現場操作人員，適用大面積操作。
　　（2）通風設備:①排風機，可以將溫室的濕氣排除，引入外界的非飽和干空氣；②分層扇，可以溫室內的空氣在垂直方向實現均勻分布。
　　（3）溫室管理:①污泥的放置方式，有平攤方置和三角形堆放兩種方式；②在進泥方式上分為批次式和連續(xù)式。
　　（4）產生不良性氣味風險的控制:①開放式，場地周圍的環(huán)境擴散性較好時，可以采用開放式，同時也要考慮污泥類型和大氣污染物的排放限制；②密閉式，溫室內的濕氣將被排出和收集，并根據污泥類型，選擇適當的氣味處理方式。