烘干機(jī)通常根據(jù)將熱量傳遞到要烘干的濕固體的主要方法進(jìn)行分類(lèi)。這些方法是對(duì)流（直接烘干），傳導(dǎo)（間接烘干），輻射（紅外烘干）或它們的組合。
在對(duì)流（直接烘干）中，通過(guò)濕污泥與熱氣體之間的直接接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)熱傳遞。入口氣體的熱量提供了從污泥中蒸發(fā)出液體所需的潛熱。汽化的液體由熱氣體攜帶。在恒速烘干的平衡條件下，傳質(zhì)與（1）暴露的濕潤(rùn)表面的面積成正比，（2）在污泥的濕球溫度下，烘干空氣的水分含量與飽和濕度之間的差為-空氣界面，以及（3）其他因素，例如以傳質(zhì)系數(shù)表示的烘干空氣的速度和湍流。直接烘干機(jī)是熱烘干中最常用的類(lèi)型污泥。閃蒸烘干器，直接旋轉(zhuǎn)烘干器和流化床烘干器都采用這種方法。
在傳導(dǎo)（間接烘干）中，傳熱是通過(guò)使?jié)裎勰喙腆w與熱表面接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。金屬壁將污泥和加熱介質(zhì)（通常是蒸汽或油）分開(kāi)。獨(dú)立于加熱介質(zhì)除去汽化的液體。用于烘干城市污泥的間接烘干機(jī)包括臥式槳葉烘干機(jī)，中空飛行或圓盤(pán)烘干機(jī)以及立式間接烘干機(jī)。
在輻射（紅外或輻射熱烘干）中，通過(guò)電阻元件，燃?xì)獍谉肽突鸩牧匣蚣t外燈提供的輻射能完成熱傳遞。輻射式熱烘干器的一個(gè)例子是多爐膛爐，通常用于焚燒污泥。
熱烘干之前，通常通過(guò)機(jī)械手段對(duì)污泥進(jìn)行脫水。這是重要的預(yù)處理步驟，因?yàn)樗鼫p少了必須在烘干機(jī)中去除的水量。脫水污泥中的水在烘干機(jī)中蒸發(fā)，而不會(huì)破壞污泥固體中的有機(jī)物。這意味著固體溫度必須保持在60至93°C（140至200°F）之間。通常將一部分烘干的污泥與原料脫水污泥進(jìn)料到烘干機(jī)中。這通過(guò)減少團(tuán)聚并因此使更大的固體表面積暴露于烘干介質(zhì)而使烘干操作更有效。烘干的污泥和廢氣在烘干機(jī)本身或旋風(fēng)分離器或兩者中分離。氣流通過(guò)污染控制系統(tǒng)排出，以去除異味和微粒。
閃蒸烘干器閃蒸烘干是通過(guò)將污泥噴灑或注入到熱氣流中來(lái)快速去除水分。在快速烘干系統(tǒng)中（見(jiàn)圖8.1），將濕污泥餅與先前烘干的污泥混合在一起，以改善氣動(dòng)輸送。在籠式粉碎機(jī)之前將704°C（1300°F）的爐中混合的污泥和熱氣混合，然后開(kāi)始閃蒸水蒸氣。使用的氣體速度約為20至30 m / s（65至100 ft / sec）?；\式粉碎機(jī)機(jī)械攪拌污泥-氣體混合物，并且在污泥離開(kāi)籠式粉碎機(jī)時(shí)，烘干實(shí)際上已經(jīng)完成，平均停留時(shí)間為幾秒鐘。將烘干的污泥氣動(dòng)輸送到旋風(fēng)分離器。此階段的污泥的水分含量?jī)H為8％至10％。然后將污泥與旋風(fēng)分離器中的廢烘干氣體分離。
廢氣處理設(shè)備包括除臭預(yù)熱器，燃燒空氣加熱器，引風(fēng)機(jī)和氣體洗滌器。氣味是在除臭預(yù)熱器中，當(dāng)旋風(fēng)分離器產(chǎn)生的氣體溫度升高時(shí)，氣體會(huì)被破壞。吸收的部分熱量在燃燒空氣預(yù)熱器中回收。氣體然后通過(guò)洗滌器以除去灰塵并排放到大氣中。
自1940年代以來(lái)，盡管在美國(guó)已經(jīng)安裝了大約50個(gè)市政閃蒸烘干器設(shè)施，但仍只有5或6個(gè)仍在運(yùn)行（WEF，1998年）。由于高能耗以及運(yùn)行和維護(hù)成本，大多數(shù)閃蒸烘干器都已關(guān)閉。如今，其他類(lèi)型的烘干機(jī)優(yōu)于閃蒸烘干機(jī)。
旋轉(zhuǎn)式烘干機(jī)旋轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的主要組成部分是旋轉(zhuǎn)式滾筒烘干機(jī)，其安裝角度與??水平方向成3至4°。圖8.2顯示了一個(gè)旋轉(zhuǎn)式烘干機(jī)，污泥在重力作用下沿著滾筒從其上升（裝料）端移至下部（排放）端。氣體的同時(shí)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)也有助于污泥的運(yùn)動(dòng)。滾筒的轉(zhuǎn)速為5至8 rpm。為了使污泥沿轉(zhuǎn)鼓橫截面均勻分布，轉(zhuǎn)鼓應(yīng)為1-蛋糕裝料，2-帶，3-鼓驅(qū)動(dòng)器，4-廢氣5-排放室，6-干污泥排放，7-托輥，8-驅(qū)動(dòng)齒輪，9-減速器，10-變速電動(dòng)機(jī)， 11-滾筒，12-滾筒，13-充電室，14-爐，15-爐氣
1-蛋糕裝料，2-帶，3-鼓驅(qū)動(dòng)器，4-廢氣5-排放室，6-干污泥排放，7-托輥，8-驅(qū)動(dòng)齒輪，9-減速器，10-變速電動(dòng)機(jī)， 11-滾筒，12-滾筒，13-充電室，14-爐，15-爐氣
旋轉(zhuǎn)烘干機(jī)系統(tǒng)
裝有各種類(lèi)型的鰭。為了分解和混合污泥，還可以在轉(zhuǎn)鼓的開(kāi)頭和末尾自由懸掛鏈條。鏈條可防止污泥在烘干機(jī)開(kāi)始時(shí)粘在壁上，增強(qiáng)了污泥的烘干過(guò)程，并避免了在系統(tǒng)中安裝干污泥破碎機(jī)的必要性。
鼓式烘干機(jī)系統(tǒng)的輔助組件包括一個(gè)用于混合原始脫水污泥和回收的干污泥的混合器，一個(gè)鼓式進(jìn)料螺桿，一個(gè)帶燃油燃燒器的爐子以加熱空氣，旋風(fēng)除塵器和洗滌器以從熱廢氣中分離出顆粒物，熱量交換器，烘干的污泥提取螺桿和存儲(chǔ)倉(cāng)。
提供帶直接或間接旋轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的烘干系統(tǒng)。一家制造商提供的各種型號(hào)的直接烘干機(jī)的蒸發(fā)量為1000至10,000 kg / h（2200至22,000 lb / hr），間接烘干機(jī)的蒸發(fā)量為350至2000 kg / h（770至4400 lb / hr） 。
肯塔基州路易斯維爾的莫里斯·福曼廢水處理廠正在使用旋轉(zhuǎn)烘干系統(tǒng)。首先對(duì)厭氧污泥進(jìn)行厭氧消化，然后與增稠的廢料活性污泥混合。然后，將污泥混合物在離心機(jī)中脫水至約26％的固體含量，并送入四個(gè)烘干機(jī)組，每個(gè)烘干機(jī)組均包括一個(gè)轉(zhuǎn)鼓式烘干機(jī)。每個(gè)烘干機(jī)的大小均可以以8500 kg / h（18,700 lb / hr）的速度從脫水的污泥中蒸發(fā)出水?？偘惭b蒸發(fā)量為34公噸/小時(shí)（75,000磅/小時(shí)）。消化池產(chǎn)生的甲烷提供了烘干機(jī)所需能量的一半。從烘干機(jī)回收的熱量用于加熱厭氧消化池（Shimp and Childress，2002）。
流化床烘干機(jī)流化床烘干機(jī)包括一個(gè)固定的垂直腔室，該腔室的底部有一個(gè)穿孔，熱氣體（通常是空氣或蒸汽）穿過(guò)該穿孔室。圖8.3顯示了流化床烘干器中污泥烘干系統(tǒng)的流程示意圖。來(lái)自料斗的脫水污泥通過(guò)進(jìn)料器進(jìn)入圓筒形烘干器?？諝夂蜖t氣在高壓通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力下穿過(guò)氣體分配格柵，并形成烘干污泥和惰性材料的流化床。烘干的污泥以顆粒形式在可調(diào)高度的擋板上排入干污泥料斗。廢氣中存在的粉塵部分在旋風(fēng)分離器中回收，并進(jìn)入污泥進(jìn)料斗。然后，氣體進(jìn)入濕式洗滌器，在那里被凈化，部分冷卻，
列出了流化床烘干機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。流化床中的惰性材料可以是石英砂或爐渣。該過(guò)程的確切設(shè)計(jì)參數(shù)是針對(duì)每個(gè)特定案例通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的。載熱體溫度范圍為500至600°C（932至1112°F），烘干時(shí)間為10至15分鐘。污泥烘干溫度為
1-脫水污泥斗，2-旋風(fēng)除塵器，3-濕式洗滌器，4-排污通風(fēng)機(jī)（排氣），5-圓柱形烘干器，6-干污泥排泄斗，7-熔爐，8-高壓通風(fēng)機(jī)（鼓風(fēng)機(jī)）。
流化床烘干系統(tǒng)示意圖
流化床烘干機(jī)設(shè)計(jì)
1-脫水污泥斗，2-旋風(fēng)除塵器，3-濕式洗滌器，4-排污通風(fēng)機(jī)（排氣），5-圓柱形烘干器，6-干污泥排泄斗，7-熔爐，8-高壓通風(fēng)機(jī)（鼓風(fēng)機(jī)）。
流化床烘干機(jī)的運(yùn)行參數(shù)
參數(shù)范圍
溫度
污泥烘干（°C）300-900
燃燒區(qū)中的氣體（°C）800-1100
烘干時(shí)間（分鐘）10-15
水分蒸發(fā)量（千克/小時(shí)，每單位體積）80-140每千克蒸發(fā)水分的比消耗
熱力（j）3770-5870
烘干機(jī)入口處的熱載體速度（m / s）15-25
溫度在300至900°C（572至1652°F）之間，燃燒室中的氣體溫度為800至1100°C（1472至2012°F）。加熱到如此高的溫度需要大量能量。因此，熱烘干需要能量回收裝置。
流化床烘干機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠控制污泥的烘干時(shí)間和傳熱強(qiáng)度，沒(méi)有活動(dòng)部件，并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是廢氣中的粉塵含量高，大約為0.6至0.7 g / m3。
相對(duì)的噴射烘干機(jī)相對(duì)的噴射烘干機(jī)是俄羅斯開(kāi)發(fā)的烘干機(jī)（Turovsky，1998年）。它是一個(gè)兩級(jí)裝置（見(jiàn)圖8.4），其下級(jí)具有污泥烘干室和相對(duì)的射流元件，上級(jí)具有產(chǎn)品/空氣處理裝置。脫水后，污泥餅通過(guò)皮帶輸送機(jī)輸送，然后通過(guò)雙軸螺旋進(jìn)料機(jī)輸送到相對(duì)的噴射元件。該元件以兩個(gè)水平噴射管的形式設(shè)計(jì)，兩個(gè)水平噴射管同軸地插入豎管中。烘干方案包括將細(xì)的烘干顆粒再循環(huán)到污泥進(jìn)料中，以及將烘干的產(chǎn)品從空氣噴射裝置中排出。污泥餅在雙軸螺旋進(jìn)料器中與一部分烘干的污泥混合，使烘干機(jī)進(jìn)料的成分和水分含量均勻，并增強(qiáng)了烘干過(guò)程。第二階段的氣流分離器增加了烘干劑與污泥的接觸時(shí)間。此外，干污泥按餾分分類(lèi)。
相對(duì)的噴射烘干器中的烘干方法涉及在熱氣流中形成污泥顆粒的氣態(tài)懸浮。由于射流的碰撞產(chǎn)生的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程非常有效。這導(dǎo)致烘干區(qū)中的污泥濃度增加。在足夠高的烘干劑速度下，污泥被粉碎，從而增加了總熱量和傳質(zhì)表面積。相對(duì)的噴射烘干器的工作參數(shù)列于表8.2。
熱流碰撞
I-輸送帶輸送污泥，2-接收室，3-雙軸螺旋進(jìn)料器，4-帶噴射管的烘干室，5-燃燒室，
6-空氣流入，7-燃料（氣體），8-立管，9-回流管，10-旋轉(zhuǎn)閘門(mén)，
II-氣流分離器，12-干污泥管道，13-干污泥進(jìn)料到最終產(chǎn)品料斗，14-供水，15-通風(fēng)機(jī)，16-凈化氣體至大氣，17-水洗器，18-污泥排放。
相對(duì)的噴射烘干器示意圖
對(duì)置射流烘干機(jī)的運(yùn)行參數(shù)
參數(shù)范圍
烘干劑溫度
噴嘴上游的氣壓（表壓）（MPa）0.01-0.03
烘干機(jī)容積上的蒸發(fā)水分負(fù)荷（kg / m3•h）600-1200每千克蒸發(fā)水分的比消耗
標(biāo)準(zhǔn)燃油（kg）0.114-0.128
電能（kWh）0.05-0.08污泥濕度（％）
烘干前60-80
烘干后20-50
臥式間接烘干機(jī)用于烘干市政廢水污泥的臥式間接烘干機(jī)包括槳式烘干機(jī)，中空飛行烘干機(jī)和圓盤(pán)烘干機(jī)。圖8.5是臥式間接烘干機(jī)的示意圖。烘干機(jī)由帶有一個(gè)或兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的臥式千斤頂容器組成，該旋轉(zhuǎn)軸裝有槳葉，刮板或圓盤(pán)，可攪動(dòng)污泥并將其運(yùn)送通過(guò)烘干機(jī)。傳熱介質(zhì)（通常是蒸汽）通過(guò)帶夾套的外殼，空心軸和空心攪拌器（槳，刮板或盤(pán)）循環(huán)。烘干機(jī)出料端的堰確保傳熱表面完全浸入待烘干的物料中。蒸汽在將其可用能量轉(zhuǎn)移到污泥后作為冷凝水排出。內(nèi)部使用熱水或油作為傳熱介質(zhì)的烘干機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造不同于蒸汽所需的構(gòu)造。將脫水污泥連續(xù)或不與任何回收的烘干產(chǎn)品混合的情況下，連續(xù)注入到容器中。來(lái)自傳熱介質(zhì)的熱量傳遞提高了污泥的溫度，并使水從污泥固體表面蒸發(fā)。蒸發(fā)的水通過(guò)小體積的吹掃氣體或排出的蒸氣被運(yùn)出烘干機(jī)。
如果將烘干的產(chǎn)品與脫水污泥混合，則進(jìn)料污泥的水分可減少40％至50％。所述混合防止了傳熱表面的附聚和結(jié)垢。烘干未混合的飼料污泥的烘干機(jī)應(yīng)具有內(nèi)部破碎錘，并且必須提供足夠的馬力，
烘干機(jī)水分冷凝器
水或空氣冷卻
排氣
污泥進(jìn)料
凝結(jié)水
_I用導(dǎo)熱油蒸
凝結(jié)水
烘干的生物固體
臥式間接烘干機(jī)系統(tǒng)的流程圖
轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌軸以粉碎團(tuán)塊的動(dòng)力。臥式間接烘干機(jī)能夠烘干水分低于10％的污泥。
立式間接烘干機(jī)立式間接烘干機(jī)可同時(shí)烘干和造粒污泥。它是一種垂直定向的多級(jí)裝置，使用閉環(huán)中的蒸汽或?qū)嵊妥鳛閭鳠峤橘|(zhì)，以實(shí)現(xiàn)90％或更高的干固含量。
與烘干產(chǎn)品混合的脫水污泥餅被送入烘干機(jī)的頂部入口。烘干機(jī)配備有幾個(gè)由傳熱介質(zhì)加熱的托盤(pán)。干衣機(jī)的中心軸帶有旋轉(zhuǎn)臂。旋轉(zhuǎn)臂配有可調(diào)節(jié)的刮刀，以旋轉(zhuǎn)的鋸齒形運(yùn)動(dòng)將污泥以薄層的形式從一個(gè)托盤(pán)移動(dòng)到另一個(gè)托盤(pán)中，直至其以烘干的顆粒狀產(chǎn)品的形式存在于底部。該過(guò)程最大程度地減少了灰塵和超大塊的形成。
烘干機(jī)的廢氣由水蒸氣，空氣和一些污染物組成。水蒸氣冷凝后，僅需處理少量的氣體，主要是潮濕的空氣。這些氣體從烘干機(jī)排放到氣味控制單元，以熱分解引起氣味的化合物。
位于佛羅里達(dá)州拉戈的廢水處理廠生產(chǎn)粒狀生物固體。該系統(tǒng)包括需氧消化初級(jí)和增稠的廢活性污泥，在帶式壓濾機(jī)上脫水，平行的兩列加熱烘干/碼垛系統(tǒng)，產(chǎn)品存儲(chǔ)料倉(cāng)，用于過(guò)程空氣的能量回收加力燃燒室以及用于控制氣味的濕式洗滌器。覆蓋重力濃縮機(jī)并烘干建筑空氣。熱烘干過(guò)程將顆粒狀生物固體中的脫水污泥餅的水分含量從85％降低到約8％。2001年，該工廠以平均每小時(shí)0.53干噸的速度生產(chǎn)烘干的生物固體，凈運(yùn)營(yíng)成本為每干噸254.50美元。烘干產(chǎn)品的售價(jià)為每烘干噸38美元。
