随着城市人口的增长、市政服务设施的不断完善以及污水处理技术的不断提高,我国污水处理量在不断增长,污泥产量急剧增加。污泥中含有大量水分,污泥干燥是降低污泥含水率的主要手段之一,干燥后的污泥不仅减容显著,还可以资源化利用。相比于传统的污泥高温干燥技术,污泥常温干燥具有能耗低、尾气及冷凝液处理负荷低、对设备材料要求低以及安全性高、无爆炸风险等优点。本文以污水处理厂脱水污泥为对象,研究了污泥常温干燥特性并对干燥过程的能耗进行了分析。本文首先研究了污泥厚度、风速和相对湿度对污泥常温干燥过程中含水率和干燥速率的影响,设计了L9(34)的正交实验来确定这三个因素对污泥常温干燥影响的显著性,并对污泥干燥过程中体积收缩和裂纹产生的规律进行了分析。结果表明,污泥厚度越小、风速越大、相对湿度越低,污泥含水率下降越快,干燥速率越高;影响污泥常温干燥效果的3个因素从大到小排列依次为污泥厚度、风速、相对湿度;污泥干燥过程中体积收缩并产生裂纹,不同厚度污泥产生的裂纹有很大差别,而且干燥过程中裂纹的产生具有随机性。污泥常温干燥动力学分析表明,Logarithmic模型对污泥常温干燥过程中水分比随时间变化情况的拟合效果最好,污泥常温干燥过程的有效扩散系数为2.27×10-10 m2/s~1.05×10-9 m2/s,有效扩散系数随污泥厚度和风速的增加以及相对湿度的降低而增大。向污泥中添加物理添加剂(煤粉和干污泥)和化学添加剂(石灰),研究不同添加剂及添加比例对污泥常温干燥过程中含水率和干燥速率的影响,并分析了不同的石灰添加比例对污泥干燥冷凝液性质的影响。结果表明,向污泥中添加煤粉和干污泥有利于污泥常温干燥过程中含水率的降低,污泥干燥速率略有提高;投加石灰可快速降低污泥干燥过程的含水率,缩短干燥时间,石灰添加比例与混合后污泥初始含水率呈线性关系,与污泥临界含水率呈二次函数关系;污泥石灰常温干燥的冷凝液呈弱碱性,TOC、COD和NH4+-N含量均较低,无需处理,可直接排入城镇污水处理系统,大大降低处理成本。采用课题组自制污泥干燥装置进行常温干燥实验,并在实验装置满负荷运行条件下对污泥干燥过程中的能耗进行分析。结果表明,污泥常温干燥过程中处于恒速阶段的比例达到50%~70%,并且干燥速率存在一定的波动;污泥常温干燥的能耗受季节和干燥条件的影响,不同的季节和干燥条件导致能耗也有一定的波动,污泥常温干燥的单位能耗为0.78~1.08(kWh/kg水);采用间歇式搅拌对污泥常温干燥效果的影响不大,但节能效果明显,单位能耗最低可降至0.73(kWh/kg水)左右,低于污泥常规热干燥的单位能耗。