污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化是城市污泥处理与处置的基本原则和目标,而脱水和干燥是其基本的单元操作。在干燥过程中,污泥的粘附问题对干燥设备的运行效率和稳定性具有很大影响,特别对于间接式干燥过程,一直是工艺设计与操作中必须面对的问题。文章以污泥的粘壁问题为研究对象,分析了污泥性状与操作条件对其粘壁特性的影响,提出了加热面阴极化干燥方法并实验考察了其操作条件的影响,进一步利用分形与时间序列相关理论分析了其蒸发速度的变化规律,并通过数理模拟的方法分析了微观传质特性。污泥的性状和操作条件对其粘壁特性具有直接的影响,其中污泥含水率和有机粘性物含量及加热面温度尤其重要。在含水率高于60%时,随着含水率的降低,粘壁量增加,在含水率60%附近达到最大值,随后随着含水率的降低,粘壁量下降。另外,污泥中的有机粘性物含量与粘壁量也有直接的关系,有机粘性物质较多的未消化污泥的粘壁量大于其有机粘性物含量较少的消化污泥。在较常用的以热水或低压蒸汽加热的较低温度范围内,,随着温度增加污泥粘壁量降低,如120℃的加热面温度产生的粘壁量小于100℃时。实验考察了加热面阴极化干燥过程中操作条件的影响,当污泥饼厚度为10mm时,从粘壁量、干燥时间和电能消耗等方面综合而言,最佳的电压梯度为4-5V/cm,其电场电能的消耗为3.87 kWh/t。通过现象观察和分析可以认为加热面阴极化对粘壁的克服作用是由以下三种因素综合作用的结果,即电渗透作用改变了加热面处污泥的水份分布,加热面产生了负电位变化,电化学反应产生的气膜阻止了污泥的粘附。通过对污泥干燥时蒸发速度曲线的直接观察和功率谱分析可以证明其传质过程具有分形特性,利用变换法和Hausdorff维数计算法得到了其反应内部传质动力特性的分形维数,为理论分析提供了依据。通过R/S分析发现,蒸发速度时间序列属正相关序列,Hurst指数介于0.7~1.0之间。通过对污泥干燥过程的数理模拟分析进一步证实加热面阴极化干燥方法可以有效促进污泥内部水份的运动能力,对传质具有促进作用。