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我国污泥产量巨大,污泥作为污水处理的剩余产物,具有含水率高、易腐烂、有恶臭等特点,并含有大量的微生物、寄生虫以及重金属。若不加合理处理处置,对环境将带来严重的二次污染。传统的污泥处置方式如填埋、堆肥、土地利用、建材利用以及焚烧均要求降低污泥含水率。热干燥是降低污泥含水率的有效途径。传统的污泥热干燥技术具有设备投资大、能耗高、运行费用高、存在爆炸风险以及产生二次污染等缺点。污泥低温热干燥技术作为一种新兴的干燥技术,具有节约能耗、减少恶臭气体、保存污泥热值、干燥过程安全等优势。为研究100℃以内的污泥低温干燥特性,搭建了污泥低温热风干燥试验装置。整个装置主要包括干燥箱、加热管、温度控制系统、数据采集装置、电力控制柜、高压风机等组成。经过对部分装置的重新设计和相关设备的选型,该试验装置具有结构紧凑、操作简便、节约成本等特点。对不同温度、薄层厚度以及风速下的污泥低温干燥特性进行了试验研究,结果表明:污泥在低温干燥过程中会产生明显的收缩和裂纹;干燥温度越高、薄层厚度越小以及热风风速越大,污泥低温干燥时间越短;低温干燥过程可以分为升速阶段、恒速阶段和降速阶段;整个干燥过程以降速阶段为主,约占总干燥过程的2/3;降速阶段存在较明显的第一和第二降速阶段,且第一临界含水率和第二临界含水率分别约为2.0g/g和0.5g/g(干基);与传统的薄层干燥模型相比,新模型MR=aexp(-ktn)+b描述污泥低温干燥过程的效果最优;Weibull分布函数可以准确地拟合污泥低温干燥过程,干燥温度、薄层厚度以及风速对尺度参数α有显著影响,形状参数β仅受干燥温度的影响较明显。在热风风速0.6m/s,干燥温度50~90℃的条件下,5、10和15mm薄层厚度污泥的水分有效扩散系数和活化能分别为:8.72×10-10~3.61×10-9、1.41×10-9~5.22×10-9、2.46×10-9~9.69×10-9m2/s和25.25、25.28和23.96kJ/mol。在干燥温度70℃、热风风速0.4和0.8m/s的条件下,薄层厚度10mm的污泥水分有效扩散系数为2.46×10-9和4.48×10-9m2/s。通过3因素3水平的正交试验,得到相对单位能耗最佳工艺组合为干燥温度90℃、风速0.8m/s、厚度10mm,平均干燥强度最优工艺组合为干燥温度90℃、风速0.8m/s、厚度5mm。本试验结果为后续研究污泥太阳能与热泵联合干燥提供参考。