【泥客庄主】阳光下的迷失——太阳能污泥干化工艺的真实处理能力与能耗

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1、阳光下的迷失——太阳能污泥干化工艺的真实处理能力与能耗一、又一个“革命性”的技术最近，山东的一家环保公司在各种媒体上对其太阳能干化进行了高强度宣传。几乎所有的网站、论坛都被该公司的销售员们给做上了小广告。用“福航太阳能干化”一词上谷歌搜，能搜出88000条来。多个视频都以一串颇具震撼性的口号开始：“中国污泥干化产业的先驱”、“新能源污泥处理技术的领航人”、“福航环保开创污泥处理产业革命”、“日处理污泥200-2000吨”……该公司的标准版新闻稿称：“福航环保自主研发太阳能与热泵结合技术污泥干化系统”、“利用太阳能作为主要能源，满足可持续发展的需求；耗能小，运行管理费用低

2、，蒸发1t水耗电量仅为60-80kW·h，而传统的热干化技术需耗电为800-1060kW·h”……总之，这又是一个号称具有“革命性”意义的干化技术！仅凭该文强加给传统热干化离谱的电耗这一点，笔者就对该公司宣传的科学性和可靠性不禁打上了个的问号。前一时期，笔者已经对几个自称具有“革命性意义”的污泥处理技术进行过剖析，最终发现这类技术其实都名不副实。过度的不实宣传，是会产生误导的，因为基于信息的不对称性，以“新技术”之名忽悠项目，除了可能给投资者造成损失外，也有违公平竞争的基本原则。二、国际上太阳能干化的设计参数太阳能污泥干化始于上世纪90年代，有关这一技术的历史，可以参考

3、同济大学顾忠民等《太阳能污泥干化在欧洲的应用》(2008)一文。国内对这种技术的研究也是近两年才开始的，同济大学赵磊等《太阳能温室内污泥主要干燥参数的变化》(2009)、同济大学刘敏等《太阳能干燥污泥的中试研究》(2010)的论文代表了目前的研究成果。此外，国内已有大约20多个有关太阳能污泥干化的专利。山东福航应该采用就是德州王某的专利，这几项专利都是在2010年以后才申请注册的。国外对太阳能干化的研究比较成熟，提供这种技术的厂家很多，差异性不大，工程上已积累了数十个项目的经验，并已开发了多个数学模型。从热干化原理来分析，太阳能干化实际上是采用温室原理，在一个相对封闭的

4、空间里，在相对低温下，实现污泥中水分向空气中转移的过程。它主要利用白天的太阳能来提高干化空气的温度，并辅以其它手段，如辐射加热、地板加热、热空气吹扫、提高通风量等，以有效提高污泥温度，加大污泥表面水蒸气与干化空气之间的蒸汽压差，从而实现污泥干化。在不采用外来热源的前提下，太阳能干化与热干化相比，电耗要低得多。但是，它也有一些缺点：占地面积大、干化时间长、干化最终干度有限制（有些季节可能难高于80%）、产品干度受天气影响大，等等。无需采用化石燃料是它最为突出的优点，但这也是它在可应用性方面存在较大变数的根本原因。由于太阳能辐射量随地理位置、季节、天气等原因变化，实际运行结

5、果（以每平方米每日的蒸发量计）存在较大波动，这一点也意味着日处理量、干化后污泥含固率方面的波动。在工程化时，各地实施的条件也会有很大差别。基于此，这种工艺的应用一般是对处理量、土地资源、日照辐射、废热来源等多种条件的综合比较后才能进行的选择。1、处理规模和能力德国ISTAnlagenbau公司是世界上最专业的太阳能干化技术提供商之一，目前业绩表上的业绩数量多达59个。对这些业绩进行简单分析，可以发现以下特点：大于20吨/日的只有3个，占总数的5%；大于10吨/日9个，占15%；小于5吨/日的36个，占61%；介于5-10吨/日之间的11个，占19%。95%的项目均为20

6、吨/日以下，超过20吨的这三个项目中，两个还是在太阳辐射非常丰富的地区（尼加拉瓜和澳大利亚），一个是因为有辅助热源。6成以上的项目实际处理量在5吨/日以下。可以看出，太阳能干化所遇到的第一个瓶颈，应该就是其适合处理的规模偏小。2、设计蒸发强度对上述业绩按照蒸发强度（每平方米·每小时的蒸发水量，公斤数）进行统计会发现：<0.100的29个，占49%；介于0.100~0.150之间的22个，占37%；介于0.150~0.200之间的5个，占8%；>=0.200的3个，占5%。仔细研究这些案例，会发现介于0.100~0.200之间的27个案例（占总数的45%）中有14个是带有

7、辅助加热的。在蒸发强度上，明显分为两个区：所有不带辅助加热的都在0.100以下；所有高于0.100的，要么带有辅助加热，要么属于太阳能辐射较强的地区。根据文献，在欧洲中部，每平方米面积的太阳能污泥干化年蒸发量在700~900公斤水，即0.08~0.10kg/m2.h。如果有辅助加热措施，可使此蒸发强度提高30%~100%以上。3、辐射强度辅助加热终归也是有成本的，作为太阳能干化的主要能量来源，太阳辐射强度具有关键意义。从业绩表中选择一些具有代表性的案例进行分析会发现，这些项目所在地区（德国南部、法国）的全年日均太阳辐射能量都在3000~4