脫水污泥通常含有約60以上的水分，必須經(jīng)過(guò)適度干燥后再進(jìn)行焚燒，以確保污泥燃燒穩(wěn)定、充分燃燼，且不對(duì)焚燒裝置產(chǎn)生腐蝕。
干燥是傳熱傳質(zhì)的過(guò)程。
傳熱是指經(jīng)傳導(dǎo)、對(duì)流或輻射方式，熱量從較高溫度的熱介質(zhì)傳給較低溫度的濕物料的過(guò)程，遵循傅立葉定律：傳熱速率與傳熱系數(shù)、傳熱面積及溫度差成正比，熱流與溫度梯度方向相反。傳熱的動(dòng)力是溫度差。
傳質(zhì)是指濕物料表面水受熱汽化蒸發(fā)，及濕物料內(nèi)部的水分?jǐn)U散到物料表面再被蒸發(fā)的過(guò)程，遵循費(fèi)克定律：傳質(zhì)速率與擴(kuò)散系數(shù)、濃度差成正比，質(zhì)流與濃度梯度方向相反。傳質(zhì)的動(dòng)力是水濃度差。
干燥過(guò)程又被分為表面汽化和內(nèi)部汽化兩個(gè)階段：在表面汽化階段，水分通過(guò)物料擴(kuò)散的速率大于汽化速率，水分汽化是在物料表面發(fā)生，物料的表面溫度等于濕球溫度計(jì)溫度，也稱為“恒速蒸發(fā)”階段，此時(shí)蒸發(fā)速率高且恒定；在內(nèi)部汽化階段，水分通過(guò)物料的擴(kuò)散速率降低，汽化面內(nèi)移，物料溫度上升，也稱為“降速蒸發(fā)”階段，此時(shí)蒸發(fā)速率逐漸下降。
先采用噴霧干燥技術(shù)進(jìn)行脫水污泥表面汽化階段的干燥，再采用振動(dòng)流化干燥、帶式干燥、回轉(zhuǎn)窯干燥、氣流干燥等直接干燥技術(shù)進(jìn)行污泥內(nèi)部汽化階段的干燥，構(gòu)成兩段式污泥干燥系統(tǒng)，能夠最大程度地符合干燥機(jī)理，獲得高產(chǎn)率和高效率。
污泥噴霧干燥技術(shù)可將污泥霧化成粒徑約100微米的細(xì)小霧滴，極大地提高了污泥的表面積，有利于傳熱傳質(zhì)；污泥霧化具有一定的細(xì)胞破壁能力，使細(xì)胞水釋出，同時(shí)破壞污泥中的膠狀體，并使大部分存在于污泥內(nèi)部的間隙水成為了表面水，強(qiáng)化了表面蒸發(fā)過(guò)程；噴霧干燥可以直接采用1100℃高溫?zé)煔膺M(jìn)行干燥，增大了傳熱介質(zhì)和物料的溫度差；噴霧干燥是在高速氣流中完成，有利于水蒸汽的快速擴(kuò)散。因此，污泥“噴霧干燥”技術(shù)非常適合脫水污泥在表面蒸發(fā)階段的干燥處理。經(jīng)噴霧干燥后，污泥含水率降至約50%及以下。
污泥干燥進(jìn)入內(nèi)部蒸發(fā)階段后，噴霧干燥這種極速蒸發(fā)模式不再適合，需要一種適合污泥內(nèi)部水分緩慢擴(kuò)散至表面再被蒸發(fā)的干燥工藝。振動(dòng)流化干燥、帶式干燥、回轉(zhuǎn)窯干燥和氣流干燥等技術(shù)的蒸發(fā)速率較低，能夠適應(yīng)污泥內(nèi)部水分的緩慢擴(kuò)散，可通過(guò)控制物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間控制物料干燥程度。而且與噴霧干燥相同，這些干燥技術(shù)可直接利用余熱煙氣進(jìn)行干燥，便于工藝組合，適合污泥在內(nèi)部蒸發(fā)階段的干燥處理。經(jīng)二次干燥后，污泥含水率降至40%及以下。
為防止二噁英的生成，污泥焚燒過(guò)程需要滿足清潔焚燒的"3T"準(zhǔn)則（Temperature，Turbulence，Time），即焚燒需要在一定的焚燒溫度（800℃及以上）和湍流度下停留一定的時(shí)間（2s以上）。
同時(shí)還需對(duì)污泥焚燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行“驟降”處理，使其在2s以內(nèi)從800℃降至250℃以下，防止二噁英在煙氣降溫過(guò)程中合成。
由于煙氣飛灰中吸附了大量的二噁英和重金屬，還需要對(duì)污泥焚燒煙氣中的飛灰進(jìn)行捕集，并采用活性炭對(duì)尾氣進(jìn)行吸附處理。
目前常用的固廢焚燒爐主要為流化床焚燒爐和回轉(zhuǎn)窯焚燒爐，都能滿足清潔焚燒的“3T”準(zhǔn)則；而且適應(yīng)性好，技術(shù)成熟�？煞贌蜔嶂�、高水分、在其他燃燒裝置中難以穩(wěn)定燃燒的廢棄物，被廣泛應(yīng)用于垃圾焚燒和危廢焚燒。
污泥燃燒時(shí)會(huì)有大量揮發(fā)性氣體產(chǎn)生，需要采取措施確保煙氣二燃充分。通常的流化床焚燒爐二燃溫度約800℃，能夠滿足煙氣中揮發(fā)性氣體焚燒的要求。在二燃室采用燃油或天燃?xì)庵�，能夠�(qū)⒍紲囟忍岣叩?100℃，滿足危廢污泥焚燒的要求。
干化污泥通常為細(xì)微的粉狀顆粒，容易隨煙氣直接逸出爐膛，通常需要通過(guò)多次循環(huán)方式焚燒處理，增加了焚燒系統(tǒng)負(fù)荷，消耗更多的動(dòng)力和空氣。將干化污泥造粒，使之形成顆粒度、燃值、灰分、揮發(fā)分均勻穩(wěn)定的“污泥衍生顆粒燃料”，可確保焚燒過(guò)程中污泥穩(wěn)定充分的燃燒，且大大減少煙氣中的粉塵量。
國(guó)內(nèi)外污泥焚燒處理方案主要有以下幾種工藝技術(shù)集成：
方案一：將高含水率污泥直接投入焚燒爐進(jìn)行焚燒。
需配置余熱鍋爐等進(jìn)行余熱資源利用，配置急冷塔對(duì)煙氣快速降溫以防止二噁英的合成；約500℃的余熱煙氣被急冷塔噴淋降溫排放；污泥含水率高，需消耗更多燃料和空氣維持焚燒，并產(chǎn)生更多的二氧化碳和尾氣，損失更多的熱量；在煙氣降溫過(guò)程中會(huì)發(fā)生煙氣管道和設(shè)備結(jié)垢、結(jié)焦，以及酸性腐蝕。
方案二：污泥先干燥再焚燒。其中污泥干燥工藝是利用污泥焚燒產(chǎn)生的余熱煙氣生產(chǎn)0.5～1MPa的蒸汽，再采用間接干燥工藝?yán)谜羝M(jìn)行污泥干燥。
需配置余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，配置急冷塔對(duì)煙氣快速降溫以防止二噁英的合成；約500℃的余熱煙氣被急冷塔噴淋降溫排放；需消耗更多燃料和空氣以產(chǎn)生足夠的蒸汽完成污泥干燥，增加了二氧化碳和廢氣排放；多個(gè)環(huán)節(jié)的熱量轉(zhuǎn)換造成熱效率低下；污泥焚燒和干燥兩個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生廢氣使尾氣量增加，損失更多的熱量；在煙氣降溫過(guò)程中會(huì)發(fā)生煙氣管道和設(shè)備結(jié)垢、結(jié)焦，以及酸性腐蝕。需在干燥器內(nèi)充入惰性氣體以降低氧含量，防止干燥過(guò)程中發(fā)生粉塵和揮發(fā)性氣體混合爆炸。
方案三：污泥先干燥再焚燒。 其中污泥干燥工藝是將污泥焚燒產(chǎn)生的約800～1100℃高溫?zé)煔膺M(jìn)行稀釋降溫至約500℃，再采用直接干燥工藝?yán)媒禍睾蟮臒煔膺M(jìn)行污泥干燥。
需要大量的新風(fēng)稀釋高溫?zé)煔猓箯U氣量增加，損失更多的熱量；污泥干燥過(guò)程有較高的粉塵和揮發(fā)性氣體混合爆炸風(fēng)險(xiǎn)；工藝環(huán)節(jié)較少，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單。
方案四：污泥先干燥再焚燒。其中污泥干燥工藝是直接利用污泥焚燒產(chǎn)生的約800～1100℃高溫?zé)煔膺M(jìn)行污泥干燥。
直接采用污泥焚燒產(chǎn)生的800～1100℃高溫?zé)煔膺M(jìn)行污泥噴霧干燥，熱效率高，消耗的空氣和燃料少，二氧化碳和廢氣排放量低，熱損小；污泥噴霧干燥工藝自身具有煙氣溫度驟降、飛灰（二噁英和重金屬）吸附功能；并形成高濕、低氧、極速蒸發(fā)降溫、高速氣流流通的環(huán)境，防止污泥干燥時(shí)的粉塵和揮發(fā)性氣體混合爆炸的發(fā)生；工藝環(huán)節(jié)少，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單。
與其他方案相比，將污泥噴霧干燥工藝與焚燒工藝進(jìn)行技術(shù)集成，具有明顯的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
