污水处理厂作为一个能源密集型产业,如何降低它的能耗和碳排放是近年来的重要问题。污水处理约占美国年用电量的0.6%,占德国总用电量的0.7%,仅占中国总用电量的0.25%。上述国家的污水处理单位耗电量分别约为0.52 kWh/m³、0.40 kWh/m³、0.254kWh/m^3[1]。中国的污水处理能耗对比发达国家,明显处于一个较低的水平。但是污水处理的能耗受污水处理水平和处理要求的影响。我国的污水处理水平与规模仍具有较大上升空间,这代表在我国污水处理规模和标准进一步提高的同时,污水处理所带来的能耗与排放也将继续提高。因此污水处理厂的节能增效是一个具有实际意义的课题。为了解决污水处理厂污泥处理成本较高且污水余热能利用率较低的问题,同时为污水处理厂从耗能单位向能源回收转变甚至进一步成为产能单位提供技术与理论支持。本研究拟从污水余热的回收利用与污泥的干燥特性为基础,设计节能高效的低温双源热泵污泥干燥设备并进行实验。本文对目前的污泥干燥技术以及污泥干燥特性国内外进展进行详细的综述。根据所综述的污泥处置以及污泥干燥现状,本研究提出污泥低温干燥-焚烧作为污泥处理的技术路线。本研究首先对污泥进行了污泥干燥特性实验研究,得到污泥干燥特性曲线。针对所研究的污泥特性曲线设计适用于低温污泥干燥的余热回收型双热源热泵低温污泥干燥系统。本系统为可切换多种运行模式的试验系统,根据热泵工作原理进行优化设计,并且为后续实验多种运行模式,设计了控制与检测系统。通过实验的方法分析系统的干燥与除湿效果及热泵能耗。结果表明,风速在污泥干燥初期对于干燥速率的提升远远大于在中后期的作用。随着温度升高,干燥温度升高所减少的时间差逐渐减小,在低风速情况下升高温度对干化速度的提升作用更大,因此当干燥进入到后期阶段可适当降低干燥风速或者提高干燥温度。因此在污泥干燥过程中应当注意风机调速与温度变化。当温度升高调制污泥内的木渣可以形成支撑作用增强扩散作用,这导致相对于纯污泥,调制污泥在高干基含水率阶段,即污泥干燥的初始阶段污泥的干燥速率较纯污泥更高。低温状态下污泥不容易产生表面断裂,这一状态在调制污泥中更加明显。这可以保证在较大风速下污泥因为产生断裂的小颗粒而导致污泥飞散,降低了安全隐患。但是不产生污泥断裂在污泥干燥后期却是干燥的不利因素。因此对于调制污泥的干燥,干燥后期应当提高干燥温度并且降低干燥风速,同时通过物理手段对污泥进行二次破碎。低温双源热泵污泥干燥设备计算风机与水泵能耗后的最大干燥速率（使用污水蒸发器,60℃热风干燥）的平均能耗为3.73.1kg_（H2O）/kWh,使用空气蒸发器时的干燥能耗为3.1kg_（H2O）/kWh。具有良好的节能性,并且可以适用于多种气候条件下的恶劣工况。