市政污泥无害化处理利用的最终出路
近年来,随着我国经济的发展和城镇化的不断推进,城市污水厂的建设规模不断扩大,污水处理程度逐步提高,对污泥处置方式,传统的方法为污泥填埋、污泥农用和污泥焚烧。污泥填埋后会造成一定的环境问题。为了满足固废处理的“无害化”、“减量化”、“资源化”的三化原则,构建环境友好型社会,污泥资源化是污泥处置的最终出路。
一、污泥无害化建材—污泥砖
污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)砖(zhuan)(zhuan)是(shi)指将污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)经过一(yi)(yi)(yi)定处理筛选后,与其(qi)他(ta)原料或是(shi)外加剂(ji)混合,加压成(cheng)型(xing),焙(bei)烧后制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)得污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)砖(zhuan)(zhuan)。污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)砖(zhuan)(zhuan)有(you)两种(zhong)方法(fa),一(yi)(yi)(yi)种(zhong)是(shi)干化(hua)的污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)直接用来制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)砖(zhuan)(zhuan),另(ling)一(yi)(yi)(yi)种(zhong)方法(fa)是(shi)利用污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚烧灰制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)砖(zhuan)(zhuan)。各种(zhong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)砖(zhuan)(zhuan)生(sheng)产工艺基(ji)本相同(tong),原料配制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)(yi)(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)坯(pi)一(yi)(yi)(yi)干燥一(yi)(yi)(yi)焙(bei)烧一(yi)(yi)(yi)成(cheng)品(pin)。
干(gan)化污(wu)(wu)(wu)泥(ni)直接制砖是将污(wu)(wu)(wu)泥(ni)用人工烘干(gan)的(de)方法(fa)来(lai)晾干(gan)或(huo)者是室外自然(ran)晾干(gan),干(gan)化后进行一些磨细处理,再和其(qi)他原料混(hun)合起来(lai),之后加压成(cheng)型,再经焙烧(shao)后制成(cheng)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)砖。工艺要点(dian)要控制污(wu)(wu)(wu)泥(ni)掺(chan)量(liang)约为(wei)10%-20%,当污(wu)(wu)(wu)泥(ni)掺(chan)量(liang)高于30%时(shi),此种污(wu)(wu)(wu)泥(ni)砖抗压强度(du)己不能(neng)达到砖的(de)性(xing)能(neng)标准(zhun)。因为(wei)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)的(de)有机质会大(da)大(da)降低砖的(de)力学性(xing)能(neng)。
第(di)二(er)种方法(fa)为(wei)(wei)焚烧(shao)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)灰(hui)制砖(zhuan)。在欧洲(zhou),最常用(yong)的(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)处理方法(fa)是污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚烧(shao)法(fa),由(you)此产(chan)生了许多的(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚烧(shao)灰(hui),因此污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚烧(shao)灰(hui)的(de)资源(yuan)化(hua)被充分的(de)利用(yong),研究的(de)途径(jing)也更为(wei)(wei)广泛,制砖(zhuan)粘土(tu)的(de)化(hua)学成分与焚烧(shao)后的(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)灰(hui)的(de)化(hua)学成分很相近。
污泥(ni)灰通常以(yi)(yi)黏土作(zuo)为外加(jia)剂(ji),其中污泥(ni)灰的(de)掺量最(zui)高可以(yi)(yi)达到50%,砖的(de)综合性能好,该工艺流程的(de)要(yao)点是在焚(fen)烧过程中需要(yao)强压力(li),当(dang)采用100%的(de)污泥(ni)焚(fen)烧灰制(zhi)砖,成型压力(li)要(yao)达到90MPa以(yi)(yi)上。
二、污泥无害化建材—污泥陶粒
陶(tao)粒(li)是(shi)一种(zhong)人造轻(qing)(qing)质粗集料(liao)(liao),因质轻(qing)(qing)、高强、保温(wen)等特性备受关(guan)注,是(shi)具有发展(zhan)潜力(li)的(de)(de)(de)一种(zhong)新(xin)型建(jian)材。改(gai)性污(wu)(wu)泥(ni)可(ke)以制(zhi)成(cheng)陶(tao)粒(li)作为建(jian)筑材料(liao)(liao)使用(yong)。污(wu)(wu)泥(ni)陶(tao)粒(li)的(de)(de)(de)制(zhi)备是(shi)用(yong)粘土(tu)和炉(lu)渣做辅(fu)助料(liao)(liao),污(wu)(wu)泥(ni)为主要(yao)原料(liao)(liao),经过焙(bei)烧、成(cheng)球形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)具有一定(ding)硬度、吸(xi)附能(neng)力(li)的(de)(de)(de)滤(lv)料(liao)(liao),这种(zhong)滤(lv)料(liao)(liao)可(ke)以应(ying)(ying)用(yong)于污(wu)(wu)水处理。也有用(yong)污(wu)(wu)泥(ni)、粘土(tu)以及一定(ding)量的(de)(de)(de)燃料(liao)(liao)成(cheng)功研制(zhi)生产了污(wu)(wu)泥(ni)陶(tao)粒(li)。陶(tao)粒(li)是(shi)轻(qing)(qing)骨料(liao)(liao)中的(de)(de)(de)重要(yao)成(cheng)员(yuan),也是(shi)目(mu)前应(ying)(ying)用(yong)形(xing)式最(zui)多的(de)(de)(de)。陶(tao)粒(li)烧制(zhi)一般采用(yong)回转窑焚烧工艺见,与其(qi)(qi)匹配的(de)(de)(de)原料(liao)(liao)制(zhi)备、污(wu)(wu)泥(ni)脱水、干化(hua)、粉磨、窑外成(cheng)球、窑内成(cheng)球、烧成(cheng)热(re)工、筛选分(fen)级(ji)、原料(liao)(liao)化(hua)验(yan)控(kong)制(zhi)、成(cheng)品出厂检测并其(qi)(qi)相适应(ying)(ying)的(de)(de)(de)烧成(cheng)技术,设备配套、自(zi)动化(hua)控(kong)制(zhi)。
三、污泥无害化建材—污泥水泥
污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)脱(tuo)水后既可以用(yong)作水泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)原材料,也可以起到提供(gong)热值的(de)作用(yong)。日本(ben)利(li)用(yong)城市污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚烧制(zhi)作了(le)(le)(le)“生态(tai)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)”,大(da)大(da)降(jiang)低了(le)(le)(le)废物处理的(de)负荷,实现了(le)(le)(le)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)资源化(hua)。我国也在“生态(tai)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)”的(de)研(yan)发中(zhong)(zhong)做了(le)(le)(le)许多研(yan)究。利(li)用(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)做“生态(tai)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)’,基本(ben)有(you)三(san)种(zhong)工艺(yi)流程:一是(shi)直接对污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)进行(xing)脱(tuo)水利(li)用(yong);二是(shi)对污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)进行(xing)人工干燥(zao);三(san)是(shi)对污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚烧成灰利(li)用(yong)。无(wu)(wu)论(lun)哪种(zhong)工艺(yi)流程,污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)无(wu)(wu)机成分必须(xu)符合(he)生产(chan)(chan)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)要求,确保生产(chan)(chan)出符合(he)国家标准的(de)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)熟料。目前利(li)用(yong)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)窑处置污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)技术受到关注(zhu)和广泛应用(yong),这种(zhong)技术制(zhi)造的(de)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)与普(pu)通硅酸(suan)盐(yan)水泥(ni)(ni)(ni)(ni)相(xiang)比在某些性(xing)能方而有(you)更为(wei)优越的(de)表现。
四、污泥(ni)无害化建(jian)材(cai)—其它建(jian)筑材(cai)料(liao)
污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)建(jian)材利用(yong),除了污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)砖、污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)陶粒、污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)(ni)以(yi)外,还(hai)有许多其它资源化(hua)(hua)途(tu)径(jing)。例如利用(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)玻(bo)璃(li)、污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)造生(sheng)化(hua)(hua)纤(xian)维板(ban)等(deng)(deng)(deng)其他途(tu)径(jing)。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)焚(fen)(fen)烧后的(de)(de)灰(hui)烬成分(fen)中含有一定(ding)量的(de)(de)三氧(yang)化(hua)(hua)二铁和(he)(he)五氧(yang)化(hua)(hua)二磷(lin)等(deng)(deng)(deng)晶核物质(zhi)(zhi)(zhi),因此污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)焚(fen)(fen)烧适合(he)(he)制(zhi)作微晶玻(bo)璃(li)。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)为原(yuan)料(liao)制(zhi)造生(sheng)化(hua)(hua)纤(xian)维板(ban),主要(yao)工(gong)艺原(yuan)理(li)就(jiu)是利用(yong)活性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)中的(de)(de)生(sheng)物质(zhi)(zhi)(zhi)含量。这(zhei)些生(sheng)物质(zhi)(zhi)(zhi)中所含有机(ji)物和(he)(he)酶,即粗蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)和(he)(he)球蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)网,这(zhei)两种大分(fen)子有机(ji)物质(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)溶(rong)(rong)解于(yu)酸、碱、盐的(de)(de)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液中,利用(yong)这(zhei)一特(te)性(xing),在(zai)碱性(xing)条件对污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)加热、再经过(guo)干燥、加压等(deng)(deng)(deng)工(gong)艺便会(hui)发(fa)生(sheng)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)质(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)变(bian)性(xing)作用(yong),利用(yong)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)质(zhi)(zhi)(zhi)变(bian)性(xing)作用(yong)制(zhi)作称(cheng)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)胶,也称(cheng)作活性(xing)树脂(zhi),在(zai)经过(guo)漂白(bai)(bai)(bai)、脱(tuo)脂(zhi)等(deng)(deng)(deng)步骤(zhou)压制(zhi)成板(ban)材。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)与(yu)热塑性(xing)的(de)(de)聚合(he)(he)物混合(he)(he)从而获得(de)聚合(he)(he)物复合(he)(he)材料(liao)。