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1、王军：污水处理厂污泥处置新方向材料化利用 污水处理厂污泥处置新方向材料化利用 王军 ( 天津创业环保股份有限公司东郊污水处理厂，天津3 0 0 3 0 0 ) 随着国家可持续性发展战略的实施，污水处理事业进入高速、持续发展阶段，污泥作为污水处 理不可避免的副产品，其处理与处置已成为日益突出的问题，表现为：侵占土地、易腐变臭、易污 染土壤和地下水，其中的重金属和毒性有机物易通过生态系统中的食物链迁移富集，对生态环境和 人类健康具有长期潜在的危害性。做好污泥处置工作对建设环保型污水处理厂具有重要意义。 1 污泥处置技术 污水处理产生的污泥主要有三种处置方法：投海、填埋、回用。回用又分为农业回甩、能
2、源化 利用和材料化利用三种。污泥投海因其有机成分高，毒性有机物和重金属种类多、含量丰富，倒入 海洋势必造成严重的后果，随社会的发展，这一方法已逐渐被淘汰；填埋作为成熟的处置方法被广 泛使用，可达到稳定、无害的目标，但其占地多，潜在生物可利用率低。污泥回用自2 0 世纪末开始 引起世界各国的重视，在农业回用、能源化利用和材料化利用三方面展开了实用研究。 材料化利用是近年来一种新兴的污泥回用方法，较农业回用、能源化利用具有经济效益明显、 无处置残留物等优势，是污泥资源化处置的一个重要发展方向。虽然材料化利用在污泥处置的整体 比例还很低，但其正在成为污泥处置新的研究热点。 2 污泥材料化利用技术 2
3、 1 污泥制砖 污泥制砖有两种工艺，一是用于化污泥加入水泥或粘土等直接制砖，二是使用污泥焚烧灰加粘 土调配制砖。 干化污泥制砖 用污水处理厂污泥制砖时，脱水污泥一般可掺入煤渣、石灰、粉煤灰、粘土和水泥进行调配， 参照砖厂水泥、煤渣空心砖块工艺进行生产，工艺流程如下： _ 物料粉碎_ 混合搅拌- 制胚成型一焙烧塑L + 堆场 对砖块强度影响的主要因素有：污泥含量、污泥成分和水泥用量。当污泥含量比例高于1 0 时， 砖块强度呈显著下降趋势；污泥中油脂和有机物多，将导致成型切块整体强度下降；水泥用量在2 0 2 5 时，砖块强度最高。 污泥焚烧制砖 有的污泥含有机质或油类物质较多，易对砖块造成不利影
4、响，可焚烧后将其焚烧灰掺粘土制砖， 工艺流程如下： _ + 干化污泥茎生_ + 焚烧灰塾一混合搅拌_ 制胚成型斗焙烧堡堆场 污泥性质不同，焚烧灰的成分差别很大。一般情况下，要求焚烧灰的成分与制砖粘土的成分接近。 可用加入适量粘土与硅砂的方法，使焚烧灰成分达到制砖粘土的成分标准。适宜配比为粘土：焚烧 灰：硅砂= 5 0 ：1 0 0 ：( 1 5 2 0 ) ( 质量比) 。砖坯的烧结温度以1 0 8 0 1 1 0 0 “ C 为宜，如果温度过高，砖 3 8 5 全国排水委员会2 0 0 6 年年会论文集 块表面将出现熔融现象。 2 2 污泥制生化纤维板 污泥中含有大量的有机成分，其中的粗蛋白
5、( 占3 0 - 4 0 ) 与酶等属于球蛋白，能融于水及稀 酸、稀碱、中性盐的水溶液。蛋白质的变性与凝胶特性可使蛋向质分子逐渐交联增大，在空间结果 上形成网络结构，多糖类物质则起胶合作用。利用蛋白质的变性作用，在碱性条件下将其加热、干 燥、加压后，将污泥制成污泥树脂，使纤维合起来，压制成板。污泥制生化纤维板的工艺如下： 脱水污泥+ 树脂调制纤维处理+ 搅拌预压成型+ 热压 成品 脱水后的污泥含水率降至8 5 一9 0 ；树脂调制是将污泥与药品混合，装入反应器搅拌均匀， 通入蒸汽加热反应；纤维处理可采用麻纺厂、印染厂、纺织厂的废纤维，投料质量比一般为是麻： 石灰：碳酸钠= 1 ：O 。1 5
6、：0 0 5 ；搅拌是将污泥树脂( 干重) 与纤维按质量比2 2 ：1 混合，搅拌均匀， 含水率为7 5 8 0 ：预压成型要求1r a i n 内，压力自1 3 7 2 M P a 提至2 0 5 8 M P a ，并稳定4 r a i n 后 预压成型，湿板坯厚8 5 9 0m m ，含水率6 0 6 5 ；热压采用电热升温，使上下板的温度至1 6 0 ，压力至3 4 3 3 9 2 M P a ，稳定时间3 4 m i n ，逐渐降至O 4 9 M P a ，让蒸汽逸出，反复2 3 次。 温坯经热压，水分蒸发，密度加强，机械强度提高，吸水率下降。 生化纤维板完全可达到国家标准。上海市房地
7、局住宅建筑研究所，曾利用石油化工、印染等工 业废水的处理污泥试制生化纤维板，其强度可达到国家三级硬质纤维板标准。 3 污泥制陶粒 陶粒内部具有无毛细现象的蜂巢状多孔结构，外表玻化成坚硬瓷质外壳，具有质轻可浮于水、 导热系数低、吸水率小、强度高、密度小、耐高温、耐酸碱等特点，可广泛用于建材、建筑、工农 业、交通、绿化、环保等领域中，需求量大。将污泥开辟为新的陶粒原料，可取得巨大的经济效益 和环境效益。 污泥制陶粒原料组成是污水厂污泥、铁矿石、石灰石、粉煤灰等。将污泥脱水，铁矿石粉碎混 合，造粒后入窑烘制。工艺流程如图 垦乌双轴给料机屿煤磨叶混合搅拌机马干煤窑叶煅烧窑当堆场 陶粒本身的技术指标一般
8、均可达到国家有关规定要求，应该注意的主要问题足：当污泥中含有 大量重金属时，要注意窖炉的烟气治理和控制，以及产品重金属溢出性能的监控。广州华穗轻质陶 粒制品厂采用城市污泥烧制陶粒获得成功，年产陶粒1 8 8 万m 3 ，年产轻质陶粒砌块1 8 万m 3 ，在污 泥制陶方面作了大量有益的尝试。 3 污水处理厂污泥材料化利用的发展趋势 虽然材料化利用在污水处理厂污泥处置中的比例还较小，但凭借经济效益明显、无处置残留物 等优势，引起人们广泛关注。目前，污泥材料化利用主要解决规模与普及的问题。一是利用新理论、 新工艺加大现有技术对污泥的选择性，大幅提高污泥处置量：二是拓宽应用领域，进行多用途发展。 国内正研究用于制浆造纸、水泥生产、改性制含碳吸附材料；日本用于玻璃生产研究；德国、瑞士、 美国研究用于制动物饲料等多方面、多领域中。我们相信随着理论研究的不断深入和工艺技术的不 断完善，该项技术必将向规模化、普及化和多用途的方向发展，有着广阔的应用前景。 3 8 6
