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1、关于用湿法窑熟料生产工艺协同处理城市污水处理厂污泥生产水泥熟料的建议报告书（草 案）云南 XX 水泥集团有限公司二九年三月十六日- 2 -目 录第一章 污泥处理项目总论 3 一、概述3 二 、污泥的成分和危害4第二章 项目提出的背景6第三章 水泥工业处置污泥的优势8污泥变水泥城市污染的“零污染”处理8第四章 我公司对城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治的有利条件13第五章 水泥熟料湿法窑用城镇污水处理厂污泥生产水泥的无害化利用处理生产工艺研究16第六章 经典案例19一、独创新技术 破解污泥难题记北京新北水水泥有限责任公司19二、重庆启动城市污泥变水泥项目 一年节省 400 万21三、上海水泥厂
2、利用污泥制水泥23四、水泥厂“吃”污泥“产”水泥25第八章结束- 3 -语29贯彻落实科学发展观 促进污泥资源化无害化处理27第一章 污泥处理项目总论项目名称：关于用水泥熟料湿法窑工艺协同处理城镇污水处理厂污泥生产水泥熟料项目一、概述在城市污水处理过程中，不可避免的将产生含有大量有机物、丰富的氮、磷以及重金属物质，含水率很高的污泥。随着污水处理率及处理程度的提高，污泥产量不可避免的会随之愈来愈大，致使污泥的处置问题日益严重。污泥是城市污水处理厂的必然副产物，污泥的共同特点是水份很高，一般可达 2598，体积庞大，不易处理。污泥对环境的危害主要包括使水源水质恶化，污染土壤和农作物等。随着人们生活
3、水平的提高和生产规模的扩大，污泥这种污染物质的危害性也日益明显。污泥的适用处理技术应使污泥减量化、稳定化、无害化和资源化处理。国家鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。坚持在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处置和综合利用，达到节能减排和发展循环经济的目的。二、 污泥的成分和危害由于污泥含有丰富的N、P 、K等营养元素和有机质以及农作物所必需的硼、锰、锌等微量元素，- 4 -污泥堆肥后施用于农田可供给植物养分，提高土壤有机质含量，改善土壤的物理性质和生物学性质，而且从生态平衡和经济的观点来看,污泥的农用处置途径不需填埋容积，因此污泥土地利用被认为是目前污泥最终处置和再利用的最经济可行的办法，近
4、年来主要集中利用于农田施用、林地施用、园林绿化建设应用、受损土壤的改良和修复等方面。但由于污泥中存在多种毒性污染物，因此在污泥农用过程中具有一定的生态风险。（一）重金属虽然污泥的化学组成因污水来源而异,但一般都或多或少地含有一定量的Cu 、Pb、Zn、Ni、Cr、Hg 、Cd 等重金属元素。由于我国城市污水中工业废水比重较大（2002年浙江省全省废水排放总量达25.9亿t，其中工业废水16.8 亿t ，占废水总量的 64.9%），经二级处理后，相当一部分重金属转移到污泥中去，使污泥中重金属含量接近或者超过我国农用污泥中污染物控制标准(GB 428488)。（二）有毒有害有机污染物美国环境工作者
5、在污泥中检测到了杀虫剂三氯苯氧基乙酸和(二氯二苯三氯乙烷)和二恶英。国内在桃浦污泥中检测到了8种我国环境优先污染物：苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、氯苯、苯酚、硝基苯、苯胺。不同类型污水的污泥中有机污染物的分布不同,工业污水中包含大量石油烃类的化工废水,因而含工业污水的污泥中有机污染物的种类和含量明显比生活污水的污泥多。（三）病原体污泥中存在相当数量的病源微生物和寄生虫卵。从新鲜的污泥- 5 -夏秋季样品共检出12 种细菌：大肠埃希菌、嗜水气单胞菌、产碱普罗威登斯菌、产酸克雷伯菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、假单胞菌、沙门氏菌、摩氏摩根菌、奇异变形杆菌、阿氏肠杆菌，这些病菌中多
6、数属于肠道和呼吸道传染病菌,能引起肠胃炎及生物中毒。病毒有脊髓灰质炎病毒，肝炎病毒、艾柯病毒和柯萨奇病毒等。寄生虫卵主要为蠕虫，以线虫卵和绦虫卵最为常见。从我国具体情况来说污泥的土地利用是最为可行、最为现实的利用方法，目前有直接施用和间接施用两种方式。直接施用是把未经处理的污泥直接施用于农田,显然这种方式忽视了污泥中存在的污染物而导致的潜在环境问题,。间接施用是指污泥消化、堆肥或制成复合肥料后施用，其中污泥堆肥作为一种资源化处理方式，是目前最受欢迎的污泥处理方式。污泥堆肥过程可使有机污染物降解,达到农用标准，可消除污泥恶臭，有效杀灭其所含病原体及虫卵。堆肥过程中还可以使重金属的生物有效性发生变
7、化,水浸提态重金属的含量减小，但重金属总量并不减少，施入土壤后仍然存留在土壤中，长期施用有环境重金属超标的危险。我国现行的控制标准只对污泥农用的污染物浓度作了限制,但对污泥施用地中最多能容纳多少污染物却没有明确的规定，如果无限期过量施用也可能会对土壤性质和生态环境造成一定危害。因此我国规定施用符合污染物控制标准的农用污泥每年不得超过30 t/hm2，且连续施用不得超过20年。鉴于以上原因，世界各国的污泥农用率不高，英国、瑞士、荷兰也仅为 40%50，德国污泥农用的比例从 20 世纪 70 年代中期的38%明显地降低到 1997 年的 27%。除了污泥农用外，在污泥无害化、- 6 -资源化和能源
8、化的过程中，人们一直在寻求开发更为经济有效、无二次污染的处置方法。第二章、项目提出的背景城市污泥是污水处理厂污水处理的必然产物，这种废弃物的处理是污水处理后不可回避的问题，随着污水处理率的不断提高，污水处理厂的数目和处理能力成倍增长，城市污泥的产量也急剧增加，城市污泥处置的矛盾变得日益突出。由于城市污泥具有容量大、不稳定、易腐败、有恶臭、有毒有害等特点。另外，污泥的任意堆弃或直接利用，势必对环境造成二次污染，这不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁，因此必须对其进行适当的处理。在这样的背景下，住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术部建城200923 号关于
9、印发城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）的通知，为推动城镇污水处理厂污泥处理处置技术进步，明确城镇污水处理厂污泥处理处置技术发展方向和技术原则，指导各地开展城镇污水处理厂污泥处理处置技术研发和推广应用，促进工程建设和运行管理，避免二次污染，保护和改善生态环境，促进节能减排和污泥资源化利用，住房和城乡建设部、环境保护部和科学技术部联合制定了城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）。各地住房城乡建设部、环保部和科技主管部门应- 7 -密切合作，加大投入，加强污水处理厂污泥处理处置技术研究开发和推广转化工作。目前，国内利用城市污泥等生产生态水泥处于起步阶段，而在欧美、日本
10、等发达工业国家，已经广泛使用污泥等生产生态水泥（在水泥生产过程中，能源和物质投入、废物和污泥排放物都减少到最底程度，制造过程中的副产物能重新利用）。这既可保护环境、节约资源，又可为污泥寻求一条理想的处置出路，符合循环经济和可持续发展战略。采用污泥做原料生产生态水泥，可以彻底地解决城市污泥问题，是保护生态环境，实现“零污染”最有效的途径，对促进社会可持续发展具有重要意义。由于污泥中含有重金属、有毒有机物和病原微生物等成分，污泥的大规模土地资源化利用因此受到限制，如何妥善处置污泥成为污水处理工作中的一个难题。污泥灰分的成分和化学特性与粘土成分接近，理论上污泥可替代 30的粘土原料参与水泥生产。利用
11、水泥窑不仅可以完全氧化污泥中的有机污染物、消灭病原体，还可将重金属固定于熟料晶格中，减少了污泥的二次污染。以污泥为配料生产生态水泥可实现资源、能源的充分利用，对于重金属含量偏高、不宜农用的污泥是一种有效的处理方式，是变废物为再生资源的另一有效途径，为此，我公司安排化验室的七位化验人员分别对昆明、安宁、楚雄 3 个地区的污水活性污泥（由于时间的关系，没有对印染污泥、造纸污泥、化纤污泥、生物发酵菌渣、制革污泥、石化污泥等进行采样分析）中的有机成分和无机成分进行采样分析（详见附录 1昆明、安宁、楚雄地区城镇污水处理厂污泥成分分析表，得出昆明、安宁、- 8 -楚雄 3 地区的污水活性污泥中的有机和无机
12、成分生产生态水泥的可行性。结果证明，采用我公司湿发窑及水泥窑头窑尾污泥双掺组合生产工艺，用污泥生产生态水泥是可行的！第三章、水泥工业处置污泥的优势污泥变水泥城市污泥的“零污染”处理目前，常规的污泥处理技术包含污泥填埋、污泥堆肥、污泥干燥、污泥焚烧等，这些技术都存在各种各样的问题。污泥填埋会占用大量的土地，同时还会污染地下水；而污泥堆肥处理后用作肥料，会带来烧苗、盐害、病虫害、杂草种子等一系列问题，国家环保部门禁止将污泥作为菜田、稻田的肥料，作为旱田的农肥需要对污泥的成份进行分析，重金属及有害物质不超标方能使用，污泥作为绿地用肥要有园林部门认可，由监测部门跟踪分析方能使用。另外，由于污泥本身含水
13、率高的特性，其处理处置过程中能耗很大，成本较高，污泥焚烧是一种较为理想的污泥处理方式，但焚烧设备投资巨大，操作管理也较为复杂，能耗和运营费用均很高。污泥处理已成为当前一个世界性的难题，也是我国建设生态文明必须解决的一个问题。国内外水泥专业人士对城市污水处理厂的污泥进行过大量的研究，一致认为污泥可用作水泥熟料生产的原料和燃料。水泥窑中使用污泥作为原料以及燃料的替代物，既可以提供一种措施来解决垃圾填埋和- 9 -不当焚烧引起的环境问题，又能够缓解其所代替的原燃料的资源匮乏，同时可以完全避免在热焚烧炉中所产生的污染排放。 对于水泥生产而言，由于回转窑的热容量大，利用前置的分解炉或增设垃圾焚烧装置并不
14、会引起水泥工艺过程控制大的改变，也不存在对系统设备大的改进，因此在单位处置能力的投资上是极其低廉的。 在处理能力上，由于大规模的水泥生产中系统具有很大的热容量，能允许进入物料在数量及质量上的适度波动，因此能包容相对于整个物料处理量中占很小比例的垃圾加入所引起成分的微小改变，所以在废弃物的利用规模上可以远大于现有专业处理设备的处理能力。 同时，由于在水泥矿物的形成过程中有液相出现，因此在使用废弃物以后，其焚烧的残渣可以被水泥矿物吸收或者固熔，从而不存在残渣的处理问题。 正是由于水泥生产过程中的这些得天独厚的特点，为污泥在水泥生产中进行处理提供了技术上的可行性，真正能够做到城市污泥的“零污染”处理
15、，而且与单独建设专用焚化炉相比，具有建设投资省、运行费用低、经济效益好、无害化处理彻底等资源化环保处理的优点。国内的研究及应用状况： 浙江大学材化学院戴恒杰等利用杭州水业集团排放的污泥替代硅质原料烧制水泥熟料，并结合浙江钱潮控股集团有限公司的水泥生产工艺，研究了污泥对水泥熟料烧成和强度性能的影响。戴恒杰等配置了相同率值、不同污泥掺量的生料，在 1400下煅烧。化学分析、- 10 -XRD 分析和强度试验结果表明：掺入适量的污泥能降低熟料游离氧化钙 f-CaO 的含量，促进熟料的烧成，提高熟料强度，尤其是熟料的早期强度。污泥替代硅质原料烧制水泥，不仅可实现污泥的无害化处置和资源化利用，也是提高水泥性能的重要技术措施。 武汉理工大学材料学院的陈袁魁等对武汉市水果湖、南湖的淤泥的特性进行研究后，认为其代替粘土的设想是可以成立的，继而对用其置备水泥熟料进行了实验研究，结果表明：利用淤泥、铁粉和石灰石进行配比，可以制备
