中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩分会

陶粒生产中的城市污泥处理技术

来源:浙江大东吴集团 成建跃 郎剑雷方建华[2016/01/05]

核心提示:本文介绍了国内城市污泥处理现状,分析了主流污泥处置技术的优缺点,并提出了一种新的污泥处置方案。本文着重对陶粒生产中掺入污泥的可行性进行讨论和分析,并介绍了实际生产中的污泥陶粒生产工艺、技术。

  0引言

  据住建部《中国城市建设统计年鉴》统计,截止2014年底,污水处理能力为13087万吨/日,较2013年涨幅近5.1%。污水处理量连年增长,污泥作为污水处理的副产物,其产生量也随之增加,2014年底我国城市污水处理量达3827239万吨,而城市湿污泥产生量为2143万吨(保守估计,按1万吨污水产生5.6吨湿污泥计算)。进入2015年,在环保产业的“新常态”下, 我国相继颁布了一系列国家政策和行业标准,其中《水十条》明确了现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造,地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。随着政策利好和高成长性因素驱动下,污泥处理处置行业有望突破瓶颈期,驶入快车道。

  1 城市污泥处理现状

  1.1 卫生填埋

  污泥卫生填埋始于20世纪60年代,是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低,污泥又不需要高度脱水,适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。但是污泥填埋也存在一些问题,尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体,如果填埋场选址或运行不当,这种液体就会进入地下水层,污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷,若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外,适合污泥填埋的场所也因城市污泥的大量产出而越来越有限,这也限制了该法的进一步发展。

  1.2 直接土地利用

  污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点,被认为是最有发展潜力的一种处置方式,这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理的土地利用,可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。但是该方法也有几个问题很难解决,如污泥中的有害生物的完全杀灭,重金属污染等问题。

  1.3 污泥的焚烧

  湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍,没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难,而且在能耗上也是极不经济的。以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积;但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高。

  2 利用陶粒生产进行污泥处理的可行性

  2.1 城市污泥的主要成份

  2.1.1 含水率

  由于城市污水的成份各地都不会相差很大,其含水率的大小一般和污水厂的生产工艺和生产设备有关。一般板框式压虑机含水最低,可达55%左右。带式压虑机在75%左右,而转筒式离心脱水机水分可达80%以上。目前应用最广的是带式压虑机。

  2.1.2 有机质含量

  污泥的有机质含量一般均较高,包含各种成份,一般用烧失量来表示有机质含量。一般城市污泥的干基烧失重在50%-65%之间,有机质在高温下会分解成易燃的挥发份和碳。

  2.1.3其它成份

  城市污泥经烘干,高温烧灼后留下的灰份数量很少,一般只占总量的8%-15%。其成份也有一定的区别,但其主要成分都是陶粒生产中的主要原料。

  2.2 陶粒原料的基本要求

  2.2.1 水份

  陶粒生产的原理可知,只要能满足成球条件,含水率越低其能耗要求越小。因此,陶粒生产中原料的水分一般在17%-30%范围内,过低不利于成球,过高严重影响产量。

  2.2.2 烧失重

  根据陶粒生产中最重要的气体来源反应式;

  2Fe2O3 +C→4FeO+CO2

  一般要求陶粒在最后发气阶段有一定量的碳存在。而烧失量其中最大成分就是有机质,考虑升温段的被分解和被氧化,因此对陶粒原料的烧失量要求一般在5%以上。但当原料中烧失量过多时,陶粒在发气时碳含量过高会造成陶粒软化粘度和表面张力增大,不利于膨胀。因此排除碳酸钙分解的影响,一般要求原料中的烧失量在5%-10%。

  2.2.3化学成份

  根据国内外资料介绍陶粒生产中对原料(干基)化学成份的一般要求:

 2.3城市污泥和页岩原料的配方试验

  2.3.1页岩原料的选择

  根据陶粒生产要求和污泥的性质,适合大量使用污泥的原料应具备含水率低、烧失量小、化学成分合适的条件。经多方筛选,有一种页岩非常适合上述条件。该页岩的含水率在11%左右,其干基化学成分如下。

  2.3.2试验方法

  试验采用操作简单的一段高温烧结法。具体内容为将页岩烘干后粉磨,按配方要求掺入污泥。用手工混合均匀,再成球。将球放入105℃烘箱内烘干,烘干后再将料球放入高温炉内按设定温度烧结10分钟。试验采用最高烧结温度和对应的表观密度为试验结果。

本新闻共2页,当前在第1页  1  2  

(责任编辑:陈宗勤)

中国混凝土与水泥制品网版权与免责声明:
①凡本网注明"来源:中国混凝土与水泥制品网www.concrete365.com"的所有文字、图片和音视频稿件,版权均为"中国混凝土与水泥制品网www.concrete365.com"独家所有,任何媒体、网站或个人在转载使用时必须注明来源"中国混凝土与水泥制品网www.concrete365.com"。违反者本网将依法追究责任。
②本网转载并注明其他来源的稿件,是本着为读者传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。其他媒体、网站或个人从本网转载使用时,必须保留本网注明的稿件来源,禁止擅自篡改稿件来源,并自负版权等法律责任。违反者本网也将依法追究责任。
③ 如本网转载稿涉及版权等问题,请作者一周内来电或来函联系。
最新信息
图片信息
  • 中国混凝土与水泥制品协会:
  • 地址:北京市海淀区三里河路11号
  • 电话:86-10-57811202(会员) 86-10-57811203(标准) 86-10-57811421(培训)
  • 传真:86-10-57811200
相关链接: 中华人民共和国住房和城乡建设部 | 中华人民共和国工业和信息化部 | 中国建筑材料联合会 | 中国砂石协会 | 中国水泥协会 | 中国建筑材料工业规划研究院
兄弟网站:中国建材网 | 中国水泥网 | cement | 中国水泥论坛 | 中国陶瓷网 | 中国石材网 | 中国砖瓦网 | 中国绝热节能材料网 | 中国水泥备件网

©1997-2015 中国混凝土与水泥制品网版权所有 | 浙ICP备13000593号 | 经营许可证编号:浙B2-20130066 | 法律顾问:哲鼎律师事务所