生態(tài)水泥法處置污水廠污泥措施介紹

1、生態(tài)水泥法處置污水廠污泥措施介紹概述污泥除了有機(jī)物外往往還含有20%30%的無機(jī)物,主要是硅、鋁、鐵和鈣等成分。一般情況下，污泥中灰分的成分和化學(xué)特性與粘土成分接近，理論上污泥可替代30的粘土原料參與水泥生產(chǎn)。生態(tài)水泥以生態(tài)環(huán)境和水泥的合成語而命名的。這種水泥以城市垃圾燒卻灰和下水道污泥為主要原料，經(jīng)過一定的生產(chǎn)工藝制成無公害水泥，把生活垃圾和工業(yè)廢棄物變成了一種有用的資源。早在1993年，日本秩父小野田水泥（株）開展了“都市性綜合廢棄物利用生態(tài)水泥生產(chǎn)技術(shù)”的研究。2001 年在千葉縣建成世界上第一條生態(tài)水泥生產(chǎn)線。我國近年來也開展了利用污泥生產(chǎn)水泥的研究。上海新型建材研究開發(fā)中心在充分論證

2、及實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成功基礎(chǔ)上,分別在濕法回轉(zhuǎn)窯和四級(jí)預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯水泥廠進(jìn)行了多次工業(yè)試驗(yàn)，在濕法生態(tài)水泥生產(chǎn)方面取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。目前，常規(guī)的污泥處理技術(shù)包含污泥填埋、污泥堆肥、污泥干燥、污泥焚燒等，這些技術(shù)都存在各種各樣的問題。污泥填埋會(huì)占用大量的土地，同時(shí)還會(huì)污染地下水；而污泥堆肥處理后用作肥料，會(huì)帶來燒苗、鹽害、病蟲害、雜草種子等一系列問題，國家環(huán)保部門禁止將污泥作為菜田、稻田的肥料，作為旱田的農(nóng)肥需要對(duì)污泥的成份進(jìn)行分析，重金屬及有害物質(zhì)不超標(biāo)方能使用，污泥作為綠地用肥要有園林部門認(rèn)可，由監(jiān)測部門跟蹤分析方能使用。另外，由于污泥本身含水率高的特性，其處理處置過程中能耗很大，成本較高，污泥焚燒

3、是一種較為理想的污泥處理方式，但焚燒設(shè)備投資巨大，操作管理也較為復(fù)雜，能耗和運(yùn)營費(fèi)用均很高。國內(nèi)外水泥專業(yè)人士對(duì)城市污水處理廠的污泥進(jìn)行過大量的研究，一致認(rèn)為污泥可用作水泥熟料生產(chǎn)的原料和燃料。水泥窯中使用污泥作為原料以及燃料的替代物，既可以提供一種措施來解決垃圾填埋和不當(dāng)焚燒引起的環(huán)境問題，又能夠緩解其所代替的原燃料的資源匱乏，同時(shí)可以完全避免在熱焚燒爐中所產(chǎn)生的污染排放。對(duì)于水泥生產(chǎn)而言，由于回轉(zhuǎn)窯的熱容量大,利用前置的分解爐或增設(shè)垃圾焚燒裝置并不會(huì)引起水泥工藝過程控制大的改變，也不存在對(duì)系統(tǒng)設(shè)備大的改進(jìn)，因此在單位處置能力的投資上是極其低廉的。在處理能力上，由于大規(guī)模的水泥生產(chǎn)中系統(tǒng)具有

4、很大的熱容量，能允許進(jìn)入物料在數(shù)量及質(zhì)量上的適度波動(dòng)，因此能包容相對(duì)于整個(gè)物料處理量中占很小比例的垃圾加入所引起成分的微小改變，所以在廢棄物的利用規(guī)模上可以遠(yuǎn)大于現(xiàn)有專業(yè)處理設(shè)備的處理能力。同時(shí)，由于在水泥礦物的形成過程中有液相出現(xiàn)，因此在使用廢棄物以后，其焚燒的殘?jiān)梢员凰嗟V物吸收或者固熔，從而不存在殘?jiān)奶幚韱栴}。正是由于水泥生產(chǎn)過程中的這些得天獨(dú)厚的特點(diǎn)，為污泥在水泥生產(chǎn)中進(jìn)行處理提供了技術(shù)上的可行性，真正能夠做到城市污泥的“零污染”處理，而且與單獨(dú)建設(shè)專用焚化爐相比，具有建設(shè)投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)效益好、無害化處理徹底等資源化環(huán)保處理的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)工藝生態(tài)水泥的制作工藝與普通水泥基本

5、相同，包括生料制備、水泥煅燒和水泥制成的工序。一般生產(chǎn)1 t 生態(tài)水泥需用:垃圾灰0. 5 t、脫水污泥0.3 t 、石灰石及粘土等原料0. 3 t 。上述原料經(jīng)粉磨、均化、成粒，在1 350 溫度下煅燒成熟料，再加入石膏，粉磨制成生態(tài)水泥。由于污泥中的Al2O3含量一般偏低，而且實(shí)際生產(chǎn)中污泥的性質(zhì)會(huì)有很大的變化，因此在生料配比時(shí)，需根據(jù)污泥中和SiO2分析結(jié)果，加入鋁質(zhì)和硅質(zhì)的校正原料。水泥窯處理污泥的優(yōu)勢1) 水泥回轉(zhuǎn)窯有溫度高、熱容量大、熱穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，氣體和物料溫度分別達(dá)到1750和1450。燃燒過程中或過后有富余的氧存在，再加上在水泥窯內(nèi)物料停留時(shí)間長，可以完全氧化污泥中二惡英等

6、有機(jī)污染物、殺死微生物、消滅病原體。2) 水泥窯全系統(tǒng)在負(fù)壓下進(jìn)行，有毒有害氣體不能溢出，除塵效率高；水泥煅燒在堿性條件下進(jìn)行，從而使有毒有害垃圾中的氯、硫、氟等元素在窯內(nèi)被堿性物質(zhì)完全中和吸收，變成無毒的氯化鈣、硫酸鈣、氟化鈣，便于廢氣的凈化（脫酸）處理，而且可以與水泥工藝一并進(jìn)行。3) 污泥中有機(jī)質(zhì)含量高，具有較高的熱值，可代替部分燃料。污泥對(duì)煤的燃燒特性不會(huì)產(chǎn)生不利影響，因此生產(chǎn)生態(tài)水泥時(shí)燃料用量比生產(chǎn)普通水泥少得多。4) 高溫下物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行液相和固相反應(yīng)，污泥中存在的重金屬元素轉(zhuǎn)變成難溶的化合狀態(tài)，結(jié)合進(jìn)熟料晶格中，起到重金屬高溫固化的作用。5) 水泥生產(chǎn)工藝的末端表現(xiàn)為污泥的“

7、零”污染。在回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒過程中，灰渣被完全融合入水泥熟料中，因而無論任何殘?jiān)懦?。生態(tài)水泥的礦物組成與性能特點(diǎn)上海新型建材研究開發(fā)中心在充分論證及實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成功基礎(chǔ)上，分別在S(濕法回轉(zhuǎn)窯)和W(帶四級(jí)預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯)水泥廠進(jìn)行了多次工業(yè)試驗(yàn),結(jié)果表明，采用污泥配料后,熟料的礦物組成、巖相結(jié)構(gòu)、物理性能沒有發(fā)生大的變化,該熟料生產(chǎn)的水泥對(duì)混凝土性能也未產(chǎn)生大的影響。上海市建委專門立項(xiàng)研究利用水泥窯處理污水廠污泥，同時(shí)替代部分水泥原料，生產(chǎn)出產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。重金屬回收與硬化水泥中重金屬的浸出毒性大多數(shù)的Cr和Zn在煅燒過程中進(jìn)入熟料礦物，而Pb、Cu、Cd及其他重金屬以氯化物的形式揮發(fā)并被

8、收集在窯灰中,可對(duì)窯灰中的重金屬進(jìn)行回收處理：首先將窯灰與水混合，然后加入硫酸，在酸性條件下，富含鉛的硫酸鹽沉淀析出，固液分離后，在濾液中加入NaOH和NaSH，控制pH值與氧化還原電位，富含銅的硫化物沉淀析出，從濾液中分離出來，再送入熔爐回收重金屬。污泥進(jìn)行水泥固化處理后也可降低污泥中重金屬浸出，則主要是因?yàn)槠渲杏不酀{體及混凝土中致密的孔結(jié)構(gòu)阻止了溶解在硬化水泥漿體孔隙中重金屬的釋放。對(duì)生態(tài)水泥熟料進(jìn)行重金屬浸出毒性試驗(yàn),結(jié)果符合GB 508585 有色金屬工業(yè)固體廢棄物污染控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，主要是因?yàn)槠渲杏不酀{體及混凝土中致密的孔結(jié)構(gòu)阻止了溶解在硬化水泥漿體孔隙中重金屬的釋放。生態(tài)水泥的應(yīng)用及前景由于生態(tài)水泥在水化時(shí)，生態(tài)水泥會(huì)溶出大量的氯離子，硬化體在養(yǎng)護(hù)和使用過程中也會(huì)釋放出含氯水化物，會(huì)對(duì)水泥中的鋼筋等增強(qiáng)材料造成侵蝕28，因此對(duì)生態(tài)水泥應(yīng)用有一定限制，只可應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、PC鋼絲或鋼纖維增強(qiáng)混凝土以外的領(lǐng)域，如建筑灰漿等，也可以作為土壤固化劑應(yīng)用于農(nóng)村濕地或者沼澤地基的改良中。由于大量工業(yè)廢水超標(biāo)排放使得污泥成分日益復(fù)雜, 污泥中存在大量重金屬、有毒有害有機(jī)污染物和病原微生物等, 使污泥處理難度增加。污泥農(nóng)用作為目前最被認(rèn)為是污泥資源化較為有效的處置方式，但重金屬是限制污泥大規(guī)模土地利用的最主要因素，農(nóng)業(yè)排