目前,我國(guó)中小城市污水處理廠每年產(chǎn)生的剩余干污泥約180萬(wàn)t(含水80%的污泥900萬(wàn)t),預(yù)計(jì)未來5年內(nèi),年干污泥產(chǎn)量將達(dá)到540萬(wàn)t(含水80%的污泥2700萬(wàn)t)。污泥的處理、處置在污水處理中是不可或缺的。
近年來,伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)帶來的建筑、房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,面臨著國(guó)家保護(hù)耕地,限制開采黏土與使用大量建材的矛盾之間,利用污泥生產(chǎn)建材料,不僅可以減少污泥填埋所占用的土地,減少自然資源消耗,而且可以使資源得到循環(huán)利用。既解決了污泥的出路,又解決建材面臨的需求,有利于國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。污泥可用于制磚、制纖維板材、制熔融材料、制陶粒等。
污泥制磚的方法有兩種。一種是用污泥烘干機(jī)烘干后直接制磚,另一種是用污泥灰渣制磚。用干化污泥直接制磚時(shí),應(yīng)對(duì)污泥的成分作適當(dāng)調(diào)整,使其成分與制磚粘土的化學(xué)成分相當(dāng)。當(dāng)污泥與粘土按重量比1:10配料時(shí),污泥磚可達(dá)普通紅磚的強(qiáng)度。利用污泥焚燒灰渣制磚時(shí),灰渣的化學(xué)成分與制磚粘土的化學(xué)成分是比較接近的,制坯時(shí)只需添加適量粘土與硅砂。比較適宜的配料重量比為灰渣:粘土:硅砂=100:50:(15-20)。
這種輕型磚與傳統(tǒng)的粘土實(shí)心磚相比,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、保溫隔熱、抗震等功能。在該產(chǎn)品材料中,活性污泥占30-40%,用這種陶?招拇u代替普通粘土燒結(jié)的實(shí)心磚,既可節(jié)約土地,又節(jié)約能源及鋼材,降低污染,提高綜合效益。
污泥制生化纖維板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有機(jī)物)與球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀堿、中性鹽的水溶液這一性質(zhì),在堿性條件下加熱、干燥、加壓后,發(fā)生蛋白質(zhì)的變性作用,從而制成活性污泥樹脂(又稱蛋白膠),使之與漂白、脫脂處理的廢纖維壓制成板材,其品質(zhì)優(yōu)于國(guó)家三級(jí)硬質(zhì)纖維板的標(biāo)準(zhǔn)。
污泥熔融制得的熔融材料可以做路基、路面、混凝土骨料及地下管道的襯墊材料。利用有害的城市垃圾焚灰和污泥制成有用的建筑材料——生態(tài)水泥,不僅有效地利用了再生資源,而且對(duì)環(huán)境保護(hù)來說無疑是一大貢獻(xiàn)。生態(tài)水泥混凝土的流動(dòng)性好、凝結(jié)時(shí)間短、析水率小,這些性能均有利于混凝土的施工作業(yè)。
我國(guó)經(jīng)過多年引進(jìn)、消化和自主研發(fā),已具備了成熟的陶粒生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備制造能力。污泥制成的陶粒具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔熱、保溫、耐久等特性,節(jié)能效果顯著,用途廣泛。陶粒可直接使用或用于制作陶粒制品;但在回轉(zhuǎn)窯焙燒過程中產(chǎn)生的氯化二苯并二噁英(PCDD)和氯化二苯并呋喃(PCDF),這些物質(zhì)毒性極大,可致癌,控制PCDD、PCDF的排放的較經(jīng)濟(jì)、有效的方法還正在研究中。
城市污泥中含有大量的有機(jī)物,約占70%~80%,脫水污泥發(fā)熱量也很高,在研究中應(yīng)充分利用這一點(diǎn)。目前污泥燃料化的方法有:污泥能量回收系統(tǒng)和污泥燃料。污泥能量回收系統(tǒng)是將剩余活性污泥和初沉池污泥分別進(jìn)行厭氧消化、混合消化,使污泥含水率至80%,加入輕溶劑油,變成流動(dòng)性漿液,送入四效蒸發(fā)器蒸發(fā),后脫輕油成含水率2.6%、含油率0.15%的污泥燃料。污泥燃料是將未消化的混合污泥經(jīng)機(jī)械脫水后,加入重油成流動(dòng)性漿液送至四效蒸發(fā)器蒸發(fā)、脫油,制成含水率5%、含油率10%以下的污泥燃料。
污泥低溫?zé)峤庵朴褪前押蕿?5%的干泥在隔絕空氣下,加熱升溫到450℃左右,在催化劑作用下把污泥中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔铮畲筠D(zhuǎn)化率取決于干污泥的組成和催化劑的種類,其性質(zhì)與柴油相似。
污泥的處理處置已成為環(huán)境綜合治理工作中的新難點(diǎn)、新挑戰(zhàn)。污泥產(chǎn)量在未來的幾年中還將會(huì)大量增長(zhǎng),但是目前國(guó)內(nèi)污泥處理處置水平很低,污泥經(jīng)過常規(guī)的濃縮脫水后,主要是棄置,難以達(dá)到污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求,并帶來環(huán)境的二次污染和污水處理無法正常運(yùn)行的困難。污泥的資源化是解決城市污水廠污泥較佳的出路,能夠達(dá)到污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化資源化的有效處置,兼顧到環(huán)境生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的均衡,適應(yīng)市場(chǎng)需求,發(fā)展前景廣闊,是我們今后研究的主要方向。
(來源:中國(guó)磚瓦論壇)