多種污泥固化劑固化效果的研究分析*

張美蘭

（上海老港廢棄物處置有限公司，上海 201302）

多種污泥固化劑固化效果的研究分析*

張美蘭

（上海老港廢棄物處置有限公司，上海 201302）

通過6種配方的污泥固化劑的處理效果的比較分析，得出固化劑的利用能夠使污泥處理效果：晴朗天氣條件下，污泥固化后經(jīng)過4 d的養(yǎng)護(hù)，含水率可由80%降至30%，保持低堿度（pH＜10），氨氣釋放量200 mg/L以下，顏色由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榈S色（接近泥土顏色）。

固化劑；固化效果；污泥含水率

1 老港生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)污泥處置概況

自2007年起，老港生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)1～3期開始承擔(dān)市政污泥處置任務(wù)，現(xiàn)行污泥處置技術(shù)路線為“固化預(yù)處理+養(yǎng)護(hù)+衛(wèi)生填埋”，即向污泥中投加10%～12%的固化劑，經(jīng)攪拌混勻后，車運(yùn)至養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地，進(jìn)行5～7 d的攤鋪養(yǎng)護(hù)。固化劑種類不同，固化過程中臭氣的產(chǎn)生情況也不同。因此，固化劑的固化效果如何，臭氣產(chǎn)生量高低直接影響污泥處置的產(chǎn)量及質(zhì)量。本次試驗(yàn)采用6種固化劑開展污泥固化預(yù)處理，并對(duì)其固化效果進(jìn)行了比較分析。

2 試驗(yàn)過程

2.1 試驗(yàn)材料和測(cè)試指標(biāo)

為優(yōu)化污泥處置生產(chǎn)路線，提高污泥產(chǎn)量，本試驗(yàn)擬采用6種固化劑同時(shí)進(jìn)行污泥固化效果比較（試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，避免氣象、地形等因素影響試驗(yàn)）。固化劑分別為4所高校提供的研究配方及老港生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)現(xiàn)行的2種固化劑配方，即：A浙江大學(xué)、B上海交通大學(xué)、C哈爾濱工業(yè)大學(xué)、D同濟(jì)大學(xué)、E泰歷盟公司，F(xiàn)鳴鋒公司（下稱A、B、C、D、E、F）。

比較試驗(yàn)的測(cè)試指標(biāo)包括污泥含水率、pH、臭氣（以氨氣為主）釋放濃度。其中，含水率及pH委托上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院進(jìn)行測(cè)試，氨氣濃度由試驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

2.2 試驗(yàn)步驟

2.2.1 試驗(yàn)安排

試驗(yàn)選址于老港生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)1～3期55#單元。污泥與固化劑的混合攪拌在專門挖制的攪拌池內(nèi)完成。

本試驗(yàn)為期5 d，9月6—10日。其中，6日及7日上午完成6種固化劑與原生污泥的混合攪拌，每半天完成2種。試驗(yàn)先后順序?yàn)椋篈-B-CD（9月6日）、E-F（9月7日）。

設(shè)備配置：挖機(jī)2臺(tái)。

2.2.2 污泥固化養(yǎng)護(hù)程序

將原生污泥經(jīng)污泥車運(yùn)至污泥攪拌池內(nèi)。袋裝固化劑經(jīng)挖機(jī)起吊后，移至攪拌池上方，劃破其底部，使固化劑均勻地散落到污泥表面。由2臺(tái)挖機(jī)同時(shí)對(duì)污泥和固化劑進(jìn)行攪拌30～40 min后，運(yùn)至養(yǎng)護(hù)區(qū)，經(jīng)挖掘機(jī)攤鋪（攤鋪厚度約30 cm）養(yǎng)護(hù)。6種固化劑固化過程中相關(guān)參數(shù)見表1。

2.2.3 污泥養(yǎng)護(hù)及采樣

天氣狀況：試驗(yàn)期間，9月6—9日，天氣晴朗，10日下雨。

污泥養(yǎng)護(hù)：養(yǎng)護(hù)第2天開始，每天早上翻拋1次。

采樣：①氨氣的測(cè)量：根據(jù)風(fēng)向在下風(fēng)口測(cè)定。采樣工具為手動(dòng)采樣器，檢測(cè)管量程選用1～30 mg/m3和10～300 mg/m3。②污泥取樣：第1個(gè)樣品為固化劑與原生污泥混合均勻后，運(yùn)至養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地后取樣。之后，每天6組統(tǒng)一取樣。

表1 污泥固化養(yǎng)護(hù)參數(shù)

試驗(yàn)過程中，現(xiàn)場(chǎng)觀察原生污泥含水率較高。由于原生污泥取樣過程中使用了固化劑包裝，無法測(cè)得正常的氨指數(shù)，故取F組試驗(yàn)時(shí)的原生污泥樣本作為代表。

3 結(jié)果與討論

3.1 固化劑對(duì)污泥含水率的影響

污泥與固化劑及調(diào)理劑混合后，經(jīng)翻拋養(yǎng)護(hù)后含水率變化情況見圖1。

試驗(yàn)結(jié)果顯示：試驗(yàn)所采用的原生污泥含水率為72%，固化劑和調(diào)理劑與污泥攪拌混合運(yùn)至養(yǎng)護(hù)區(qū)后，前3 d污泥含水率呈直線下降，第4天趨于穩(wěn)定。第1天污泥固化攪拌后，含水率均可降至50%～60%。經(jīng)過4 d養(yǎng)護(hù)后，含水率可降至28%～42%。

如圖2所示，養(yǎng)護(hù)第1天，6組試驗(yàn)中含水率均明顯下降，D效果較其他略差。經(jīng)過3 d的養(yǎng)護(hù)，A、B、C、E 4組含水率降低程度相似，均降至約30%，D、F 2組效果較差。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，養(yǎng)護(hù)第4天污泥含水率有所回升，估計(jì)為樣品放置時(shí)間長短所致（樣品為每天采樣，試驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)一測(cè)量，第4天的樣品最為新鮮）。

3.2 固化劑對(duì)污泥pH的影響

由于污泥堿度的強(qiáng)弱直接影響污泥臭氣的產(chǎn)生量，故污泥固化后酸堿度的變化也是衡量固化效果的因素之一。6種固化劑與污泥混合后，對(duì)其酸堿度的影響見圖3。

從圖3可以看出，原生污泥為中性，pH為6.5，加入固化劑后pH均呈堿性。A、B、F 3組中污泥pH升至12以上，堿性較強(qiáng)；C、D、E 3組中污泥pH保持在9左右，屬低堿度固化劑。

3.3 固化劑對(duì)污泥氨氣產(chǎn)生量的影響

污泥與固化劑混合的過程中，會(huì)釋放大量的臭氣，其中氨氣含量較高。此次試驗(yàn)對(duì)污泥進(jìn)行的臭氣監(jiān)測(cè)持續(xù)了5 d，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表2。

表2 固化劑對(duì)污泥氨氣產(chǎn)生量的影響 mg/L

表2中數(shù)據(jù)顯示，原生污泥氨氣釋放量微乎其微，僅4 mg/L，而添加固化劑后，氨氣產(chǎn)生量急劇增加，除A、C 2組外，其余均達(dá)到300 mg/L以上。綜合5 d養(yǎng)護(hù)過程中氨氣的產(chǎn)生量，可得出A、B、C、D 4組明顯優(yōu)于其余2組。而且，C組試驗(yàn)中氨氣產(chǎn)生量始終控制在100 mg/L以下，效果最佳；F組試驗(yàn)中氨氣產(chǎn)生量均在100 mg/L以上，效果最差。

3.4 固化劑對(duì)污泥顏色的影響

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，污泥與固化劑及調(diào)理劑攪拌混合后，養(yǎng)護(hù)前3 d，D和E組仍為黑色，其他組為淡黃色。養(yǎng)護(hù)至第4天，E組污泥轉(zhuǎn)為淡黑色，D仍為黑色，其他組保持淡黃色。

4 結(jié)論

1）固化劑可較大程度上降低污泥含水率，且A、B、C、E 4組污泥含水率下降較大，均降至約30%。

2） 固化劑可使污泥的堿度明顯上升，而C、D、E 3組中污泥pH保持在9左右，屬低堿度固化劑。

3） 固化劑與污泥混合后，A、B、C、D 4組氨氣產(chǎn)生量明顯低于其余2組，且C組效果最佳。

4） A、B、C、F 4組中，固化劑添加后可使污泥由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榈S色。

5）污泥固化劑的選用應(yīng)考慮達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：晴朗天氣條件下，污泥固化后保持低堿度（pH＜10），氨氣釋放量200 mg/L以下，經(jīng)過4 d的養(yǎng)護(hù)，含水率可降低至30%，顏色由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榈S色（接近泥土顏色）。

5 問題與建議

1）試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，污泥與固化劑攪拌過程中產(chǎn)生大量的氨氣，下風(fēng)口無法站人。建議生產(chǎn)作業(yè)中施行封閉作業(yè)（現(xiàn)行污泥生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)），并設(shè)置氨氣等臭氣的集中處置設(shè)施。

2）堿性穩(wěn)定化工藝決定了污泥在養(yǎng)護(hù)過程中會(huì)有大量的氨氣及其他異味釋放，建議開展專題研究，以改善目前的狀況。

3）由于試驗(yàn)條件的限制，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)有所偏差，建議污泥試驗(yàn)中樣品采集時(shí)合理布點(diǎn)，若條件允許，可取3個(gè)樣品測(cè)量取平均值，并增加污泥受壓剪力的測(cè)定。

Curing Effects of Varied Curing Agents for Sludge

Zhang Meilan
（Shanghai Laogang Waste Treatment Co.,Ltd,Shanghai 201302）

Treatment effects of six formulas of curing agents for sludge were compared and analyzed.The results showed that using the curing agents in conditions of fine days,the moisture content of sludge was reduced to 30%from 80%after 4 days’natural drying,the sludge maintained low alkalinity (pH ＜10),released less ammonia than 200 mg/L,and the color of sludge changed from black to light yellow (close to the color of soil).

curing agent；curing effect；moisture content of sludge

X705

A

1005－8206（2012） 01－0026－03

上海市重大專項(xiàng)（超大型固廢處置基地污染減排和資源利用關(guān)鍵技術(shù)集成與示范）

2011-09-22

張美蘭（1984—），碩士。主要從事垃圾滲瀝液、市政污泥的處理處置、垃圾填埋場(chǎng)臭氣污染控制等技術(shù)和工程應(yīng)用研究。

E-mail：mlzhang1984@yahoo.cn。

（責(zé)任編輯：蘇媛）