污水處理污泥建材資源化利用現(xiàn)狀分析

石雅軍

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司,安徽 合肥 230051)

在對污水處理污泥的構(gòu)成進(jìn)行深入分析后不難發(fā)現(xiàn),污泥中不僅有很多的有機(jī)物,還包括了20%～30%的無機(jī)物,這些無機(jī)物的主要構(gòu)成為Si、Al、Fe、Ca 等,而這些成分和很多建筑材料生產(chǎn)原料的成分是相同的,因此,使用污水處理污泥進(jìn)行建筑材料的制造有著很強(qiáng)的可行性和可持續(xù)性。在下文的論述中,對一些主要的污泥建材化資源利用情況展開了分析。

1 污泥制磚

1.1 使用干化污泥來直接制磚

使用這一方式開展工作時(shí),一定要對干污泥的化學(xué)成分進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,這樣才能夠保證污泥的成分與制磚黏土的化學(xué)成分是一致的。工作過程中應(yīng)遵循以下步驟：第一,要對采集的污水處理污泥開展除臭處理；第二,在除臭處理后的污水處理污泥加入適量的水,保證其含水率超過了90%,第三,使用化學(xué)手段也就是水不溶以及弱酸不溶的方式將其中的重金屬處理,而且還需要開展破膠處理,以避免污泥出現(xiàn)膠結(jié)的問題,這會嚴(yán)重影響污泥脫水的正常進(jìn)行；第四,開展重力真空測試,使制磚材料相互分離。

使用污泥也可以直接開展干化污泥制磚工作,且由于污泥中有機(jī)物的含量比較高,因此使用焙燒的方式可以使污泥產(chǎn)生較大的熱能,這是一種重要的能源。但是,在開展高溫焙燒的過程中,很多的有機(jī)物都會變成氣體,這便會使很多的有機(jī)物都變成氣體,使得污泥磚表面的平整性很差,甚至還會出現(xiàn)裂縫。污泥的添加量不斷增加,還會污泥磚的性能有明顯的降低。不僅如此,在污泥磚焙燒的期間,也會散發(fā)很多的有害氣體對環(huán)境造成污染。林子增等人利用干化污泥配合頁巖及粘土制成 燒結(jié)普通磚,污泥摻量在 6%和 5%之內(nèi)的頁巖及粘土燒 結(jié) 普 通 磚 , 強(qiáng) 度 等 級 分 別 達(dá) 到 MU10 和 MU15 (GB5101-2003)以上,這一強(qiáng)度十分符合承重磚體的使用要求。所生產(chǎn)出的燒結(jié)空心磚也能夠用來進(jìn)行填充墻或者是隔離墻的砌筑工作。王艷軍等人使用含水量不超過20%的污泥配合一定量的骨料、水泥等,再經(jīng)過改性處理后造紙產(chǎn)生的黑液來制成路面磚,其中污泥的摻入量有四分之一,但是卻取得了非常好的工作效果。

1.2 使用焚燒后的污泥灰渣制磚

在對污水處理污泥開展干化處理后,便可以將其與焚燒、篩選過后的其它原料進(jìn)行混合加壓,焙燒后便可以得到污泥磚。在此期間需要經(jīng)過高溫或者是熱解處理,所以污泥焚燒后所獲得灰渣中的有機(jī)物含量很低,有時(shí)還可能會不存在有機(jī)物,但其主要成分又和黏土是一致的,因此作為燒結(jié)磚的原料能夠取得很好的效果。工作過程中,焚燒灰渣的加入量一般會超過50%。可是實(shí)際進(jìn)行污泥焚燒制磚工作時(shí)對于壓力的要求比較高,所以使用100%的污泥焚燒灰制磚,成型壓力一般要在90MPa以上。

1.3 對兩種制磚方法的比較

現(xiàn)今的污泥制磚過程中還有比較多的問題,主要體現(xiàn)在：第一,污泥的加入量比較少,干化污泥的加入量通常都是小于30%的,污泥焚燒灰的加入量比較高,可是對于污泥焚燒過程來說,所消耗的能量也是非常大的,且對于制磚壓力的要求比較高。因此在以后的工作中應(yīng)將重點(diǎn)放在怎樣有效提升干污泥、濕污泥的加入量上。第二,污泥磚的性能和正常磚之間還是有一定差別的,且污泥加入量的不斷增加,會使其磚體的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度會隨之降低,因此要進(jìn)行改性劑如熔融性原料的研究,以進(jìn)一步提升污泥磚的性能。

2 污泥制生態(tài)水泥

上文分析中可以知道,污水處理污泥的構(gòu)成是非常復(fù)雜的,制備過程中會存在較大的燒失量和熱值,化學(xué)成分與粘土質(zhì)原料有很多相同之處,比如SiO2、Al2O3、Fe2O3等,而水泥原料的硅質(zhì)材料正是這樣的構(gòu)成。此外,在實(shí)際的水泥生產(chǎn)過程中,除了能夠使用污泥來替代原料進(jìn)行生態(tài)水泥的研究,而且還可以將水泥作為熱值的來源。日本在1994年便進(jìn)行了以污泥、垃圾焚燒灰為主要原材料的生態(tài)水泥研究工作,并于2001年建成了世界上第一條生態(tài)水泥深南高產(chǎn)線。我國的科研工作人員也在積極的使用各種污泥為原材料進(jìn)行生態(tài)水泥的生產(chǎn)工作,研究工作者還把蘇州河底泥替代粘土質(zhì)原料來開展煅燒試驗(yàn),燒制完成的水泥和普通熟料是一致的,而且安定性也符合標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

綜上所述,隨著社會的不斷發(fā)展進(jìn)步,人們生態(tài)環(huán)保觀念的提升,如何對污水處理污泥進(jìn)行科學(xué)合理的處置已經(jīng)成為了一項(xiàng)十分重要的工作。而在長期的工作過程中發(fā)現(xiàn),污水處理污泥與建筑施工用的磚體和水泥在很多成分上都是類似的,因此將其作為生產(chǎn)磚體和生態(tài)水泥的原材料能夠取得意想不到的效果。這不僅有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù),促進(jìn)人與自然的和諧共生,而且對于我國建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展也有著十分積極的意義。在今后的工作中,科研工作者應(yīng)該不斷的深入這方面的研究。