接受度比较低。
图3-1 污泥制砖样品
日本的污泥焚烧灰制砖技术,走在世界前列。基于污泥焚烧技术在日本大规模的应用和该技术处理污泥比例的进一步上升(日本污泥焚烧比例已高达61%),以及污泥焚烧灰在填埋过程中所必须面对的越来越严格的环境法规要求,污泥焚烧灰的处理与再利用问题就日益凸现出来。污泥焚烧灰制砖技术操作简单,产品可销往市场,从而平衡污泥处理成本,因此,污泥焚烧灰制砖技术在日本收到了越来越多的重视。
利用污泥进行制砖,在其他很多国家同样得到了重视。如,在新加坡,从1984年开始,就有将污泥与粘土混合制砖的报导。干化污泥和粘土的混合物被碾磨、成型并在1080℃的烧窑内焙烧24小时。通过对产品的密度、吸水率、收缩性等参数的对比,表明干化的污泥与粘土混合制砖的最大搀和比例是40%。对污泥焚烧灰与粘土混合制砖的研究结果表明,这样制成的砖的强度比用干化污泥支撑的砖要高。如果加10%的污泥焚烧灰,得到的强度就跟普通的粘土砖一样,焚烧灰与粘土混合制砖的最大掺加比例是50%。
2、污泥制陶粒
自1950年以来,我国在陶粒的研究与生产方面取得了很大发展,至1997年,我国有陶粒生产厂家近40个,总的生产能力近2X10m,其中80%属于700-800级,密度很大,缺少400级以下的轻质陶粒,强度方面只能配置CL300以下的混凝土。由于陶粒特别是轻质陶粒
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有点多、需求量大,因此,开辟新的陶粒原料,开发新的请制陶粒有重要意义。城市污泥产量巨大,将其用于陶粒生产可取的巨大的经济效益和环境效益。
同济大学的研究人员对苏州河底泥的化学成分、矿物成分等性能进行了分析,探索了以底泥为主要原料烧制粘土陶粒的工艺参数,分析了底泥原料及陶粒制品中有害成分的来源,并对其进行了定量的测试。结果表明,经适当的成分调整,利用苏州河底泥能烧制出700#的粘土陶粒产品。经高温焙烧后,苏州河底泥中的重金属将大部分被固溶于陶立中,不会对环境造成二次污染。
在国外,也有很多用污泥制人造轻骨料的研究。将手机的污泥焚烧灰经研磨后与水及一酒精厂的废液混合,将混合物颗粒化并在1050℃焙烧。得到的物质有比传统的人造轻质精细聚合体更小的密度和稍微低一点的强度。
德国有人对利用制革厂污泥制陶瓷产品的可行性做了研究,在制陶器的粘土中加入一定比例的制革污泥,对制成的样品进行了吸水率、多孔性、线性收缩和横向断裂强度等物理性能和浸出液的测试。研究表明生产的陶瓷材料可以作为建筑材料应用。
3、污泥制水泥
世界上发达国家利用水泥窑处理废弃物生产生态水泥已有20余年的历史,拥有成熟的经验,而我国利用垃圾焚烧灰、下水道污泥等危险废弃物来生产水泥尚属起步阶段,有待于进一步的发展。
日本有关研究人员将城市垃圾焚烧灰和下水道污泥一起作为原料来生产生态水泥,不仅减小了废弃物处理的符合,还有效利用了资源和能源。日本的一条日产50吨生态水泥的干法回转窑生产线,垃圾焚烧灰和污泥及含铝的工业废料占原料的60%,烧成温度只在1000-1200℃,节省了大量原料、燃料消耗。
用城市垃圾和污泥来生产生态水泥既拓宽了uancailiao来源,减少了天然资源的小号,降低了水泥生产的成本,又为城市垃圾和污泥的处理处置找到了一条合适的道路,减少了二次污染。这将是一条很有前途、有利于水泥工业和环境可持续发展的途径。
4、污泥制建筑板材
处理后的污泥,经过添加一定的调节剂,可以制作环保的建筑板材,用于建筑外立面、园林道路等室外建筑用材,能够明显降低基础设施建设成本。
图3-2 污泥制成的建筑板材
三、卫生填埋
污泥的卫生填埋是从保护环境角度出发在传统填埋的基础上,经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学的操作方法。不具备土地利用和建筑材料综合利用条件的污泥,可采用填埋处置。国家将逐步限制未经无机化处理的污泥在垃圾填埋场填埋。污泥填埋应满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T 249)的规定;填埋前的污泥需进行稳定化处理;横向剪切强度应大于25kN/m2;填埋场应有沼气利用系统,渗滤液能达标排放。
经过40余年的发展,污泥卫生填埋已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术,其优点是投资省、处理费用较低、实施快、操作相对简单、处理规模大、适应性强,而且经过消化后的污泥有机物含量减少、性能相对稳定、总体积减小,脱水后再进行填埋也就成了一种比较经济的污泥处理方式。但是,脱水污泥含水率往往大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,需经再处理后才能送至生活垃圾填埋场填埋,或者根据污泥的含水率及理化特性等因素设置专用的污泥填埋场。同时,专用污泥填埋场会存在占地面积较大、选址不易、渗沥液难处理并可能影响地下水质以及其他安全隐患等问题,一旦处理不当,很可能会造成二次污染。鉴于目前国内经济的发展状况,污泥填埋在相当长的时间还会继续存在。
污泥的卫生填埋操作环节组成包括:(1)对填埋场地作基础施工,铺设防渗层和排水层:以平地填埋为例,先平整地坪,然后铺压实粘土层,再铺设人工防渗膜,其上设穿孔管网,
管网上铺设一定厚度的砾石保护层;(2)以挡土墙的形式开辟填埋单元:在砾石基础上以挡土墙的形式形成相对独立的填埋单元;(3)填埋操作程序:先将污泥倒入单元,自然沉降24小时后以履带式推土机整平压实,覆盖一定厚度的粘土层,以一定的间隔打通气井;(4)填埋区雨水和污水引流处理:填埋区地表水来源于降雨、污泥沉降和压实出水和渗滤水,雨水进入污水管道会增加污水处理装置的压力,因此应分流。雨水分流主要通过填层覆盖形成缓坡和场地环形雨水沟道来实现,污水由收集管网汇集后进入处理站处理。
污泥填埋分为单独填埋和混合填埋,在欧洲脱水污泥与城市垃圾混合填埋比较多,而在美国多数采用单独填埋。污泥单独填埋可分为三种类型:沟填、平面填埋、筑堤填埋。填埋方法的选择取决于填埋场地的特性和污泥含固率。
1、沟填
沟填就是将污泥挖沟填埋,沟填要求填埋场地具有较厚的土层和较深的地下水位,以保证填埋开挖的深度,并同时保留有足够多的缓冲区。沟填的需土量相对较少,开挖出来的土壤能够满足污泥日覆盖土的用量。
沟填分为两种类型:宽度大于3m的为宽沟填埋,小于3m的为窄沟填埋。窄沟填埋中,机械在地表面上操作;窄沟填埋的单层填埋厚度为0.6-0.9m,可用于含固率相对较低的污泥填埋;窄沟填埋因其沟槽太小,不可能铺设防渗和排水衬层,一般适用于地势较陡的地方;由于填埋设备必须在未经扰动的原状土上工作,因此窄沟填埋的土地利用率不高。宽沟填埋中,机械可在地表面上或沟槽内操作,地面上操作时,所填污泥的含固率要求为20%-28%,沟槽内操作时,含固率要求为>28%;与窄沟填埋相比的优点为可铺设防渗和排水衬层。沟槽的长度和深度根据填埋场地的具体情况,如地下水和基岩的深度、边坡的稳定性以及挖沟机械的能力所决定。
2、平面式填埋
平面式填埋是将污泥堆放在地表面上,再覆盖一层泥土,因不需要挖掘操作,此方于地下水位较浅或土层较薄的场地。由于没有沟槽的支撑,操作机械在填埋表层操作,因此填埋物料必须具有足够的承载力和稳定性,对污泥单独进行填埋往往达不到上述要求,所以一般需要将污泥进行一定的预处理后填埋。平面填埋可分为土墩式和分层式两种方式。
3、堤坝式填埋
堤坝式填埋是指在填埋场地四周建有堤坝,或是利用天然地形(如山谷)对污泥进行填埋,污泥通常由堤坝或山顶向下卸入,因此堤坝上需具备一定的运输通道。堤坝式填埋对填