利用城市污泥生产烧结砖的生产试验报告 上(欧帕集团)

   

摘要 利用污泥生产烧结墙体材料是烧结砖厂转型为“城市净化器”的重要内容,但是如何利用污泥却存在许多争议。本文根据东莞市推动的一次利用污泥生产烧结砖的总结报告,比较详细地介绍了这次试验过程中取得的数据和经验,对今后污泥的资源化综合利用具有一定的参考意义。

1、前言

根据东莞市环境保护局《关于开展协同应急处理部分生活污水处理厂污泥的通知》精神,为了缓解东莞市生活污水处理厂产生的污泥远超处置能力的现状,由市环保局牵头,几家单位积极参与应急处置污泥的试验工作,取得了试验的第一手资料,为下一步东莞市污泥资源化处理,特别是在烧结砖厂中的利用积累的宝贵的经验。

试验工作一共进行了40余天,处置污泥260多吨,试制过程中采用了四组试验方案和多个配方,生产烧结砖360万块。

2、污泥

污泥来源于城市污水处理厂污泥,做简单脱水处理达到50%残余含水率后,由东莞市金茂污泥处置有限公司用专用汽车运输到生产现场。污泥经相关权威部门化验,其各种成分见表1和表2。

表1    部分污水处理厂的污泥检验报告(一)

从表1看出,pH值平均数据超标,总镍有一项数据超标,其余均在正常值范围之内。

表2   部分污水处理厂的污泥检验报告(二)

运输到现场的污泥为经过板框式压滤机脱水后的污泥,呈碎块状,有异味,自然含水率为50%左右,从污泥的检验报告分析,污泥中有机物含量30%~40%,总氮(TN)含量12000~19000(干泥mg/kg),并含有锡(Sn)、铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)等重金属元素,基本符合GB/T25031-2010《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》的要求,部分污泥中石灰(CaO)质含量到达到20%以上(见图1)。

3、烘干与脱水

把污泥装到烧砖的窑车上,一组送进隧道窑内与砖坯一起只完成干燥过程,从室温逐渐升温到300℃,干燥过程约10小时,污泥烘干后含水率为30%~40%(见图2中的4-1、4-2);第二组经过烘干以后在随砖坯进入隧道窑经理焙烧过程,经历300℃→1000℃→室温的高温过程30小时,污泥完全脱去物理水分(但是还保持8~9%的结晶水,见图2中的4-3、4-4)。

经过高温脱水的污泥呈红、白、黄、褐等各种颜色,但是最突出是在烘干过程中随水分逸出到污泥表面再结晶的白色毛发状结晶和和颗粒状结晶体,形成严重的泛霜现象,又在1000℃左右的高温下烧结成很多成分不明的固溶体和玻璃体(见图2)。

与没有脱水的污泥一起,形成三组含水率不同的污泥(见表3):

4、 试验配方

遵循循序渐进的原则,在本次试验中我们采用了两种试验方法,第一组是未经处置的污泥;第二组是经过干燥脱去部分水分的污泥,第三组是经过烘干-焙烧处理的污泥。配方参数见表4。

试验采用的各组配方,依次按事先设计的比例(量比),把这些污泥掺兑到建筑渣土(垃圾)中,第一组还需要掺入一定量的粉煤灰作含水率调整剂,在实验砖厂的生产线上混合均匀成为制砖的原料。建筑渣土为实验砖厂目前使用的主要原料,自然含水率26%左右。