城市污泥的建材资源化
近年来,污泥污水厂建设规模的不断扩大导致城市污泥生成量持续增高。污泥处置的方法有污泥无害化和资源化处理,污泥建材利用是污泥资源化方式的一种,包含了利用污泥及其焚烧产物制造砖块、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维等。将污泥作为建材的原材料可以更好的缓解污泥危害生态环境,也更好的体现了污泥的资源化和减量化。既可解决污泥对环境造成的不利影响,也可解决污泥的占地问题,变废为宝,更符合生态性的可持续发展战略。
污泥制砖
污泥制砖是指将污泥经过一定处理筛选后,与其他原料或外加剂混合(如黏土、页岩、煤研石、粉煤灰),加压成型,焙烧后制得污泥砖。该方法不仅在坯料中封存污泥中的有毒重金属,杀死有害病菌,实现污泥资源化;同时充分利用污泥热值,制成的污泥砖空隙多、砖质轻,具有一定的隔音隔热的效果,而且完全没有异味。经过条件优化,污泥砖的主要指标可达到普通烧结砖的国家标准,具有高抗压强度、重量比同体积的普通砖轻等优点,可节省10%的能耗,10%-15%的黏土土资源。
常见的污泥制砖有两种方法,分别为污泥焚烧灰制砖和干化污泥直接制砖,目前以干化污泥直接制砖为主,其工艺主要是通过可使用VDB多通道干燥机、打散回转干燥机、内热式单通道干燥机等设备进行污泥干化,将污泥干化后进行磨细处理,之后和其他原料混合加压成型烧制成砖。工艺要点要控制污泥掺量约为10%-20%,当污泥掺量高于30%时,污泥砖抗压强度不能达到砖的性能标准,因为污泥中的有机质会大大降低砖的力学性能。
污泥制陶粒
陶粒是一种人造轻质粗集料,因质轻、高强、保温等特性备受关注,是具有发展潜力的一种新型建材。改性污泥可以制成陶粒作为建筑材料使用。相关方面的研究于20世纪80年代己趋成熟,并己进行大规模应用。
污泥陶粒的制备是用粘土和炉渣做辅助料,污泥为主要原料,经过焙烧、成球形成的具有一定硬度、吸附能力的滤料,可应用于污水处理。陶粒是轻骨料中的重要成员,也是目前应用形式最多的。陶粒烧制一般采用回转窑焚烧工艺,与其匹配的原料制备、污泥脱水、干化、粉磨、窑外成球、窑内成球、烧成热工、筛选分级、原料化验控制、成品出厂检测并其相适应的烧成技术,设备配套、自动化控制。
污泥制水泥
我国建材行业是天然矿物和能源的高消耗行业,每年生产各种建筑材料需消耗50多种资源,给环境带来沉重负担。城市污泥含有20%-30%的无机物,尤其是混凝法处理废水的污泥中含有大量的铝、铁等成分,经焚烧后灰渣可替代部分水泥原料;其添加一定量的石灰,高温焚烧制得质量符合国家标准的生态水泥。
污泥脱水后既可以用作水泥的原材料,也可以起到提供热值的作用。利用污泥做“生态水泥’,基本有三种工艺流程:一是直接对污泥进行脱水利用;二是对污泥进行干化处理,污泥烘干设备可采用VDB多通道干燥机、内热式单通道干燥机、搅拌流化床干燥机等;三是对污泥焚烧成灰利用。无论哪种工艺流程,污泥中无机成分必须符合生产水泥的要求,确保生产出符合国家标准的水泥熟料。目前利用水泥窑处置污泥技术受到关注和广泛应用,这种技术制造的水泥与普通硅酸盐水泥相比在某些性能方而有更为优越的表现。
污泥制作其它建筑材料
污泥的建材利用,除了污泥制砖、污泥制陶粒、污泥制水泥以外,还有许多其它资源化途径。例如利用污泥制玻璃、污泥制造生化纤维板等其他途径。污泥焚烧后的灰烬成分中含有一定量的三氧化二铁和五氧化二磷等晶核物质,因此污泥焚烧适合制作微晶玻璃。污泥为原料制造生化纤维板,主要工艺原理就是利用活性污泥中的生物质含量。这些生物质中所含有机物和酶,即粗蛋白和球蛋白网,这两种大分子有机物质能溶解于酸、碱、盐的水溶液中,利用这一特性,在碱性条件对污泥加热、再经过干燥、加压等工艺便会发生蛋白质的变性作用,利用蛋白质变性作用制作称蛋白胶,也称作活性树脂,在经过漂白、脱脂等步骤压制成板材。污泥与热塑性的聚合物混合从而获得聚合物复合材料。