【污水處理技術(shù)】污泥燒制陶粒新技術(shù)的研究
在目前，各地在對(duì)污水、污泥的處理、處置中，主要采取臨時(shí)填埋的處置方法，這種處理處置方法會(huì)影響周?chē)h(huán)境，容易產(chǎn)生二次污染。為此，就城市污泥而言，以焚燒技術(shù)進(jìn)行資源化利用，就成為多元化、綜合性處理和處置污泥的主要模式。在這個(gè)模式下的污泥燒制陶粒新技術(shù)，將對(duì)于不斷提高城市污泥的資源化、無(wú)害化和改善城市市容、提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著積極的意義。本文針對(duì)這一現(xiàn)狀，提出了利用污泥燒制陶粒新技術(shù)這個(gè)新課題，是可持續(xù)發(fā)展的一種實(shí)踐。
一、污泥形勢(shì)
所謂污泥是指生活污水處理廠的終端廢棄物，即統(tǒng)稱(chēng)生活污泥，同時(shí)還有各行各業(yè)如印染、造紙、電鍍、冶煉、機(jī)制、煉油、釀造、化工制藥的終端排放廢棄物，即統(tǒng)稱(chēng)工業(yè)污泥；另外還有江河、湖泊、池塘的疏浚污泥，即統(tǒng)稱(chēng)河道污泥。
這些污泥含有微生物、病原體，氣味惡臭，有的還含有重金屬。如果不予控制處置任其泛濫，后果不堪設(shè)想。因此，這是擺在環(huán)境治理面前的一個(gè)棘手問(wèn)題。
它的量有多少，僅據(jù)目前不完全統(tǒng)計(jì)，污水廠污泥的年排脫水污泥2000多萬(wàn)噸，再加工業(yè)及河道污泥就更多了。如果以呈原始水分狀態(tài)估計(jì)，我國(guó)年排各類(lèi)污泥約10—15億噸，而且逐年呈上升趨勢(shì)。這些污泥其成分復(fù)雜、多變，地域分布廣闊。所以，妥善地處理處置污泥，任重而道遠(yuǎn)。
目前，這個(gè)難題已引起我國(guó)政府和社會(huì)各界的高度關(guān)注。一批有識(shí)之士和企業(yè)也在這個(gè)領(lǐng)域作出積極的努力，但奈于技術(shù)、設(shè)備和資金的諸多原因，進(jìn)展僅為開(kāi)始，成熟當(dāng)需時(shí)間。雖然機(jī)遇和空間很大，艱難險(xiǎn)阻叢生。
我國(guó)對(duì)各類(lèi)廢棄物處理的總方針是“減量化、資源化、無(wú)害化”，簡(jiǎn)言之：減容、安全、綜合利用。它要求我們以節(jié)約經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念悟道，并具有可操作性的實(shí)施方法。
二、何為陶粒，利用污泥制陶粒的意義
由于廢棄污泥呈現(xiàn)著多變性和多樣性，這也決定了處理處置污泥的手段和方法的多種多樣性，很難也不能以一種方法覆蓋全貌。有的需要焚燒，有的可以填埋，有的可以再生資源予以利用，有的要以物理、化學(xué)方法交錯(cuò)技術(shù)予以處置，其中利用廢棄污泥燒制陶粒就是出路之一。
那么，什么是陶粒？陶粒是一種建筑材料。其外觀特征大部分呈圓形或橢圓形球體，也有一些仿碎石陶粒呈不規(guī)則碎石狀。陶粒形狀因工藝不同而各異。它的表面是一層堅(jiān)硬的外殼，這層外殼呈陶質(zhì)或釉質(zhì)，具有隔水、保氣的作用，并且必須賦予陶粒較高的強(qiáng)度。陶粒徑，一般為5-25mm。陶粒，一般用來(lái)取代混凝土中的碎石和卵石。它能使混凝土在不減強(qiáng)度的前提下，大大減輕混凝土的自重。
陶粒具有密度小、質(zhì)輕、保溫、隔熱特點(diǎn)，而且有較好的物理性能，也可作為水處理中的一種濾料。
隨著經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，陶粒在用于高層建筑、公路橋墩、海運(yùn)碼頭、保溫隔熱、環(huán)保濾料等方面已開(kāi)始廣泛使用，并已得到市場(chǎng)的接受。利用污泥燒制陶粒，是針對(duì)某些有選擇的污泥源，從而向建筑材料這個(gè)廣闊領(lǐng)域去尋找出路，應(yīng)該說(shuō)這是一個(gè)方向。從利用的投入和成品的產(chǎn)出的價(jià)值差，去權(quán)衡經(jīng)濟(jì)效益的可取性，是應(yīng)該首要考慮的問(wèn)題。以廢棄污泥燒制成陶粒，其意義有三：一是經(jīng)濟(jì)意義；二是社會(huì)環(huán)境效益；三是可持續(xù)發(fā)展。
就經(jīng)濟(jì)意義而言。污泥是一種廢棄物，源頭的材料是低價(jià)值的，燒制陶粒是正規(guī)工業(yè)，它有自身的原料品位要求。這里所指的投入，其一是把“棄料”改造成“原料”所花的代價(jià)及燒制過(guò)程中的相應(yīng)費(fèi)用。從目前國(guó)內(nèi)已有類(lèi)似廠的實(shí)例說(shuō)明，一立方米的陶粒從廢棄污泥至成品，如以直接成本為A的話，其產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)值可達(dá)2A，應(yīng)該說(shuō)有50%的毛利，這是值得我們?nèi)プ非蟮?。所以，最終經(jīng)濟(jì)效益是可取的。二是有選擇的利用污泥燒制陶粒，在技術(shù)上已經(jīng)成熟，目前市上已有眾多的實(shí)例，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)的需求是呈上升趨勢(shì)。
三是從其污泥源頭來(lái)看，廢棄污泥資源只能越來(lái)越多而不會(huì)枯竭。從以上三方面因素來(lái)看，推廣上述方案無(wú)重大風(fēng)險(xiǎn)，它能較好地體現(xiàn)綜合利用、資源化的總原則。
再?gòu)纳鐣?huì)效益來(lái)看。目前的河道淤泥形勢(shì)嚴(yán)峻，在水庫(kù)、湖泊、海岸、河道中日積月累，漸漸地沉積起來(lái)越厚的泥層。這不但使河床抬高，減少庫(kù)容，降低通航能力，影響交通，而且又臟又臭，污染水體和環(huán)境，導(dǎo)致赤潮、藍(lán)藻的爆發(fā)，影響生產(chǎn)和生活，更由于調(diào)蓄能力的降低、引洪能力的減弱，特別在汛期來(lái)臨之時(shí)造成洪水泛濫，危及提防，水災(zāi)難免。這是其一。其二，城市污水處理廠的污泥，由于污水處理廠的日益發(fā)展，其終端廢棄污泥的排放也日益增多，而它的特征是：含水率高（多達(dá)70~98%）難以焚燒，運(yùn)輸成本高，堆放占地面積大，直接填埋則會(huì)使填埋場(chǎng)提前報(bào)廢；其三，微生物、病原體含量高，不加處理，直接施用或棄置會(huì)污染食物鏈；其四，惡臭污染環(huán)境，同時(shí)向大氣排放溫室氣體（是二氧化碳的20倍）；其五，含有重金屬，如果不加控制使用，可能污染土地，造成不可逆的耕地退化。誠(chéng)然，污泥的危害目前尚還鮮為人知，常常被非法取用，造成土地的重金屬積累超標(biāo)、土地板結(jié)，人類(lèi)居住環(huán)境和食物被無(wú)意中污染和破壞。
另外，再?gòu)目沙掷m(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)看。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不可避免地會(huì)使工業(yè)產(chǎn)生大量的廢棄污泥排放，這種面廣、量大，且趨日增多的排放后果是嚴(yán)重的，也是不可避免地制約著可持續(xù)發(fā)展。例如，造紙、皮革、電鍍、機(jī)制、采油、運(yùn)駁等等，由此產(chǎn)生的污泥既有害，成分又復(fù)雜。以往傳統(tǒng)做法常常任意流放，目前已到了無(wú)處可排、無(wú)地可堆的局面，現(xiàn)實(shí)的情況是已到了非解決不可的地步。為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，為了我們的子孫后代，科學(xué)地、合理地處理處置污泥，已成為我們不可推卸的歷史重任。
三、污泥燒制陶粒的基本條件和技術(shù)要點(diǎn)
陶粒是一種產(chǎn)品，利用污泥制陶粒對(duì)其原料而言，是有一定要求的。具體有以下幾點(diǎn)：
要求一：污泥的化學(xué)成分和基本指標(biāo)（見(jiàn)表2）。
由于廢棄污泥來(lái)自不同源頭，成分各異。目前，已經(jīng)掌握可以按工藝要求指標(biāo)采用校正原料予以調(diào)整匹配，所以絕大部分污泥都有可能實(shí)現(xiàn)利用。
要求二：關(guān)于污泥量。
從廣義來(lái)講污泥源頭是逐年遞增的，但如定點(diǎn)建陶粒廠，對(duì)其泥源供應(yīng)必須予以穩(wěn)定為確保。陶粒燒制廠是一個(gè)企業(yè)，它是有一個(gè)基本合理的規(guī)模要求的。
目前市上一般中小型企業(yè)分別為5萬(wàn)立方米/年、10萬(wàn)立方米/年、20~30萬(wàn)立方米/年的規(guī)模。如，以一般起點(diǎn)規(guī)模5萬(wàn)立方米/年為例，年需干基污泥約5萬(wàn)噸左右，具體數(shù)量需按原始含水污泥的水分，根據(jù)具體情況按物料平衡予以具體確定。由此，如擬建陶粒廠首先應(yīng)對(duì)周?chē)勰嘣醋骶唧w的調(diào)查。如果多點(diǎn)供泥，泥源離陶粒廠距離一般不宜大于50公里。
要求三：陶粒制作系統(tǒng)技術(shù)。
目前，我國(guó)陶粒燒制一般采用回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝，與其匹配的有原料制備、污泥脫水、干化、粉磨、窯外成球、窯內(nèi)成球、燒成熱工、篩選分級(jí)、原料化驗(yàn)控制、成品出廠檢測(cè)并與其相適應(yīng)的燒成技術(shù)，設(shè)備配套、自動(dòng)化控制已有成熟的經(jīng)驗(yàn)。
要求四：陶粒制作的基本工藝流程。
陶粒制作的基本工藝流程，見(jiàn)燒成工藝流程圖示：
鑒于以上的介紹和思考，面對(duì)如此面廣量大，而且日益增多的污泥，也不能談“泥”色變，消極地認(rèn)為這是一個(gè)背不動(dòng)的包袱。筆者以為應(yīng)以科學(xué)發(fā)展觀態(tài)度，冷靜理性地?cái)U(kuò)大思路設(shè)法應(yīng)對(duì)，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的積極的態(tài)度去看待，這是一個(gè)可被利用的一塊“國(guó)土”，是等待我們?nèi)グl(fā)掘的一塊資源。學(xué)術(shù)上有識(shí)之土，應(yīng)該看到這里具有我們施展聰明才智的廣闊空間。一些有遠(yuǎn)見(jiàn)的部門(mén)和社會(huì)企業(yè)家們也應(yīng)該關(guān)注這個(gè)空前廣大的潛在市場(chǎng)，這里有雙贏的事情可做，有大市場(chǎng)的份額可爭(zhēng)取，在堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，充分發(fā)揮和利用污泥燒制陶粒的新技術(shù)，其前途是光明的。
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