污泥的特性与烧制陶粒的可行性分析

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1、暴浙江大学硕士学位论文污泥的特性与烧制陶粒的可行性研究竿一音己l省二月，.勺=J.杯刁随着经济社会的发展，科学技术的进步，人们生活水平的提高，人类对自身周围天然环境的影响程度逐渐提高。这些影响有些是积极的，可以显著改善提高环境质量;有些是消极的，可能会恶化破坏环境。例如，由于人类的生活和生产活动，使一些人工合成的化学物质进入环境;或者改变某些化学物质在环境中的含量;或者导致一些化学元素富集于一个或一个以上的环境系统中。甚而至于，在人类的生活及生产活动过程中产生的大量有毒有害化学物质排放到大气、上壤及水体等环境中，其数量和速度超过了环境容量和环境的自净能力，使环境的物理、化学和生

2、物特征发生不良变化，从而，影响人类健康和生产活动，或者影响生物的生存，即造成环境污染。另一方面，环境质量的急剧变化又强烈地影响着人类经济社会的发展，科学技术的进步。这从客观上促使人类开始考虑改善提高自身生存环境质量的必要性。与此同时，在物质资料极大丰富的情况下，人类对于提高生活和生产环境质量的要求也越来越强烈。主客观两个方面的要求逐渐使人类意识到，为了实现人类经济社会的持续发展，必须协调人类与环境之间的相互关系，使人类生存发展与环境的发展相辅相成。相对地，城市是人类占绝对优势的自然—经济—社会复合生态系统，城市人口的数量和密度较大，工业产业发达。城市环境的这些特点决定了城市环境

3、的可持续发展是人类自身发展的重要方面。随着城市工业产业的快速发展、城市人口的激增，城市生活污水与工业废水的排放量日益增多。据统计，我国每年的污水排放量已达到620亿吨。伴随而来的污泥(一种污水处理过程中产生的固体废弃物)，其产量巨大。例如，一座二级污水处理厂，产生的污泥量约占处理水量的0.3一0.5%(体积百分比，以含水率为97%计)，如果进行深度处理，污泥量还可能会增加0.5~1.0倍【’]。污泥不仅累积产量巨大，而且其化学组成非常复杂，这是因为污泥的化学组成不仅与生活污水、工业废水的来源有关，而且还与污水、污泥的处理工艺相关。例如，医院排出的污泥中可能含有病原微生物;利用离

4、子膜工艺生产烧碱时，工业废水的污泥中则可能包含重金属Hg;核工业与医院产生的污泥可能具有放射性核素。污泥的性质各异，化学组成复杂，其中还可能含有重金属、耗氧有机化合物(BOD或COD)、有毒有机化合物、病原微生物、放射性核素等污染物质。有鉴于此，这些物质必须得到及时的合理的处理与处置。只有对这些污泥进行合理并且及时的处理和处置，才能:(1)确保污水处理效果，防止二次污染;(2)使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理;(3)使有毒有害的化学物质得到妥善处理或利用;(4)使有用物质得到综合利用，变害为利，变废为宝[2]。另外，虽然污(废)水处理产生的污泥体积比污(废)水的体积小得多，但

5、是污水污泥的处理处置费用相对较高。例如，利用活性污泥法处理废水时，剩余活性污泥体积通常只占到处理污(废)水体积1%以下，但污泥处理设施的投资却占到总投资的30%一40%，甚至超过50%[3J。匆浙江大学硕士学位论文污泥的特性与烧制陶粒的可行性研究综上所述，必须要充分认识到污泥处理处置的重要性。常规的污泥处理工艺流程包括:污泥的浓缩，污泥的消化，污泥的脱水，污泥的干燥与焚烧。污泥经处理后的剩余固体物质的传统处置方法则包括:投海，土地填埋和土地利用。上述这几种污泥处置方法各具特色，可是其缺点也很明显。有鉴于此，当前国内外对于污泥处置的研究热点集中于除土地利用外的其它资源化利用。本项

6、研究的内容就在于分析利用污泥处理后产生的污泥灰烧制污泥灰陶粒的可能性和可行性。参考制造陶瓷材料的相关理论及生产工艺，借鉴利用粉煤灰烧制粉煤灰陶粒的生产实践，在综合分析国内外利用污泥烧制污泥灰陶粒的基础上，提出适于生产污泥灰陶粒的经济合理的原材料配方，为后续相关的科学研究及将来的工业化生产夯实基础。本项研究的现实意义在于:在我国，随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，包括市政污泥在内的固体废弃物的产量逐年递增。与此同时，固体废弃物的处理与处置正受到越来越多的限制。一方面，由于人们对周围环境质量的要求的提高，新的垃圾填埋场的场地选择更加困难;另一方面，原有垃圾填埋场的固废处置能力

7、又十分有限，并且垃圾填埋场的相关建设、管理成本居高不下。现阶段面临的这一系列问题迫使我们必须寻找一种更为经济合理、与环境发展相适应的新的固废处理处置方法。此外，我国的建筑业在现阶段及可预见的未来将得以迅速发展，陶粒这种高性能的建筑原材料的市场需求量也会随之增加。实际上，利用传统焙烧工艺生产的粘土陶粒由于受粘土矿物价格的影响其生产成本较高，因而限制了粘土陶粒的产量，也制约了相关产业的蓬勃发展。而本课题论述的污泥灰陶粒则可以有效地解决我国现阶段及可预见的将来所面临的以上两类难题，从而满足我国对污