城市生活污泥在制砖工业中的应用

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1、专题研究2004年第2期砖瓦本栏编辑:王立权城市生活污泥在制砖工业中的应用陈胜霞　张亚梅　(东南大学材料科学与工程系,南京　210096)【摘要】本文叙述了城市生活污泥制砖的基本条件,详细分析了焚烧污泥灰砖和干污泥砖的物理、力学性能。由此总结出,焚烧污泥灰可较高含量地取代粘土制烧结砖,适宜烧成温度为1020℃～1060℃之间;而用干污泥制砖,其适宜干污泥含量为5%～10%之间,烧成温度为960℃～1000℃之间。关键词:生活污泥　综合处理　烧结砖[3]1　前言与生物化学法产生的活性污泥或生物膜等。根据3[4][5]据不完全统计,全国日污泥排放

2、量4.447万m,而TaniaBasegio和BerndWiebusch对生活污泥和粘集中生化处理已成为污水处理的主流。污水厂在净化土的化学成分的比较(其结果见表1、2),污泥灰中的污水的同时,产生的污泥量约占污水总处理量的0.3%SiO2含量远低于粘土中的含量,污泥灰中Fe2O3与～5%(含水率以97%计),如果对水进行深度处理,污泥P2O5的含量比粘土中高10%左右,重金属含量比粘土量还可能增加0.5～1.0倍。污泥的成分非常复杂,含中要明显的多,其他的含量基本接近,因而生活污泥燃有很多病菌微生物、寄生虫卵及重金属等,必须进行适烧后的产物

3、与粘土的组成基本接近,用粘土制砖时加当的处理,才能保证污泥的处理效果,避免严重的二次一定量的干生活污泥一般是可行的。因干生活污泥中[1]污染。另外,污泥处理的投资和运行费用巨大。因含有大量的有机物,有一定的燃烧热值,其燃烧热值在此,寻求经济有效的减容化、无害化和资源化的污泥处10000J/g左右[9],用于制砖,可节约能源。理利用技术具有重要的意义。我国的污泥处置大部分表1　污泥化学组分以农用、填埋或焚烧处置,在制备建筑材料方面的应用质量分数质量分数质量分数很少。焚烧的技术和设备复杂,能耗大,费用较高,并且化学组分化学组分化学组分(%)(%)

4、(%)有大气污染问题;填埋法则受到用地限制,而且会污染有机C6.51Ca2.00Mn26.2环境;投海会污染海洋,国际公约已明令禁止。污泥制N0.98Mg0.024Na0.84成肥料农用具有经济简便、可资源化等优点,但污泥农NH4+0.42S1.33Cr0.81用必须注意严格控制有毒物质,尤其要注意重金属的污NO3+NO20.682Cu1.90Cd0.0138染。国际上城市污泥的资源化利用研究始于20世纪80P0.20Zn11.2Ni1.50年代,主要是利用城市污泥农用、焚烧和制备建筑材K0.01Fe0.632Pb1.50[2]料。研究较多的

5、工业发达国家,如日、英、德、新加坡　　注:污泥样品在105℃下干燥直到重量恒定为止。等。国内现行污泥处理能耗大,且造成二次污染,而利表2　污泥灰和粘土的化学组分用污泥制砖不仅处理了污泥,而且还节约了能源和土主要成分污泥灰粘土地。根据国内外的研究现状,本文对生活污泥在制砖工质量(%)灰A灰B灰C灰D粘土1粘土2粘土3粘土4业中的应用进行了探讨。SiO236.236.530.335.267.155.966.664.82　生活污泥制砖的基本条件Al2O314.212.316.216.913.415.218.020.7城市生活污泥是指污水厂处理废水所

6、产生的固体Fe2O317.915.12.85.65.66.17.66.7废弃物,在城市污水处理的过程中,产生很多沉淀物与CaO10.013.220.816.99.412.21.10.5漂浮物,有的是从污水中直接分离出来的,如沉淀池中P2O51.513.218.413.80.10.20.10.2的沉渣、初次沉淀池中的沉淀物、隔油池和浮选池中的Na2O0.70.60.60.70.30.50.20.2油渣等;有的是在处理过程中产生的,如化学沉淀污泥MgO1.51.52.52.80.96.01.61.02004Brick&Tilewww.brick-

7、tile.com3©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.砖瓦2004年第2期专题研究3　生活污泥制砖利用生活污泥制砖有两种工艺方式,一种是污泥焚烧灰制砖;另一种是干化污泥直接制砖。将污泥焚烧后搜集的灰与粘土混合制砖,其中污泥灰的掺量可高达50%,砖的综合性能好,但没有利用污泥的热值。日本[6]NagaharuOkuno曾报道过用100%的下水道污泥燃烧灰图2　干生活污泥制砖流程图制成砖,在日本已有8家这样的公司。污泥燃烧灰制砖4　焚烧污泥灰砖与干污泥砖性能

8、比较、分析的成型压力都很高,100%的灰粒的最佳成型压力为4.1　砖的吸水率98MPa,在1020℃左右烧成。但也存在一些问题,因表面吸水率是影响砖耐久性的一个关键