改性固化--市政污泥处理的最佳方式

landect

[size=12pt]1、
[/size][font=宋体][size=12pt]简述[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]随着城市污水处理厂的大量建设，污水处理量和污泥产量都不断增长。污泥中含有大量的微生物、病原体、重金属以及有机污染物，含水量一般在[/size][/font][size=12pt]80%[/size][font=宋体][size=12pt]以上，如果处置不当，会造成严重的二次污染。目前污泥的处理方式主要是农用、焚烧和填埋，还有很大量的污泥没有经过任何处理，随意丢弃。由于污泥的含水率高，土力学性能差，污染物含量高，现在的处理方式往往存在环境污染、处理成本过高，同时也容易引起填埋场工程地质灾害。[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]污泥能否填埋取决于污泥或者污泥与其它添加剂形成的混合体的岩土力学性能，污泥填埋时，要求十字板抗剪强度[/size][/font][size=12pt]≥25kPa[/size][font=宋体][size=12pt]，无侧限抗压强度[/size][/font][size=12pt]≥50kPa[/size][font=宋体][size=12pt]。污泥经过常规脱水后，含水率在[/size][/font][size=12pt]80%[/size][font=宋体][size=12pt]以上，字板抗剪强度＜[/size][/font][size=12pt]10kPa[/size][font=宋体][size=12pt]，不能满足填埋的最低要求。[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]为此，需要提高污泥的力学性质，降低含水率。传统的方式是添加水泥和石灰等固化剂，也使用矿化垃圾作为添加混合料，这些方式需要添加大量的材料，添加量超过[/size][/font][size=12pt]30%[/size][font=宋体][size=12pt]，增加了垃圾量，如果再遇水，还可能逆转变成污泥。采用水泥固化，固化时间较长，一般超过[/size][/font][size=12pt]20[/size][font=宋体][size=12pt]天，固化以后，污泥板结成块，后期无法开采利用。采用添加化学药剂的方式固化污泥，添加量可以控制[/size][/font][size=12pt]10%[/size][font=宋体][size=12pt]以内，一般养护时间在[/size][/font][size=12pt]3~7[/size][font=宋体][size=12pt]天，即可达到填埋要求的强度。[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]2、
[/size][font=宋体][size=12pt]固化剂的组成[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]污泥化学固化剂有粉末状的[/size][/font][size=12pt]A[/size][font=宋体][size=12pt]组分和盐类的[/size][/font][size=12pt]B[/size][font=宋体][size=12pt]组分构成，在使用过程中，[/size][/font][size=12pt]A[/size][font=宋体][size=12pt]组分和[/size][/font][size=12pt]B[/size][font=宋体][size=12pt]组分的比例为[/size][/font][size=12pt]4~7[/size][size=12pt]:1[/size][font=宋体][size=12pt]。相当于[/size][/font][size=12pt]4[/size][font=宋体][size=12pt]份[/size][/font][size=12pt]~7[/size][font=宋体][size=12pt]份的[/size][/font][size=12pt]A[/size][font=宋体][size=12pt]配合[/size][/font][size=12pt]1[/size][font=宋体][size=12pt]份的[/size][/font][size=12pt]B[/size][font=宋体][size=12pt]使用。[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]污泥固化剂[/size][/font][size=12pt]A[/size][font=宋体][size=12pt]组分和[/size][/font][size=12pt]B[/size][font=宋体][size=12pt]组分在和污泥混合后，吸收污泥的水分，产生中和反应和水化反应，同时反应放热，局部温度超过[/size][/font][size=12pt]50[/size][font=宋体][size=12pt]度。反应类似于水泥的水化反应，反应后产生较好的胶凝作用，通过胶凝，提高污泥的土力学强度。根据对固化污泥进行无侧限抗压强度测试，固化养护[/size][/font][size=12pt]72[/size][font=宋体][size=12pt]小时候，强度超过[/size][/font][size=12pt]50kPa[/size][font=宋体][size=12pt]，超过污泥填埋作业的强度要求。[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]固化剂[/size][/font][size=12pt]B[/size][font=宋体][size=12pt]组分中含有氯化物，能够和污泥中的重金属离子反应，生成氯化重金属盐。减少重金属离子对环境的危害。[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]化学污泥固化剂通过添加多种矿物盐，对污泥进行了改性，固化后的污养护一段时间后，变成和土一样的颜色，并逐渐散成土颗粒。通过固化，将污泥改性成一般的粘土。[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]3、
[/size][font=宋体][size=12pt]污泥化学固化的生产[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]1）
[/size][font=宋体][size=12pt]将[/size][/font][size=12pt]B[/size][font=宋体][size=12pt]组分的[/size][/font][font=宋体][size=12pt]物料按照设定的比例投入拌料机[/size][/font][font=宋体][size=12pt]，搅拌[/size][/font][size=12pt]2[/size][font=宋体][size=12pt]分钟左右；[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]2）
[/size][font=宋体][size=12pt]将[/size][/font][size=12pt]A[/size][font=宋体][size=12pt]组分的物料按照设定的比例投入拌料机，搅拌[/size][/font][size=12pt]8[/size][font=宋体][size=12pt]分钟左右；[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]3）
[/size][font=宋体][size=12pt]将拌合好的污泥装运到填埋养护区，摊铺成[/size][/font][size=12pt]30~50cm[/size][font=宋体][size=12pt]厚。[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]4）
[/size][font=宋体][size=12pt]如果采用流水线搅拌方式，可以设定自动加料系统，按时间根据用料加料。[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]4、
[/size][font=宋体][size=12pt]预期的效果[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]根据实验室小试的结果，添加[/size][/font][size=12pt]8%[/size][font=宋体][size=12pt]的固化剂，养护[/size][/font][size=12pt]3[/size][font=宋体][size=12pt]天的无侧限抗压强度可以达到[/size][/font][size=12pt]56kPa[/size][font=宋体][size=12pt]，[/size][/font][size=12pt]6[/size][font=宋体][size=12pt]天后可以达到[/size][/font][size=12pt]69kPa[/size][font=宋体][size=12pt]。根据小试的观察，一个周左右，黑色的污泥颜色将转变成一般的泥土色，性状也接近一般泥土。下图照片为固化养护[/size][/font][size=12pt]10[/size][font=宋体][size=12pt]天后的照片。[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt][/size]
[size=12pt] [/size]
[size=12pt]5、
[/size][font=宋体][size=12pt]固化填埋作业的建议[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]污泥化学固化后，可以专门划分区域进行填埋，填埋区可以分为[/size][/font][size=12pt]6[/size][font=宋体][size=12pt]个或者[/size][/font][size=12pt]8[/size][font=宋体][size=12pt]个单元，循环填埋。填埋摊铺厚度选择[/size][/font][size=12pt]30cm~50m[/size][font=宋体][size=12pt]。第一天填埋的污泥养护时间为[/size][/font][size=12pt]5[/size][font=宋体][size=12pt]到[/size][/font][size=12pt]7[/size][font=宋体][size=12pt]天，可以进行上层污泥的填埋。为保证中间层污泥的排水，在填埋高度达到[/size][/font][size=12pt]5[/size][font=宋体][size=12pt]米左右，建议加铺一层土工复合排水网，加速固化污泥的排水，提高承载力。污泥填埋摊铺过程中，为了使得污泥固化排水更快，可以采用翻抛机进行翻抛。[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]固化污泥也可以混合生活垃圾一起填埋，由于污泥固化后土力学强度可以达到填埋作业的要求，含水率降低，基本不会对垃圾体的稳定产生影响。[/size][/font][size=12pt][/size]
[size=12pt]6、
[/size][font=宋体][size=12pt]固化污泥的其它应用[/size][/font][size=12pt][/size]
[font=宋体][size=12pt]污泥固化改性后，性状和一般的泥土相类似。污泥中含有大量的有机质养分，适合作为市政用养殖土，也可以作为生活垃圾填埋场中间覆盖土层或者最终封场植被土层。[/size][/font][size=12pt][/size]

cooker

是个好课题，有没有成本估算？对于可操作性如何评估？
化学药剂在不同pH值下的溶解性，会不会形成二次污染？:)

leetlun

固化剂B组分中含有氯化物，能够和污泥中的重金属离子反应，生成氯化重金属盐。减少重金属离子对环境的危害

这句话不理解，氯化金属盐都是可溶性的，怎么减少重金属离子对环境的危害？？

yanggang

加药方式可不可以是管道混合
另外能不能介绍一下药剂的pH
固化后的土能够用于种植否

menu771222

[quote]原帖由 [i]leetlun[/i] 于 2008-7-14 17:25 发表 [url=http://www.chinacitywater.org/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=486019&ptid=91415]http://www.chinacitywater.org/bbs/images/common/back.gif[/url]
固化剂B组分中含有氯化物，能够和污泥中的重金属离子反应，生成氯化重金属盐。减少重金属离子对环境的危害

这句话不理解，氯化金属盐都是可溶性的，怎么减少重金属离子对环境的危害？？ [/quote]

同意3楼老兄的说法！

另外，楼主只是从提高污泥土力学强度这一方面来谈污泥处理，固化后也仅仅是能满足填埋场的基本填埋要求而已。药剂跟污泥的添加比例是多少？吨污泥所耗药剂成本是多少？污泥中的各种生物细菌怎么处理？是否达到了稳定化无害化的要求？提到的这个重金属问题一点没有解决，用于堆肥和养殖土会对环境造成更大的危害；而且在污泥中还加入了大量的氯离子，楼主也提到了板结不利于后期的再利用，那如果这些固化后的污泥再进行其他利用的时候，加入的这些氯离子在干化或焚烧的时候是不是使得产生二噁英的量更大？
我不做填埋试验，但我做过污泥中加石灰的脱水试验，市政污泥中加入一定比例石灰后长时间在容器中放置，会有明显的水固分层；如果加入石灰短时间后进行离心或板框机脱水，效果不理想；如果加入石灰搅拌均匀后摊铺晾晒，几天后（至少需要4-5天）含水率可以降到50%一下。从成本上来算的话，这个化学固化是否会比加石灰法更低呢？
以我目前的理解，化学固化缺点多余优点，没有解决更实际的问题。当然，也许是我不了解这个方法的根本，希望楼主能解除我的疑虑！期待ing

menu771222

还有，即使是对于填埋场而言提高了污泥的土力学特性，更适宜填埋，那么随着土地资源的减少，污泥填埋场只会越来越少，国家也会逐步限制和减少污泥的填埋处理，从这方面来说，这个化学固化技术的实用性也只会越来越低，并逐步丧失生存空间。从这个长远来考虑的话，这个固化技术研究的意义何在呢？？？

yunyanzi

填埋可能对不同的地区有不同的前景

xyzuser

朋友，想和你聊聊，如果看到的话给我电话可以吗15851159989

sanhe8848

采用水合固化技术，不但能解决污泥浓缩的问题(含水率可以低至10%)，还可以解决填埋场覆盖土的问题，最大的用处还是做成免烧结的建筑用砖（有相关行业检测报告）

yya5810096

固话填埋如果在欠发达地区可以考虑，但是在缺少土地和经济发达地区真的不推荐。