城市生活污泥在制砖工业中的应用

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一、前言

      据不完全统计,全国日污泥排放量4.447万m3,而集中生化处理已成为污水处理的主流。污水厂在净化污水的同时,产生的污泥量约占污水总处理量的0.3%～5%(含水率以97%计),如果对水进行深度处理,污泥量还可能增加0.5～1.0倍。污泥的成分非常复杂,含有很多病菌微生物、寄生虫卵及重金属等,必须进行适当的处理,才能保证污泥的处理效果,避免严重的二次污染。另外,污泥处理的投资和运行费用巨大。因此,寻求经济有效的减容化、无害化和资源化的污泥处理利用技术具有重要的意义。我国的污泥处置大部分以农用、填埋或焚烧处置,在制备建筑材料方面的应用很少。焚烧的技术和设备复杂,能耗大,费用较高,并且有大气污染问题;填埋法则受到用地限制,而且会污染环境;投海会污染海洋,国际公约已明令禁止。污泥制成肥料农用具有经济简便、可资源化等优点,但污泥农用必须注意严格控制有毒物质,尤其要注意重金属的污染。国际上城市污泥的资源化利用研究始于20世纪80年代,主要是利用城市污泥农用、焚烧和制备建筑材料。研究较多的工业发达国家,如日、英、德、新加坡等。国内现行污泥处理能耗大,且造成二次污染,而利用污泥制砖不仅处理了污泥,而且还节约了能源和土地。根据国内外的研究现状,本文对生活污泥在制砖工业中的应用进行了探讨。

二、生活污泥制砖的基本条件

       城市生活污泥是指污水厂处理废水所产生的固体废弃物,在城市污水处理的过程中,产生很多沉淀物与漂浮物,有的是从污水中直接分离出来的,如沉淀池中的沉渣、初次沉淀池中的沉淀物、隔油池和浮选池中的油渣等;有的是在处理过程中产生的,如化学沉淀污泥与生物化学法产生的活性污泥或生物膜等。根据TaniaBasegio和BerndWiebusch对生活污泥和粘土的化学成分的比较(其结果见表1、2),污泥灰中的SiO2含量远低于粘土中的含量,污泥灰中Fe2O3与P2O5的含量比粘土中高10%左右,重金属含量比粘土中要明显的多,其他的含量基本接近,因而生活污泥燃烧后的产物与粘土的组成基本接近,用粘土制砖时加一定量的干生活污泥一般是可行的。因干生活污泥中含有大量的有机物,有一定的燃烧热值,其燃烧热值在10000J/g左右,用于制砖,可节约能源。

5 、砖的强度抗压强度是衡量砖性能的最为重要的指标之一。抗压强度极大的依赖于污泥的含量与烧成温度。干污泥砖的抗压强度随干污泥含量的增加而降低,随烧成温度的升高而升高。10%含量的干污泥砖在1000℃烧成,其抗压强度为二级品。在制污泥灰砖中,P2O5含量越高,SiO2含量越低,其软化性越强;污泥灰抗压强度还依赖污泥灰中铁和钙的含量,铁含量的增加使得砖体抗压强度提高,钙则使其降低。BerndWeibusch用的是污泥灰制砖,在污泥灰含量低于10%时,其抗压性能比干污泥砖和粘土砖都好。当污泥灰含量10%,烧结温度为1020℃时,其砖抗压性能最好,可达138MPa。

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