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中國環境科學會固體廢物分會政府信息網  (2009-4-14 18:11:58)  固廢論文



以科學發展觀為指導,以改善城市生態環境、促進社會經濟可持續發展,是建設資源節約型、環境友好型社會的必由之路。這一建立在以科學發展觀為指導前提下的發展循環經濟,就是構建節約型社會理念的基礎。因此,以技術可靠、經濟合理、綜合治理和利用為目標的新技術,就應當堅持科學研究,因地制宜,注重實效的思路來開展。

目前,各地在對污水、污泥的處理處置中,主要采取臨時填埋的處置方法,這種處理處置方法會影響周圍環境,容易產生二次污染。為此,就城市污泥而言,以焚燒技術進行資源化利用,就成為多元化、綜合性處理處置污泥的主要模式。這對于不斷提高城市污泥的資源化和無害化,對于改善城市生態環境,促進社會經濟可持續發展有積極意義。本文針對這一現狀,提出了利用污泥燒制陶粒新技術的發展與研究的新課題。

應當指出,循環經濟是一種將經濟體系與環境資源緊密結合的生態經濟模式,它主張“減量化、再使用、再循環”的經濟活動原則。它是建立在物質不斷循環利用的基礎之上的,同時又要求經濟運行,必須遵循“資源-產品-再生資源”的物質反復循環流動,也是一種環境友好型、資源節約型社會發展的經濟模式。

 

一、污泥形勢

所謂污泥是指生活污水處理廠的終端廢棄物,亦即統稱生活污泥,同時還有各行各業如印染、造紙、電鍍、冶煉、機制、煉油、釀造、化工制藥的終端排放廢棄物即統稱工業污泥;另外還有江河、湖泊、池塘的疏浚污泥亦統稱河道污泥。

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,后果不堪設想。因此,這是擺在環境治理面前的一個棘手問題。

它的量有多少,僅據目前不完全統計,污水廠污泥的年排脫水污泥2000多萬噸,再加工業及河道污泥就更多了。如果,以呈原始水分狀態估計,我國年排各類污泥約10——15億噸,而且逐年呈上升趨勢。這些污泥其成分復雜、多變,地域分布廣闊。所以,妥然地處理處置污泥,任重而道遠。

目前,這個難題已引起我國政府和社會各界的高度關注。一批有識之士和企業也在這個領域作出積極的努力,但奈于技術、設備和資金的諸多原因,進展僅為開始,成熟當需時間。雖然機遇和空間很大,艱難險阻叢生。

我國對各類廢棄物處理的總方針是“減量化、資源化、無害化”,簡言為:減容、安全、綜合利用。它要求我們以節約經濟,循環經濟的理念悟道,并具有可操作性的實施方法。

 

二、何為陶粒,利用污泥制陶粒的意義

由于廢棄污泥泥源不一,呈現著多變性和多樣性,質地各不相同。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。有的污泥具有殘存能源,干基竟達2000 ~ 5000大卡/ 公斤,這可作為再生能源,在一般窯爐作為燃料摻合使用;有的存有貴重、稀有金屬?勺鬓D、瓦原料予以利用,有的要以物理、化學方法交錯技術予以無害化處置。本文以利用廢棄污泥燒制一種建材深加工的陶粒僅是出路之一。

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,但也有一些仿碎石陶粒不是圓形或橢圓形球體,而呈不規則碎石狀。陶粒形狀因工藝不同而各異。它的表面是一層堅硬的外殼,這層外殼呈陶質或釉質,具有隔水、保氣的作用,并且必須賦予陶粒較高的強度。陶粒徑,一般為5-25mm。陶粒,一般用來取代混凝土中的碎石和卵石。它能使混凝土在不減強度的前提下,大大減輕混凝土的自重。

  陶粒,具有密度小、質輕、保溫、隔熱,而且有較好的物理性能,也可作為水處理中的一種濾料。

 

陶粒的物理力學性能常規要求:

密度(kg /m3

空隙率%

孔隙率%

IH吸水率

%

筒壓強度

MPa

堆積

密度

顆粒

890

1500

2.61

41

42

10.9

10.8

> 30.0

 

隨著經濟的全面發展,陶粒在用于高層建筑、公路橋墩、海運碼頭、保溫隔熱、環保濾料等方面已開始廣泛使用,并已得到市場的接受。以廢棄污泥燒制成陶粒,其意義有兩:一是經濟意義。二是社會環境效益。

利用污泥燒制陶粒,是針對某些有選擇的污泥源,從而向建筑材料這個廣闊領域去尋找出路,應該說這是一個方向。從利用的投入和成品的產出的價值差,去權衡經濟效益的可取性,是應該首要考慮的問題。

就經濟意義而言。污泥是一種廢棄物,源頭的材料是低價值的,燒制陶粒是正規工業,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”所化的代價,及燒制過程中的相應費用。從目前國內已有類似廠的實例說明,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,其產品市場價值可達2A,應該說有50%的毛利,這是值得我們去追求的。所以,最終經濟效益是可取的。二是有選擇的利用污泥燒制陶粒,在技術上已是成熟的,目前市上已有眾多的實例,隨著經濟的發展,市場的需求是呈上升趨勢。三是從其污泥源頭來看,廢棄污泥只能越來越多不會枯絕。從以上三方面因素來看,推廣上述方案無重大風險,它能較好地體現綜合利用、資源化的總原則。

再從社會效益來看。目前的河道淤泥形勢嚴峻,在水庫、湖泊、海岸、河道中,日積月累,漸漸地沉積起來越厚的泥層。這不但使河床抬高,減少庫容,降低通航能力,影響交通,而且又臟又臭,污染水體和環境,導致赤潮、藍藻的爆發,影響生產和生活,更由于調蓄能力的降低、引洪能力的減弱,特別在汛期來臨之時造成洪水泛濫,危及提防,水災難免。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70~98%)難以焚燒,運輸成本高,堆放占地面積大,直接填埋則會使填埋場提前報廢;其三,微生物、病原體含量高,不加處理,直接施用或棄置會污染食物鏈;其四,惡臭污染環境,同時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、土地板結,人類居住環境和食物被無意中污染和破壞。

另外,再從可持續發展的觀點看。經濟的發展,不可避免的使工業會產生廢棄的污泥排放量,這種面廣、量大,且趨日增多的排放后果嚴重,不可避免地制約著可持續發展。例如,造紙、皮革、電鍍、機制、采油、運駁等等,由此產生的污泥又是有害,又是成分復雜。以往傳統做法常常任意流放,目前已到了無處可排、無地可堆的局面,現實的情況是已到了非解決不可的地步。為了我國經濟的可持續發展,為了我們的子孫后代,科學地、合理地處理處置污泥,已成為我輩不可推卸的歷史重任。

 

三、污泥燒制陶粒的基本條件和技術要點

陶粒是一種產品,利用污泥制陶粒對其原料而言,是有一定要求的。具體有以下幾點:

要求一、污泥的化學成分和基本指標。如下表:

                                                                             %

Sio2

AL2O3

Fe2O3

Cao

Mgo

Loss

52 ~ 60

16 ~ 17.5

6.9 ~  9

0.9 ~ 1.8

1.2 ~ 1.9

8.5~ 11

 

由于廢棄污泥來自不同源頭,成分各異。目前,已經掌握可以按工藝要求指標采用校正原料予以調整匹配,所以絕大部分污泥都有可能實現利用。

 

要求二、關于污泥量:

從廣義來講污泥源頭是逐年遞增的,但如定點建陶粒廠,對其泥源供應必須予以穩定為確保。陶粒燒制廠是一個企業,它是有一個基本合理的規模要求的。

目前市上一般中小型企業是以5萬立方米/年、10萬立方米/年、20 ~ 30萬立方米/年的規模。如,以一般起點規模5萬立方米/年為例,年需干基污泥約5萬噸左右,具體數量需按原始含水污泥的水分,根據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對周圍污泥源,作具體的調查。如果多點供泥,泥源離陶粒廠距離一般不宜大于50公里。

要求三、陶粒制作系統技術:

目前,我國陶粒燒制一般采用回轉窯焚燒工藝,與其匹配的原料制備、污泥脫水、干化、粉磨、窯外成球、窯內成球、燒成熱工、篩選分級、原料化驗控制、成品出廠檢測并其相適應的燒成技術,設備配套、自動化控制,已有成熟的經驗。

 

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,以下燒成工藝流程的框圖所示:

 

鑒于以上簡介,面對如此面廣量大,而且日益增多的污泥,也不能談“泥”色變,消極地認為這是一個背不動的包袱。筆者以為應以科學發展觀態度,冷靜理性地擴大思路設法應對,以循環經濟發展的積極的態度去看待,這是一個可被利用的一塊“國土”,是等待我們去發掘的一塊資源。學術上有識之土,應該看到這里具有我們施展聰明才知廣闊空間。一些有遠見的部門和社會企業家們應該關注這個空前廣大的潛在市場,這里有雙贏的事情可做,有大市場的份額可爭取,前途是光明的。

                         本文所涉內容僅供業內同仁參考。







 

 
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