城市污泥的建材資源化
近年來,污泥污水廠建設規模的不斷擴大導致城市污泥生成量持續增高。污泥處置的方法有污泥無害化和資源化處理,污泥建材利用是污泥資源化方式的一種,包含了利用污泥及其焚燒產物制造磚塊、水泥、陶粒、玻璃、生化纖維等。將污泥作為建材的原材料可以更好的緩解污泥危害生態環境,也更好的體現了污泥的資源化和減量化。既可解決污泥對環境造成的不利影響,也可解決污泥的占地問題,變廢為寶,更符合生態性的可持續發展戰略。
污泥制磚
污泥制磚是指將污泥經過一定處理篩選后,與其他原料或外加劑混合(如黏土、頁巖、煤研石、粉煤灰),加壓成型,焙燒后制得污泥磚。該方法不僅在坯料中封存污泥中的有毒重金屬,殺死有害病菌,實現污泥資源化;同時充分利用污泥熱值,制成的污泥磚空隙多、磚質輕,具有一定的隔音隔熱的效果,而且完全沒有異味。經過條件優化,污泥磚的主要指標可達到普通燒結磚的國家標準,具有高抗壓強度、重量比同體積的普通磚輕等優點,可節省10%的能耗,10%-15%的黏土土資源。
常見的污泥制磚有兩種方法,分別為污泥焚燒灰制磚和干化污泥直接制磚,目前以干化污泥直接制磚為主,其工藝主要是通過可使用VDB多通道干燥機、打散回轉干燥機、內熱式單通道干燥機等設備進行污泥干化,將污泥干化后進行磨細處理,之后和其他原料混合加壓成型燒制成磚。工藝要點要控制污泥摻量約為10%-20%,當污泥摻量高于30%時,污泥磚抗壓強度不能達到磚的性能標準,因為污泥中的有機質會大大降低磚的力學性能。
污泥制陶粒
陶粒是一種人造輕質粗集料,因質輕、高強、保溫等特性備受關注,是具有發展潛力的一種新型建材。改性污泥可以制成陶粒作為建筑材料使用。相關方面的研究于20世紀80年代己趨成熟,并己進行大規模應用。
污泥陶粒的制備是用粘土和爐渣做輔助料,污泥為主要原料,經過焙燒、成球形成的具有一定硬度、吸附能力的濾料,可應用于污水處理。陶粒是輕骨料中的重要成員,也是目前應用形式最多的。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。
污泥制水泥
我國建材行業是天然礦物和能源的高消耗行業,每年生產各種建筑材料需消耗50多種資源,給環境帶來沉重負擔。城市污泥含有20%-30%的無機物,尤其是混凝法處理廢水的污泥中含有大量的鋁、鐵等成分,經焚燒后灰渣可替代部分水泥原料;其添加一定量的石灰,高溫焚燒制得質量符合國家標準的生態水泥。
污泥脫水后既可以用作水泥的原材料,也可以起到提供熱值的作用。利用污泥做“生態水泥’,基本有三種工藝流程:一是直接對污泥進行脫水利用;二是對污泥進行干化處理,污泥烘干設備可采用VDB多通道干燥機、內熱式單通道干燥機、攪拌流化床干燥機等;三是對污泥焚燒成灰利用。無論哪種工藝流程,污泥中無機成分必須符合生產水泥的要求,確保生產出符合國家標準的水泥熟料。目前利用水泥窯處置污泥技術受到關注和廣泛應用,這種技術制造的水泥與普通硅酸鹽水泥相比在某些性能方而有更為優越的表現。
污泥制作其它建筑材料
污泥的建材利用,除了污泥制磚、污泥制陶粒、污泥制水泥以外,還有許多其它資源化途徑。例如利用污泥制玻璃、污泥制造生化纖維板等其他途徑。污泥焚燒后的灰燼成分中含有一定量的三氧化二鐵和五氧化二磷等晶核物質,因此污泥焚燒適合制作微晶玻璃。污泥為原料制造生化纖維板,主要工藝原理就是利用活性污泥中的生物質含量。這些生物質中所含有機物和酶,即粗蛋白和球蛋白網,這兩種大分子有機物質能溶解于酸、堿、鹽的水溶液中,利用這一特性,在堿性條件對污泥加熱、再經過干燥、加壓等工藝便會發生蛋白質的變性作用,利用蛋白質變性作用制作稱蛋白膠,也稱作活性樹脂,在經過漂白、脫脂等步驟壓制成板材。污泥與熱塑性的聚合物混合從而獲得聚合物復合材料。