污水处理污泥建材资源化利用现状分析

石雅军

(合肥水泥研究设计院有限公司,安徽 合肥 230051)

在对污水处理污泥的构成进行深入分析后不难发现,污泥中不仅有很多的有机物,还包括了20%～30%的无机物,这些无机物的主要构成为Si、Al、Fe、Ca 等,而这些成分和很多建筑材料生产原料的成分是相同的,因此,使用污水处理污泥进行建筑材料的制造有着很强的可行性和可持续性。在下文的论述中,对一些主要的污泥建材化资源利用情况展开了分析。

1 污泥制砖

1.1 使用干化污泥来直接制砖

使用这一方式开展工作时,一定要对干污泥的化学成分进行相应的调整,这样才能够保证污泥的成分与制砖黏土的化学成分是一致的。工作过程中应遵循以下步骤：第一,要对采集的污水处理污泥开展除臭处理；第二,在除臭处理后的污水处理污泥加入适量的水,保证其含水率超过了90%,第三,使用化学手段也就是水不溶以及弱酸不溶的方式将其中的重金属处理,而且还需要开展破胶处理,以避免污泥出现胶结的问题,这会严重影响污泥脱水的正常进行；第四,开展重力真空测试,使制砖材料相互分离。

使用污泥也可以直接开展干化污泥制砖工作,且由于污泥中有机物的含量比较高,因此使用焙烧的方式可以使污泥产生较大的热能,这是一种重要的能源。但是,在开展高温焙烧的过程中,很多的有机物都会变成气体,这便会使很多的有机物都变成气体,使得污泥砖表面的平整性很差,甚至还会出现裂缝。污泥的添加量不断增加,还会污泥砖的性能有明显的降低。不仅如此,在污泥砖焙烧的期间,也会散发很多的有害气体对环境造成污染。林子增等人利用干化污泥配合页岩及粘土制成 烧结普通砖,污泥掺量在 6%和 5%之内的页岩及粘土烧 结 普 通 砖 , 强 度 等 级 分 别 达 到 MU10 和 MU15 (GB5101-2003)以上,这一强度十分符合承重砖体的使用要求。所生产出的烧结空心砖也能够用来进行填充墙或者是隔离墙的砌筑工作。王艳军等人使用含水量不超过20%的污泥配合一定量的骨料、水泥等,再经过改性处理后造纸产生的黑液来制成路面砖,其中污泥的掺入量有四分之一,但是却取得了非常好的工作效果。

1.2 使用焚烧后的污泥灰渣制砖

在对污水处理污泥开展干化处理后,便可以将其与焚烧、筛选过后的其它原料进行混合加压,焙烧后便可以得到污泥砖。在此期间需要经过高温或者是热解处理,所以污泥焚烧后所获得灰渣中的有机物含量很低,有时还可能会不存在有机物,但其主要成分又和黏土是一致的,因此作为烧结砖的原料能够取得很好的效果。工作过程中,焚烧灰渣的加入量一般会超过50%。可是实际进行污泥焚烧制砖工作时对于压力的要求比较高,所以使用100%的污泥焚烧灰制砖,成型压力一般要在90MPa以上。

1.3 对两种制砖方法的比较

现今的污泥制砖过程中还有比较多的问题,主要体现在：第一,污泥的加入量比较少,干化污泥的加入量通常都是小于30%的,污泥焚烧灰的加入量比较高,可是对于污泥焚烧过程来说,所消耗的能量也是非常大的,且对于制砖压力的要求比较高。因此在以后的工作中应将重点放在怎样有效提升干污泥、湿污泥的加入量上。第二,污泥砖的性能和正常砖之间还是有一定差别的,且污泥加入量的不断增加,会使其砖体的抗压强度、抗折强度会随之降低,因此要进行改性剂如熔融性原料的研究,以进一步提升污泥砖的性能。

2 污泥制生态水泥

上文分析中可以知道,污水处理污泥的构成是非常复杂的,制备过程中会存在较大的烧失量和热值,化学成分与粘土质原料有很多相同之处,比如SiO2、Al2O3、Fe2O3等,而水泥原料的硅质材料正是这样的构成。此外,在实际的水泥生产过程中,除了能够使用污泥来替代原料进行生态水泥的研究,而且还可以将水泥作为热值的来源。日本在1994年便进行了以污泥、垃圾焚烧灰为主要原材料的生态水泥研究工作,并于2001年建成了世界上第一条生态水泥深南高产线。我国的科研工作人员也在积极的使用各种污泥为原材料进行生态水泥的生产工作,研究工作者还把苏州河底泥替代粘土质原料来开展煅烧试验,烧制完成的水泥和普通熟料是一致的,而且安定性也符合标准。

3 结语

综上所述,随着社会的不断发展进步,人们生态环保观念的提升,如何对污水处理污泥进行科学合理的处置已经成为了一项十分重要的工作。而在长期的工作过程中发现,污水处理污泥与建筑施工用的砖体和水泥在很多成分上都是类似的,因此将其作为生产砖体和生态水泥的原材料能够取得意想不到的效果。这不仅有利于生态环境的保护,促进人与自然的和谐共生,而且对于我国建筑行业的长远稳定发展也有着十分积极的意义。在今后的工作中,科研工作者应该不断的深入这方面的研究。