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中国环境科学会固体废物分会政府信息网  (2009-4-14 18:11:58)  固废论文



以科学发展观为指导,以改善城市生态环境、促进社会经济可持续发展,是建设资源节约型、环境友好型社会的必由之路。这一建立在以科学发展观为指导前提下的发展循环经济,就是构建节约型社会理念的基础。因此,以技术可靠、经济合理、综合治理和利用为目标的新技术,就应当坚持科学研究,因地制宜,注重实效的思路来开展。

目前,各地在对污水、污泥的处理处置中,主要采取临时填埋的处置方法,这种处理处置方法会影响周围环境,容易产生二次污染。为此,就城市污泥而言,以焚烧技术进行资源化利用,就成为多元化、综合性处理处置污泥的主要模式。这对于不断提高城市污泥的资源化和无害化,对于改善城市生态环境,促进社会经济可持续发展有积极意义。本文针对这一现状,提出了利用污泥烧制陶粒新技术的发展与研究的新课题。

应当指出,循环经济是一种将经济体系与环境资源紧密结合的生态经济模式,它主张“减量化、再使用、再循环”的经济活动原则。它是建立在物质不断循环利用的基础之上的,同时又要求经济运行,必须遵循“资源-产品-再生资源”的物质反复循环流动,也是一种环境友好型、资源节约型社会发展的经济模式。

 

一、污泥形势

所谓污泥是指生活污水处理厂的终端废弃物,亦即统称生活污泥,同时还有各行各业如印染、造纸、电镀、冶炼、机制、炼油、酿造、化工制药的终端排放废弃物即统称工业污泥;另外还有江河、湖泊、池塘的疏浚污泥亦统称河道污泥。

这些污泥含有微生物、病原体、气味恶臭,有的还含有重金属。如果不予控制处置任其泛滥,后果不堪设想。因此,这是摆在环境治理面前的一个棘手问题。

它的量有多少,仅据目前不完全统计,污水厂污泥的年排脱水污泥2000多万吨,再加工业及河道污泥就更多了。如果,以呈原始水分状态估计,我国年排各类污泥约10——15亿吨,而且逐年呈上升趋势。这些污泥其成分复杂、多变,地域分布广阔。所以,妥然地处理处置污泥,任重而道远。

目前,这个难题已引起我国政府和社会各界的高度关注。一批有识之士和企业也在这个领域作出积极的努力,但奈于技术、设备和资金的诸多原因,进展仅为开始,成熟当需时间。虽然机遇和空间很大,艰难险阻丛生。

我国对各类废弃物处理的总方针是“减量化、资源化、无害化”,简言为:减容、安全、综合利用。它要求我们以节约经济,循环经济的理念悟道,并具有可操作性的实施方法。

 

二、何为陶粒,利用污泥制陶粒的意义

由于废弃污泥泥源不一,呈现着多变性和多样性,质地各不相同。这也决定了处理处置污泥的手段和方法的多种多样性,很难也不能以一种方法覆盖全貌。有的污泥具有残存能源,干基竟达2000 ~ 5000大卡/ 公斤,这可作为再生能源,在一般窑炉作为燃料掺合使用;有的存有贵重、稀有金属。可作转、瓦原料予以利用,有的要以物理、化学方法交错技术予以无害化处置。本文以利用废弃污泥烧制一种建材深加工的陶粒仅是出路之一。

那么,什么是陶粒?陶粒是一种建筑材料,其外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体,但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体,而呈不规则碎石状。陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳,这层外壳呈陶质或釉质,具有隔水、保气的作用,并且必须赋予陶粒较高的强度。陶粒径,一般为5-25mm。陶粒,一般用来取代混凝土中的碎石和卵石。它能使混凝土在不减强度的前提下,大大减轻混凝土的自重。

  陶粒,具有密度小、质轻、保温、隔热,而且有较好的物理性能,也可作为水处理中的一种滤料。

 

陶粒的物理力学性能常规要求:

密度(kg /m3

空隙率%

孔隙率%

IH吸水率

%

筒压强度

MPa

堆积

密度

颗粒

890

1500

2.61

41

42

10.9

10.8

> 30.0

 

随着经济的全面发展,陶粒在用于高层建筑、公路桥墩、海运码头、保温隔热、环保滤料等方面已开始广泛使用,并已得到市场的接受。以废弃污泥烧制成陶粒,其意义有两:一是经济意义。二是社会环境效益。

利用污泥烧制陶粒,是针对某些有选择的污泥源,从而向建筑材料这个广阔领域去寻找出路,应该说这是一个方向。从利用的投入和成品的产出的价值差,去权衡经济效益的可取性,是应该首要考虑的问题。

就经济意义而言。污泥是一种废弃物,源头的材料是低价值的,烧制陶粒是正规工业,它有自身的原料品位要求。这里所指的投入,其一是把“弃料”改造成“原料”所化的代价,及烧制过程中的相应费用。从目前国内已有类似厂的实例说明,一立方米的陶粒从废弃污泥至成品,如以直接成本为A的话,其产品市场价值可达2A,应该说有50%的毛利,这是值得我们去追求的。所以,最终经济效益是可取的。二是有选择的利用污泥烧制陶粒,在技术上已是成熟的,目前市上已有众多的实例,随着经济的发展,市场的需求是呈上升趋势。三是从其污泥源头来看,废弃污泥只能越来越多不会枯绝。从以上三方面因素来看,推广上述方案无重大风险,它能较好地体现综合利用、资源化的总原则。

再从社会效益来看。目前的河道淤泥形势严峻,在水库、湖泊、海岸、河道中,日积月累,渐渐地沉积起来越厚的泥层。这不但使河床抬高,减少库容,降低通航能力,影响交通,而且又脏又臭,污染水体和环境,导致赤潮、蓝藻的爆发,影响生产和生活,更由于调蓄能力的降低、引洪能力的减弱,特别在汛期来临之时造成洪水泛滥,危及提防,水灾难免。这是其一。其二,城市污水处理厂的污泥,由于污水处理厂的日益发展,其终端废弃污泥的排放也日益增多,而它的特征是:含水率高(多达70~98%)难以焚烧,运输成本高,堆放占地面积大,直接填埋则会使填埋场提前报废;其三,微生物、病原体含量高,不加处理,直接施用或弃置会污染食物链;其四,恶臭污染环境,同时向大气排放温室气体(是二氧化碳的20倍);其五,含有重金属,如果不加控制使用,可能污染土地,造成不可逆的耕地退化。诚然,污泥的危害目前尚还鲜为人知,常常被非法取用,造成土地的重金属积累超标、土地板结,人类居住环境和食物被无意中污染和破坏。

另外,再从可持续发展的观点看。经济的发展,不可避免的使工业会产生废弃的污泥排放量,这种面广、量大,且趋日增多的排放后果严重,不可避免地制约着可持续发展。例如,造纸、皮革、电镀、机制、采油、运驳等等,由此产生的污泥又是有害,又是成分复杂。以往传统做法常常任意流放,目前已到了无处可排、无地可堆的局面,现实的情况是已到了非解决不可的地步。为了我国经济的可持续发展,为了我们的子孙后代,科学地、合理地处理处置污泥,已成为我辈不可推卸的历史重任。

 

三、污泥烧制陶粒的基本条件和技术要点

陶粒是一种产品,利用污泥制陶粒对其原料而言,是有一定要求的。具体有以下几点:

要求一、污泥的化学成分和基本指标。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

 

由于废弃污泥来自不同源头,成分各异。目前,已经掌握可以按工艺要求指标采用校正原料予以调整匹配,所以绝大部分污泥都有可能实现利用。

 

要求二、关于污泥量:

从广义来讲污泥源头是逐年递增的,但如定点建陶粒厂,对其泥源供应必须予以稳定为确保。陶粒烧制厂是一个企业,它是有一个基本合理的规模要求的。

目前市上一般中小型企业是以5万立方米/年、10万立方米/年、20 ~ 30万立方米/年的规模。如,以一般起点规模5万立方米/年为例,年需干基污泥约5万吨左右,具体数量需按原始含水污泥的水分,根据具体情况按物料平衡予以具体确定。由此,如拟建陶粒厂首先应对周围污泥源,作具体的调查。如果多点供泥,泥源离陶粒厂距离一般不宜大于50公里。

要求三、陶粒制作系统技术:

目前,我国陶粒烧制一般采用回转窑焚烧工艺,与其匹配的原料制备、污泥脱水、干化、粉磨、窑外成球、窑内成球、烧成热工、筛选分级、原料化验控制、成品出厂检测并其相适应的烧成技术,设备配套、自动化控制,已有成熟的经验。

 

要求四、陶粒制作的基本工艺流程:

陶粒制作的基本工艺流程,以下烧成工艺流程的框图所示:

 

鉴于以上简介,面对如此面广量大,而且日益增多的污泥,也不能谈“泥”色变,消极地认为这是一个背不动的包袱。笔者以为应以科学发展观态度,冷静理性地扩大思路设法应对,以循环经济发展的积极的态度去看待,这是一个可被利用的一块“国土”,是等待我们去发掘的一块资源。学术上有识之土,应该看到这里具有我们施展聪明才知广阔空间。一些有远见的部门和社会企业家们应该关注这个空前广大的潜在市场,这里有双赢的事情可做,有大市场的份额可争取,前途是光明的。

                         本文所涉内容仅供业内同仁参考。







 

 
【 文章作者:王   煦 文章来源:本站原创 点击次数:10346 论文录入:admin    责任编辑:admin 】 
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