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中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì )固體廢物分會(huì )政府信息網(wǎng)  (2009/4/14 18:11:58)  固廢論文



以科學(xué)發(fā)展觀(guān)為指導,以改善城市生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展,是建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )的必由之路。這一建立在以科學(xué)發(fā)展觀(guān)為指導前提下的發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,就是構建節約型社會(huì )理念的基礎。因此,以技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理、綜合治理和利用為目標的新技術(shù),就應當堅持科學(xué)研究,因地制宜,注重實(shí)效的思路來(lái)開(kāi)展。

目前,各地在對污水、污泥的處理處置中,主要采取臨時(shí)填埋的處置方法,這種處理處置方法會(huì )影響周?chē)h(huán)境,容易產(chǎn)生二次污染。為此,就城市污泥而言,以焚燒技術(shù)進(jìn)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(wú)害化,對于改善城市生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)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(shù)的發(fā)展與研究的新課題。

應當指出,循環(huán)經(jīng)濟是一種將經(jīng)濟體系與環(huán)境資源緊密結合的生態(tài)經(jīng)濟模式,它主張“減量化、再使用、再循環(huán)”的經(jīng)濟活動(dòng)原則。它是建立在物質(zhì)不斷循環(huán)利用的基礎之上的,同時(shí)又要求經(jīng)濟運行,必須遵循“資源-產(chǎn)品-再生資源”的物質(zhì)反復循環(huán)流動(dòng),也是一種環(huán)境友好型、資源節約型社會(huì )發(fā)展的經(jīng)濟模式。

 

一、污泥形勢

所謂污泥是指生活污水處理廠(chǎng)的終端廢棄物,亦即統稱(chēng)生活污泥,同時(shí)還有各行各業(yè)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(chēng)工業(yè)污泥;另外還有江河、湖泊、池塘的疏浚污泥亦統稱(chēng)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(huán)境治理面前的一個(gè)棘手問(wèn)題。

它的量有多少,僅據目前不完全統計,污水廠(chǎng)污泥的年排脫水污泥2000多萬(wàn)噸,再加工業(yè)及河道污泥就更多了。如果,以呈原始水分狀態(tài)估計,我國年排各類(lèi)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(gè)難題已引起我國政府和社會(huì )各界的高度關(guān)注。一批有識之士和企業(yè)也在這個(gè)領(lǐng)域作出積極的努力,但奈于技術(shù)、設備和資金的諸多原因,進(jìn)展僅為開(kāi)始,成熟當需時(shí)間。雖然機遇和空間很大,艱難險阻叢生。

我國對各類(lèi)廢棄物處理的總方針是“減量化、資源化、無(wú)害化”,簡(jiǎn)言為:減容、安全、綜合利用。它要求我們以節約經(jīng)濟,循環(huán)經(jīng)濟的理念悟道,并具有可操作性的實(shí)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(zhù)多變性和多樣性,質(zhì)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(xué)方法交錯技術(shù)予以無(wú)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(guān)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(zhì)或釉質(zhì),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(lái)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(zhì)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(xué)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(zhù)經(jīng)濟的全面發(fā)展,陶粒在用于高層建筑、公路橋墩、海運碼頭、保溫隔熱、環(huán)保濾料等方面已開(kāi)始廣泛使用,并已得到市場(chǎng)的接受。以廢棄污泥燒制成陶粒,其意義有兩:一是經(jīng)濟意義。二是社會(huì )環(huán)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(gè)廣闊領(lǐng)域去尋找出路,應該說(shuō)這是一個(gè)方向。從利用的投入和成品的產(chǎn)出的價(jià)值差,去權衡經(jīng)濟效益的可取性,是應該首要考慮的問(wèn)題。

就經(jīng)濟意義而言。污泥是一種廢棄物,源頭的材料是低價(jià)值的,燒制陶粒是正規工業(yè),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(jià),及燒制過(guò)程中的相應費用。從目前國內已有類(lèi)似廠(chǎng)的實(shí)例說(shuō)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(huà),其產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)值可達2A,應該說(shuō)有50%的毛利,這是值得我們去追求的。所以,最終經(jīng)濟效益是可取的。二是有選擇的利用污泥燒制陶粒,在技術(shù)上已是成熟的,目前市上已有眾多的實(shí)例,隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,市場(chǎng)的需求是呈上升趨勢。三是從其污泥源頭來(lái)看,廢棄污泥只能越來(lái)越多不會(huì )枯絕。從以上三方面因素來(lái)看,推廣上述方案無(wú)重大風(fēng)險,它能較好地體現綜合利用、資源化的總原則。

再從社會(huì )效益來(lái)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(lái)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(huán)境,導致赤潮、藍藻的爆發(fā),影響生產(chǎn)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(lái)臨之時(shí)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(chǎng)的污泥,由于污水處理廠(chǎng)的日益發(fā)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(huì )使填埋場(chǎng)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(huì )污染食物鏈;其四,惡臭污染環(huán)境,同時(shí)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(lèi)居住環(huán)境和食物被無(wú)意中污染和破壞。

另外,再從可持續發(fā)展的觀(guān)點(diǎn)看。經(jīng)濟的發(fā)展,不可避免的使工業(yè)會(huì )產(chǎn)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(zhù)可持續發(fā)展。例如,造紙、皮革、電鍍、機制、采油、運駁等等,由此產(chǎn)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(wú)處可排、無(wú)地可堆的局面,現實(shí)的情況是已到了非解決不可的地步。為了我國經(jīng)濟的可持續發(fā)展,為了我們的子孫后代,科學(xué)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(shù)要點(diǎn)

陶粒是一種產(chǎn)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(diǎn):

要求一、污泥的化學(xué)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(lái)自不同源頭,成分各異。目前,已經(jīng)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(shí)現利用。

 

要求二、關(guān)于污泥量:

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

目前市上一般中小型企業(yè)是以5萬(wàn)立方米/年、10萬(wàn)立方米/年、20 ~ 30萬(wàn)立方米/年的規模。如,以一般起點(diǎn)規模5萬(wàn)立方米/年為例,年需干基污泥約5萬(wàn)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(chǎng)首先應對周?chē)勰嘣,作具體的調查。如果多點(diǎn)供泥,泥源離陶粒廠(chǎng)距離一般不宜大于50公里。

要求三、陶粒制作系統技術(shù):

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(chǎng)檢測并其相適應的燒成技術(shù),設備配套、自動(dòng)化控制,已有成熟的經(jīng)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(jiǎn)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(gè)背不動(dòng)的包袱。筆者以為應以科學(xué)發(fā)展觀(guān)態(tài)度,冷靜理性地擴大思路設法應對,以循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的積極的態(tài)度去看待,這是一個(gè)可被利用的一塊“國土”,是等待我們去發(fā)掘的一塊資源。學(xué)術(shù)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(jiàn)的部門(mén)和社會(huì )企業(yè)家們應該關(guān)注這個(gè)空前廣大的潛在市場(chǎng),這里有雙贏(yíng)的事情可做,有大市場(chǎng)的份額可爭取,前途是光明的。

                         本文所涉內容僅供業(yè)內同仁參考。







 

 
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