目前,世界上超過(guò)90%的污水處理都采用活性污泥法處理污水,在處理過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生占污水體積0.5%- 1.0%的污泥。污泥含水率高,體積大,易腐爛,成分復雜,含化工剩余、有害、難降解的有機物、病原菌寄生蟲(chóng)(卵)及重金屬等,處理成本高,約占整個(gè)污水工藝運行成本的40%-60%。傳統污泥處理與處置方式如填埋、排海、焚燒等都存在各自的利弊,對環(huán)境都會(huì )造成不同程度的影響。對污泥進(jìn)行減量化和資源化,不僅能實(shí)現物質(zhì)的充分利用、變廢為寶,而且能促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟的建立和可持續發(fā)展。因而,探討污泥治理,特別是屬于危險固廢的化工污泥的減量化、無(wú)害化與資源化具有重要的現實(shí)意義。
化工行業(yè)的污泥不僅體積龐大,且有機毒物含量高,顆粒細,呈絮狀膠體結構,具有高親水性。我國現有大小化工園區1000余個(gè),擁有大小化工企業(yè)10萬(wàn)余家。這些化工企業(yè)每天產(chǎn)生數萬(wàn)噸的剩余污泥,污泥的含水率高達95%以上,且含有各種有機毒物。按照我國最新頒布的《國家危險廢物名錄》規定,眾多石化、醫藥和農藥等行業(yè)廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥為危險固體廢棄物,須送有資質(zhì)的危險廢物處置中心集中處理。
我國化工污泥普遍采用焚燒處理,而焚燒費用高,許多化工企業(yè)轉而采用填埋或堆肥處理剩余污泥,由于污泥中含有大量有機毒物,填埋或堆肥易產(chǎn)生嚴重的二次污染,危害生態(tài)環(huán)境,且堆肥需占用大量農田。因此,如何更有效地處置化工污泥,如何將化工污泥變廢為寶是迫切需要解決的問(wèn)題。目前,用于制陶粒的污泥主要是河道底泥、生活污水處理產(chǎn)生的剩余污泥和市政污泥,而以化工污泥制陶粒的研究鮮有報道。
利用化工污泥制備陶粒工藝步驟:
1、經(jīng)烘干機干燥經(jīng)機械脫水后的化工污泥,得到干化污泥。
2、向污泥中添加輔料(粉煤灰、粘土或沸石粉中的任意一種,任意兩種或三種),輔料占干混料總質(zhì)量的40-70%,干化污泥占干混料總質(zhì)量的30-60%。攪拌均勻,得到干混料。
3、向干混料中加水至質(zhì)量含水率為5-15%,再攪拌混勻。
4、造粒制得生料球。
5、干燥生料球。
6、以每分鐘10-30攝氏度的升溫速率,升溫至1050-1300攝氏度,經(jīng)回轉窯燒結10-20分鐘,冷卻后,即得到陶粒。
制備過(guò)程用到的設備為:烘干機、混料機、污泥陶;剞D窯、冷卻機等,與傳統污泥處理工藝相比,優(yōu)勢如下:
1、以化工脫水污泥為原料制備陶粒,突破了傳統的以粘土、頁(yè)巖等為主要原料的陶粒制備工藝,同時(shí)也開(kāi)辟了固體廢棄物處理的新途徑。
2、所制備的陶?蓮V泛用于廢水處理及生態(tài)修復中,達到了“變廢為寶”、“以廢治廢”目的,具有良好的環(huán)境效益、社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
3、高溫燒結后,污泥中的有機物可得到完全礦化,陶粒的重金屬浸出濃度遠低于國標GB 5085.3-2007(危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別)中規定的浸出液最高允許濃度。