城市污水处理厂污泥快速固化技术

2022-09-12

1 污水厂污泥处理现状

随着我国经济的发展和节能减排措施的实施,不但全国大中城市新建了大量污水处理厂,而且中小城镇也都普遍建设污水处理厂,污水处理量和污泥产量逐年快速增长。预计到2 0 1 0年,全国污水产生量将达到600亿m3/年,如果处理率以50%计,即3 0 0亿m 3/年,产生的湿污泥(含水率约80%)约2600万吨/年。

污泥中含有大量的微生物、病原体、重金属以及有机污染物,含水量一般在8 0%以上,如果处置不当,会造成严重的二次污染。目前污泥的处理方式主要是农用、焚烧和填埋,还有大量的污泥没有经过任何处理,随意弃置。焚烧处理可实现最大的减量化和稳定化,但投资巨大,运行费高。经过消化池处理后的消化污泥,未经任何无害化处置,脱水后直接用于农业,污染程度虽然有所减轻,但仍不符合农用污泥的标准而造成二次污染。如重金属污染等。在目前情况下,填埋仍是污泥处置的主要方法。

脱水后的污泥不能直接填埋,填埋前要经过固化处理。污泥经固化剂固化形成的固化体要达到三个指标才能用于填埋。一是要有一定的土力学强度,否则容易引起填埋场工程地质灾害。污泥经过常规脱水后,含水率一般在8 0%以上,十字板抗剪强度<1 0 k P a。而污泥填埋时,要求十字板抗剪强度≥2 5 k P a,无侧限抗压强度≥5 0 k P a。不经固化的污泥不能满足填埋的最低要求。二是固化体遇水稳定,不再泥化。固化后的污泥如果遇水发生可逆泥化现象,造成固化体解体或者强度大幅降低,使固化体土力学强度低于填埋要求。三是重金属等有害物质难于再溶出。固化体遇水后如果重金属等有害物质能够大量溶出进入水体,将会对水体造成污染,不符合环保的要求。

污泥固化的传统方式是添加水泥、石灰、粉煤灰等固化剂,也使用砂、粘土作为添加混合料,这些处理方式需要添加大量的材料,添加量往往超过4 0%,相当于使填埋场有效容积降低4 0%。如果水泥石灰添加量不足,固化体遇水后易逆转变成污泥。另外,采用水泥石灰固化,固化时间较长,施工场地要求大,在施工工程中,既不环保,也不经济。

使用奥特赛特(Aught—Set)土壤固化剂固化污泥,不但可避免传统方法的缺点,而且污泥固化体可以完全满足污泥填埋的三个技术指标。

2 奥特赛特固化剂简介

Aught—Set系列固化剂是中土(北京)奥特赛特科技发展公司和宁夏奥特赛特技术公司引进国外技术消化、吸收、改进的产品,拥有自主技术和知识产权。该固化剂主要由工业固体废渣组成,是废弃物资源化的典型产品,该产品的商品化使用,对环境的保护有着积极作用。在道路工程方面,被用于塔克拉玛干沙漠公路,宁夏青铜峡大坝镇南翻浆路段、京沪高速铁路试验段、塑黄铁路试验段、青海省县乡级道路修建等。在水利工程方面,被用于北京中南海、北京钓鱼台底泥固化工程、北京昆玉河河底固化处理、新疆石河子水渠、宁夏南部山区集雨窖、集水场建设,天津大港油田浅滩海堤等工程,取得了良好效果。

用于高含水量污泥的固化剂由两种成份组成。主剂A是灰白色的固体粉末,主要由工业废渣和其它矿物质材料组成,含有硅酸盐、铝酸盐、铁铝酸盐成份。附剂B是一种有机和无机的复合盐类。是一种预先混合好的淡黄色粉末。

固化污泥时,需将主剂A和附剂B按一定比例配合使用。

3 固化试验

3.1 脱水反应

将附剂B与含水量80%~86%的污泥以2%~7%的比例拌和后,充分搅拌均匀,污泥中的水份与附剂B发生化学反应,生成大量的水合物,经过4 0分钟后,污泥混合物外观呈现约含水量3 0%左右的湿粘土状。有塑性可挤压成型。

3.2 固化反应

以脱水后混合物5%~1 0%比例掺加主剂A,并充分拌和后用设备挤压成型,在0℃~5℃养护1 2小时后,无侧限强度可达到600~800k Pa,在20℃养护12小时后,无侧限强度可达到1000~1200k Pa,完全满足填埋要求的土力学强度。如果增加主剂A的掺量,提高固化体的强度,可用于公路工程的底基层处理和其它基础工程填埋。