[发明专利]一种利用湿态污泥与焚烧飞灰制备陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体危险废物处理处置和资源化利用技术领域，尤其是涉及一种利用湿态污泥与焚烧飞灰制备陶粒的方法。

背景技术

随着人口的急剧增加和城市化进程的加快，我国城市生活垃圾产生量和市政污水的排放量与日俱增。据统计，我国城市居民人均日产生垃圾约1.2kg，并以每年8％～10％的速度递增，2005年城市生活垃圾产生量已达1.56亿吨，预计到2010年将达到3.1亿吨。统计数据显示，我国污水排放量由2001年的432.9亿吨增长到2006年的536.8亿吨，年增长率达到4.39％，其中市政污水排放量增长30.1％。

目前，城市生活垃圾的处理处置技术主要以卫生填埋、堆肥和焚烧为主。垃圾焚烧技术不仅能够大大降低垃圾的体积，而且产生的热量可用于发电或供热，因此焚烧已成为当前世界上垃圾处理处置的主要方式。焚烧飞灰是指垃圾、污泥等焚烧的烟气净化系统收集的残余物。经测定，焚烧飞灰常含有较高浸出浓度的铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)等重金属，以及高浓度的二恶英(PCDDs/PCDFs)。飞灰的处理处置方法主要有：水泥固化、沥青固化、熔融固化、化学药剂固化稳定化等。这些传统的方法都是将飞灰作为固体危险废物进行处理，不仅没有实现飞灰的资源化利用，而且大幅增加了飞灰的体积，加大了后续处置的难度。

随着国家对污水处理行业的日益重视，污水处理率不断提高，污泥产量也不断攀升。据统计，全国城镇污水处理厂产生干污泥约180万吨/年(含水80％污泥900万吨)。污泥中含有病原微生物、多种有机和无机污染物及重金属等，属于危险废物。目前主要的污泥处置技术包括卫生填埋、农林利用、焚烧等。污泥卫生填埋占地广，耗时长，渗滤液易污染地下水，而且填埋场还会产生甲烷气体，易引起爆炸和燃烧。污泥的农林利用要求对污泥进行无害化预处理。污泥焚烧则需要高昂的投资和运行成本，且焚烧易造成重金属随烟尘扩散污染空气。

由于传统的焚烧飞灰和市政污泥处理处置技术存在诸多缺点，已经不能满足环境标准的要求，因此科研工作者正在努力寻求更好的处理处置技术。天津泰达环保有限公司的高亮的ZL200610013336.7号“利用垃圾焚烧飞灰为原料的陶粒及其制备方法”的发明专利，为焚烧飞灰的处理处置和资源化利用提供了新的思路。清华大学的金宜英的ZL200710121297.7号“城市生活污水污泥烧结陶粒的方法”的发明专利，为市政污泥的处理找到了新方法。目前利用传统焙烧工艺生产的粘土陶粒由于受粘土矿物价格的影响其生产成本较高，因而限制了粘土陶粒的产量，也制约了建筑行业的发展。而伴随着我国建筑行业的快速发展，对于高性能的陶粒产品需求量巨大。因此制备陶粒是焚烧飞灰和市政污泥非常具有发展前景的一种处理处置及资源化利用方式，但是上述专利所述方法也存在处置对象单一，适用范围局限等问题。目前，利用污泥制备陶粒的方法主要采用干燥污泥作为原料，但是污泥干化的流程复杂、投资运行费用高昂，严重限制了该方法的普及和推广。

发明内容

本发明公开了一种利用湿态污泥与焚烧飞灰制备陶粒的方法，有效实现了两种危险废物的同步处理处置和资源化利用。本发明通过以下技术方案予以实现：

(1)将含水率为75％～85％的市政污泥与焚烧飞灰、膨润土混合，搅拌；

(2)将步骤(1)搅拌后的混合物挤压成型得到陶粒坯料；

(3)将步骤(2)所得坯料加热至烘干温度并保持一定时间；

(4)将步骤(3)所得坯料加热至预热温度并保持一定时间；

(5)将步骤(4)所得坯料加热至焙烧温度并保持一定时间；

(6)将步骤(5)所得产品自然冷却至室温，即得陶粒产品。

本发明中的焚烧飞灰是指在生活垃圾焚烧厂、医疗垃圾焚烧厂、污泥焚烧厂等烟气净化系统收集而得的残余物；本发明中的市政污泥是指城市生活污水处理厂、工业污水处理厂等产生的脱水污泥，其含水率一般为75％～85％。

市政污泥中有机成分含量较高，在高温条件下能够燃烧放热，因此提高市政污泥在混合物中所占的比例，可以起到降低焙烧温度的作用；市政污泥中的CaO、MgO、K₂O、Na₂O等助熔成分的含量与膨润土等助熔剂含量相当，因此提高市政污泥在混合物中所占的比例，可以起到降低助熔剂使用量的作用。但是污泥含水率对于成型的影响较大，因此必须控制市政污泥在混合物中所占的比例。本发明中市政污泥、焚烧飞灰、膨润土的质量比为(30～50)∶(6～10)∶(1～4)。