[发明专利]干化/半干化污泥理化性能调理剂、应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥调理剂，特别是涉及一种干化/半干化污泥理化性能调理剂及其使用方法，属于环境化工、污泥处置技术领域。

背景技术

市政污泥是污水处理的产物，主要来源于污水处理工艺的初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。随着我国城镇污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。据不完全统计，目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，而大部分未进行规范化的处理处置。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低。因此市政污泥处理处置成为城市发展过程中急需解决的问题。

市政污泥包括处理与处置两个阶段。处理主要是指对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理的过程。处置是指对处理后污泥进行消纳的过程，是污泥处理处置的终极目标。污泥是一种粘土质资源，污泥处置包括土地利用、焚烧、建材化利用、填埋等方式。污泥的建材化利用是市政污泥最终处置的理想方式之一，主要是指以污泥作为原料制造建筑材料，最终产物是可以用于工程的材料或制品。建材利用的主要方式有：污泥烧结制砖、污泥用于水泥熟料的烧制(即水泥窑协同处理处置)、污泥制陶粒等。

在污泥烧结制砖中干化/半干化污泥在砖坯中的掺入比一直是限制市政污泥持续稳定高效建材化利用处置的重要因素。在现有技术中，为了保证成品砖质量，含水率40％的干化/半干化污泥的掺入比一般限定在5％～15％之间。如建筑部2008年《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》行业标准CJ/T289-2008中，出于保证成品砖质量的考虑，建议污泥混合比例不超过10％(污泥含水率不超过40％)。同济大学环境科学与工程学院研发污泥预处理后按5％～10％与粘土混合(折算污泥含水率40％)烧制成砖技术，西安墙体材料研究设计院对城市污泥与页岩混合烧结多孔砖进行了半工业性试验、可行性及工艺研究，在其众多污泥制砖研究中，污泥掺加量均在5％～15％之间(折算污泥含水率40％)。同时后两者的数据还是仅在实验室条件下实现，尚未见公开实际生产中试规模以上试验报告。

现有的污泥烧结砖技术中，污泥掺加量较低的一个技术问题在于，污泥的理化性能，特别是与烧结砖相关的理化性能，与待掺混烧结砖基料(如煤矸石、页岩等)存在差异，在烧结砖过程中两类组分不能协同反应，产生组分化合与物理形变的差异。这种差异的影响随着污泥掺加量的增加而被放大，造成掺加了污泥的砖坯料与一般砖坯料相比，在烧砖过程中，随着温度升高砖坯料中的矿物质间发生的化学反应难控，结构物质体积密度降低、孔隙率增高、吸水率增高、抗压强度降低，最终成品率低，或者成品品质不能满足国家或行业标准。同时，受限于高污泥掺加量条件下的低成品率，污泥烧结砖处置方式始终无法克服市政污泥持续稳定产出量与污泥烧结砖需求量随市场波动之间的矛盾，使市政污泥处置项目不能高效持续运转，往往最终导致市政污泥烧结砖处置项目的失败。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种干化/半干化污泥理化性能调理剂及其应用方法，通过理化调理改变污泥化学组分及烧结过程中的结构物质形变，使污泥建材化处置技术中能够在污泥烧结砖成品率得以保证的前提下大幅提高污泥掺加量。

为实现上述目的，本发明首先提供一种干化/半干化污泥理化性能调理剂，其技术方案如下：

一种干化/半干化污泥理化性能调理剂，其特征在于：组分包括质量百分比的砂或白炭黑90％～95％、铝矾土粉4％～8％、烧碱0.5％～2％。

上述干化/半干化污泥理化性能调理剂在优选条件下，组分包括质量百分比的砂或白炭黑94％、铝矾土粉5％、烧碱1％。

市政污泥的含水率通常在97％～99.8％，干化/半干化污泥是指经处理后含水率一般约在30％～40％的市政污泥。但在专业领域内，干化/半干化污泥并非一个严格以含水率来区分的概念，其含水率可能略低30％或略高于40％，均不影响在污泥处理处置技术中将这类污泥视为干化/半干化污泥。