污泥資源化利用與發(fā)展前景(已改無錯字)
2022-08-25 04:25:57 本頁面
【正文】 991 年在日本東京成立，日產(chǎn) 5500 塊污泥磚，消耗 15 噸污泥灰，重金屬浸出毒性檢測合格；日本東京市自 20 世紀(jì) 80 年代中期，開始研究污泥制磚技術(shù)，現(xiàn)已通過燒結(jié)工藝規(guī)模化生產(chǎn)污泥黏土混合轉(zhuǎn)、污泥焚燒灰制地磚和混合土的填料等。新加坡理工大學(xué)利用污泥、石灰石和黏土進(jìn)行黏結(jié)材料生產(chǎn)，經(jīng)煅燒、磨碎等生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出優(yōu)于美國材料試驗(yàn)學(xué)會規(guī)定的建筑 專業(yè)資料分享 完美 DOC 格式整理 水泥的標(biāo)準(zhǔn)。我國上海水泥廠利用水泥窖。采用污泥均化、儲存、磨碎、煅燒等技術(shù)生產(chǎn)路線生產(chǎn)出符合國家規(guī)定的水泥熟料，且排放廢氣達(dá)到國家環(huán)保監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。我國湖南岳陽化工廠總廠污水處理廠通過干污泥粉碎后，滲入黏土和水混合攪拌均勻，制坯成形并進(jìn)行燒結(jié)。等污泥與黏土質(zhì)量比為 1:10 時，污泥磚強(qiáng)度可于普通紅磚相對 [12]。 污泥的建材利用大致可歸結(jié)為以下方法：制輕質(zhì)陶粒、制熔融資材和熔融微晶玻璃，生產(chǎn)水泥等，制磚已經(jīng)很少應(yīng)用。過去大部分以污泥焚燒灰作原料生產(chǎn)各種建材，近年來，為了減少投資（建設(shè)焚燒爐），充分利用污泥自身的熱值，節(jié)省能耗，直接利用污泥作原料生產(chǎn)各種建材的技術(shù)已開發(fā)成功。污泥制輕質(zhì)陶粒的方法按原料不同可分為兩種，一是用生污泥或厭氧發(fā)酵污泥的焚燒灰造粒后燒結(jié)。這種方法 20 世紀(jì) 80 年代已趨向成熟，并投入應(yīng)用。利用焚燒灰制輕質(zhì)陶粒需要單獨(dú)建設(shè)焚燒爐，污泥中的有機(jī)成分沒有得到有效利用。近年來開發(fā)了直接從脫水污泥制陶粒的新技術(shù)。脫水污泥 防塵 排氣燃燒 除塵 均化 干燥 部分燃燒 粉碎、混煉 造粒 燒結(jié) 冷卻 輕質(zhì)陶粒 輔料、外加劑 排氣處理設(shè)備 圖 5 污泥陶粒生產(chǎn)工藝流程 污泥熔融制得的熔融材料也可以做路基、路面，混凝土骨料及地下管道的襯墊材料。但是以往的技術(shù)均以污泥焚燒灰做原料，投資大，污泥自身的熱值得不到充分利用，成本高，阻礙了進(jìn)一步推廣應(yīng)用。近年來開發(fā)了直接用污泥植被熔融材料的技術(shù)，大大降低了投資和運(yùn)行成本，提高了產(chǎn)品附加值。 除了以上提到的污泥作為磚塊、陶瓷和水泥制造建材之外，在我國有人嘗試用污泥來制纖維板 [13]，日本成功實(shí)現(xiàn)將下水道污泥焚燒灰制成玻璃，而用下水道污泥灰制瀝青在日本將被大規(guī)模的應(yīng)用。 專業(yè)資料分享 完美 DOC 格式整理 總的來說，污泥建材利用在我國以及西方發(fā)達(dá)國家大多還處于研究及嘗試的階段，日本在這方面走在了前面，已經(jīng)有許多工程實(shí)例。污泥建材利用的處置方法，無論從工藝角度還是環(huán)保角度考慮都是可行的；從經(jīng)濟(jì)效益來考慮，日本已經(jīng)有成功運(yùn)行的工廠，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。故污泥的建材利用時一個起步不久、很有潛力的污泥處置及資源化的方法，不僅解決了污泥慣用處理方式的費(fèi)用高、難處理、極易造成二次污染的問題，還使得處理處置融入“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的體系，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的 3R 原則之一——廢棄物的再循環(huán)（Recycle)原則 [14]；最大限度地減少廢棄物排放，力爭做到排放的無害化，實(shí)現(xiàn)資源再循環(huán)。 我國是世界水泥第一生產(chǎn)大國，對照國外經(jīng)驗(yàn)，利用生產(chǎn)水泥消納廢物的潛力很大。目前我國水泥工業(yè)利用廢物例還不到 10%。水泥生產(chǎn)中利用廢物主要是高爐水渣、粉煤灰，副產(chǎn)品石膏、爐渣煙塵、舊橡膠輪胎等。近年來，日本利用城市垃圾（污泥）焚燒灰和下水道污泥為原料生產(chǎn)水泥獲得成功，用這種原料生產(chǎn)的水泥叫生態(tài)水泥，2022 年已建成第一座生態(tài)水泥廠，年生產(chǎn)能力為 11 萬噸。一般認(rèn)為污泥作為生產(chǎn)水泥原料時，其含量不得超過 5%，按此估算，日本東京都污水處理廠的污泥可年產(chǎn) 200 萬噸生態(tài)水泥。由此可知，污泥生產(chǎn)水泥既是污泥資源化利用的重要途徑，也是行之有效的方法，已引起國內(nèi)外的高度重視。 活性污泥做黏結(jié)劑 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有城市污水處理廠日處理能力約為 600 萬噸，每年產(chǎn)生的污泥量約為 100 多萬噸。再加上大型企業(yè)和石化廠的污水處理裝置，全國每年產(chǎn)生的污泥量十分可觀。而與此同時我國有數(shù)千家小型合成氨廠，其中絕大多數(shù)采用黏結(jié)性較強(qiáng)的白泥或石灰做氣化型煤黏結(jié)劑。通常將這類黏結(jié)劑制成的型煤成為白泥型煤或石灰炭化型煤。石灰炭化型煤氣化反應(yīng)性好，但成型工藝復(fù)雜，石灰添加量較多、成本也高，影響工廠經(jīng)濟(jì)效益。白泥型煤生產(chǎn)工藝較簡單，制成的型煤強(qiáng)度高，但型煤氣化反應(yīng)性差，灰渣殘?zhí)扛撸羝牧看?，是困擾生產(chǎn)廠家的一大難題。為此尋找一種黏結(jié)性高、成本低、型煤氣化反應(yīng)好的黏結(jié)劑一直是化肥廠的一個重要課題。污泥本身含有有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、脂肪和多糖，具有一定的熱值，又有一定的黏結(jié)性能?；钚晕勰嘧鲳そY(jié)劑將無煙粉煤加工成型煤，而污泥在高溫氣化爐內(nèi)被處理，防止了污染；污泥作為型煤黏結(jié)劑，替代白泥可改善在高 專業(yè)資料分享 完美 DOC 格式整理 溫下型煤的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，提高了型煤的氣化反應(yīng)性，降低了灰渣中的殘?zhí)?，提高炭轉(zhuǎn)化率[16]，污泥既可以作為一種黏結(jié)劑，同時也是一種疏松劑，污泥的熱值也得到了利用，且污泥處理量大。 剩余污泥制可降解塑料1974 年有人從活性污泥中提取到一類可完成生物降解 、 具有良好加工性能和廣闊應(yīng)用前景的新型熱塑材料 PHA,為利用活性污泥生產(chǎn) PHA 奠定了基礎(chǔ) 。 研究表明 ： 活性污泥經(jīng)過相關(guān)的培養(yǎng)后,可大幅度增加其中含有的可降解塑料 。 因此 ，利用剩余污泥制備可降解塑料可有效地解決化學(xué)合成塑料所造成的 “ 白色污染 ” ，既讓廢物得到了利用又避免了對環(huán)境的二次污染,對環(huán)境保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展作出了一定的貢獻(xiàn)，創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益 [16]。聚羥基烷酸（PHA）是許多原核生物在不平衡生長條件合成的胞內(nèi)能量和碳源貯藏性物質(zhì)，是一類可完全生物降解、具有良好加工性能和廣闊應(yīng)用前景的新型熱塑材料。在化學(xué)合成塑料所造成的“白色污染”日益嚴(yán)重的今天，PHA 作為合成塑料的理想替代品，已成為微生物工程學(xué)研究的熱點(diǎn) [16]。目前利用純鐘發(fā)酵生產(chǎn)是獲得 PHA 的主要途徑，但由于生產(chǎn)成本過高制約了其大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。因此，降低 PHA 的生產(chǎn)成本是大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用 PHA 所需解決的首要問題。活性污泥是廢水處理系統(tǒng)中自然形成的微生物和有機(jī)物的聚集體，1974 年有人從活性污泥中提取到 PHA，為利用活性污泥生產(chǎn) PHA 奠定了基礎(chǔ)。 污泥低溫?zé)峤庵迫剂嫌? 生物法污水處理過程中，不可避免的有一定量的
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