城市污泥固化处理工程技术研发与应用
摘要:在比较各种固化剂对污泥的固化改性特征的基础上,优化了固化参数,研发了千吨级污泥固化设备。结果表明:以镁盐为主要成分的M1 固化剂的添加量为5%时,其抗压强度即可达到52 kPa,而水泥和石灰固化剂添加量则需在20%以上。SEM 分析表明,在污泥固化过程中M1 固化剂与化学污泥中Al、Ca、Fe、Mg 等离子发生胶凝反应后形成针状、长柱状的晶体,缩短了固化时间,提高固化污泥试样的密实性,促进了其早期强度的发展。示范工程建设与运行结果表明,M1 固化剂添加比例为10%,养护7 d,固化污泥即可满足安全填埋作业的土力学特性指标,实现污泥的安全卫生填埋。
关键词:污泥特性;处理技术;混凝土搅拌;污泥固化成套设备
污泥是污水处理厂在污水处理过程中产生的沉淀物质,我国每年排放的干污泥为550 万~600万t,且呈不断增加的趋势[1]。污泥中含有大量的微生物、病原体、重金属以及有机污染物等,如果处理不当会造成严重的二次污染[2-4]。目前污泥处置主要以转为农用、填埋和焚烧为主,但是由于污泥的含水率高、力学性质差、污染物含量高等特点,这些处理方式存在环境污染大、处理成本过高或容易引起填埋场工程灾害等问题。污泥固化处理是近年来污泥工业处理普遍重视和使用较多的一种方法。其主要机理是向污泥中加入固化剂,通过一系列复杂的物理化学反应(如水化反应),将有毒有害的物质固定在固化形成的网链(晶格) 中,使其转化成类似土壤或胶结强度很大的固体,可就地填埋或用作建筑材料等。污泥固化处理技术既可用作特殊工业污泥,如含重金属污泥、含油污泥、电镀污泥、印染污泥等危险废物的固化处理,也可用于城市污水处理厂产生的普通污泥的固化处理[5-7]。
针对目前城市污水厂污泥处理中存在的问题,笔者采用不同的固化剂(M1 固化剂、硅酸盐水泥和石灰) 固化稳定化脱水污泥,并对其力学性能和微观结构进行了系统分析,同时,借助工程实例进行了可行性经济分析,旨在为污泥的高效脱水和固化/稳定化提供技术支撑和理论依据。
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