本發(fā)明屬于固體廢棄物的處理處置
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及到一種利用城市生活污水處理過程中所產(chǎn)生的污泥燒制陶粒的資源化、無害化和減量化的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：城市污泥是城市污水處理廠在污水凈化處理過程中產(chǎn)生的沉積物。其體積一般約占處理污水體積的0.5%～1%，而污泥的處理費(fèi)用約占污水廠總運(yùn)行費(fèi)用的40%～50%。隨著污水處理設(shè)施的新建和污水處理效率的提高，污泥的產(chǎn)生量越來越大。近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展以及人們環(huán)境意識(shí)的提高，國(guó)家對(duì)各類污水處理的排放制訂了較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。然而，對(duì)于污泥的處理卻沒有引起足夠的重視。大部分水處理廠對(duì)含有各種有害物質(zhì)的污泥，多采用直接排放、用于農(nóng)肥和填埋的辦法，目前，污泥的處置方式主要有填埋、焚燒、海洋排放和土地利用等。對(duì)環(huán)境造成二次污染，對(duì)人體健康造成了很大危害。因此，對(duì)污泥進(jìn)行積極的處理與處置是非常必要和緊迫的。填埋存在有害成分滲漏污染地下水的風(fēng)險(xiǎn)，填埋技術(shù)對(duì)污泥的土力學(xué)性質(zhì)要求較高，并受到土地面積、填埋場(chǎng)的選址及運(yùn)輸花費(fèi)等問題的限制。焚燒與其它方法相比，污泥焚燒的優(yōu)點(diǎn)在于其產(chǎn)物為無菌、無臭的無機(jī)殘?jiān)?，能夠迅速地?shí)現(xiàn)無菌化和減量化的目的。然而其不足也是顯而易見的，首先，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高。其次，燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，如二噁英、二氧化硫、鹽酸等氣體容易造成二次污染。同時(shí)，焚燒時(shí)產(chǎn)生的重金屬煙霧和污泥燒燼的污泥灰也有造成污染的可能性。海洋排放并沒有從根本解決環(huán)境污染問題，污泥進(jìn)入水體后，導(dǎo)致水生環(huán)境惡化。污泥的土地利用主要是由于污泥能改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤生物活性及能夠回收利用有機(jī)質(zhì)等有點(diǎn)而被一些國(guó)家廣泛運(yùn)用，但是仍然存在重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)。燒制陶粒，存在著污泥摻入比例低、陶粒使用時(shí)有重金屬溶出等問題。伴隨著土地資源日益匱乏、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格化，傳統(tǒng)的污泥處置方式已經(jīng)不能夠適應(yīng)今后環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求，污泥處理的根本出路必然是資源化和能源化。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用城市生活污水處理過程中所產(chǎn)生的污泥燒制陶粒的資源化、無害化和減量化的生產(chǎn)方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)施的：一種利用活性污泥燒制陶粒的方法，包含如下步驟：（1）材料選擇：選用污水處理廠產(chǎn)生的含水率為80%的污泥和粘土作為原料；（2）干燥：將步驟（1）中所得的污泥自然堆放，并對(duì)污泥進(jìn)行干燥，使得干燥后的污泥中含水率為40-50%；（3）混合：將步驟（1）中所得的粘土和步驟（2）中經(jīng)過干燥的污泥按照重量比為1:1的比例送入攪拌機(jī)混合均勻，得混合物料；（4）造粒：將步驟（3）中所得的混合物料送入制粒機(jī)造粒，制成粒徑為1-2cm的粒料；（5）燒制：將步驟（4）中所得的粒料送入旋轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒制，燒制分為三個(gè)階段，第一階段為預(yù)熱階段，控制粒料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)窯中小窯入口處的溫度為300-350℃，以17-18℃/min的速率加熱至1000℃；第二階段為高溫?zé)齐A段，燒制溫度為1050-1200℃，燒制時(shí)間為9-10min；第三階段為冷卻階段，將經(jīng)過高溫?zé)坪蟮牧Ａ贤ㄟ^自然冷卻至室溫，即制得陶粒，所制得的陶粒的堆積密度≤500kg/m3。步驟（1）中選用的污泥為昆明主城區(qū)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥。步驟（2）中采用燒制過程中所產(chǎn)生的煙氣的余熱對(duì)污泥進(jìn)行干燥。步驟（5）中第二階段采用“噴煤”加熱的方式進(jìn)行高溫?zé)疲ㄟ^控制噴煤量來控制燒制溫度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：1、本發(fā)明提供了一種利用污泥燒制輕質(zhì)陶粒的方法，為處理污泥提供了新思路。2、以污泥為主要原料，加入一定的輔料（粘土），經(jīng)過高溫?zé)?，不但能夠使?nèi)部病原微生物、有機(jī)高聚物及氮、磷等有害成分揮發(fā)或分解，而且能夠使重金屬穩(wěn)定固結(jié)在陶粒內(nèi)部，使本屬于危險(xiǎn)廢棄物的污泥能夠安全應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。3、本發(fā)明所制得的制陶粒作為一種輕集料，具有密度小、強(qiáng)度高、保溫、隔熱、耐火、抗震性能好的特點(diǎn)，可以取代普通砂石配制輕集料混凝土。4、本發(fā)明的方法的污泥摻入量達(dá)50%，既增加了污泥的使用，又有效降低了粘土資源的消耗。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受實(shí)施例所限制。實(shí)施例1本實(shí)例采用污水處理廠排放的污泥，所采集的污泥中的重金屬含量見表1。表1、昆明市主城區(qū)第七污水廠污泥重金屬含量/mg·kg-1鎘cd鉛pb鉻cr砷as鎳ni鋅zn銅cu汞hg3.7074.30105.5353.5461.60843.60214.903.81燒制污泥陶粒的操作步驟如下：（1）材料選擇：選用污水處理廠產(chǎn)生的含水率為80%的污泥和粘土作為原料；（2）干燥：將步驟（1）中所得的污泥自然堆放，并對(duì)污泥進(jìn)行干燥，使得干燥后的污泥中含水率為40%；（3）混合：將步驟（1）中所得的粘土和步驟（2）中經(jīng)過干燥的污泥按照重量比為1:1的比例送入攪拌機(jī)混合均勻，得混合物料；（4）造粒：將步驟（3）中所得的混合物料送入制粒機(jī)造粒，制成粒徑為1cm的粒料；（5）燒制：將步驟（4）中所得的粒料送入旋轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒制，燒制分為三個(gè)階段，第一階段為預(yù)熱階段，控制粒料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)窯中小窯入口處的溫度為300℃，以17℃/min的速率加熱至1000℃；第二階段為高溫?zé)齐A段，燒制溫度為1050℃，燒制時(shí)間為9min；第三階段為冷卻階段，將經(jīng)過高溫?zé)坪蟮牧Ａ贤ㄟ^自然冷卻至室溫，即制得陶粒，所制得的陶粒的堆積密度為271kg/m3。步驟（1）中選用的污泥為昆明主城區(qū)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥。步驟（2）中采用燒制過程中所產(chǎn)生的煙氣的余熱對(duì)污泥進(jìn)行干燥。步驟（5）中第二階段采用“噴煤”加熱的方式進(jìn)行高溫?zé)疲ㄟ^控制噴煤量來控制燒制溫度。對(duì)生產(chǎn)出來的陶粒進(jìn)行毒物浸出實(shí)驗(yàn)，用日本島津生產(chǎn)的等離子體原子發(fā)射光譜儀（檢出下限是0.5ug/ml）檢測(cè)陶粒浸出液的重金屬含量,重金屬元素cu、zn、cd、pb、cr、ni、as均未檢測(cè)出來，說明含量均小于0.5ug/ml,小于gb5058.3-2007《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—浸出毒性鑒別》中的規(guī)定的cu、zn＜100mg/l,cd＜1mg/l，pb、cr、ni、as＜5mg/l，符合標(biāo)準(zhǔn)。表2為所制得的陶粒相關(guān)參數(shù)的測(cè)定結(jié)果。根據(jù)測(cè)定結(jié)果可知，此陶粒堆積密度小于300kg/m3。它的保溫隔熱性能非常優(yōu)異，但強(qiáng)度較差。一般用于生產(chǎn)特輕保溫隔熱混凝土及其制品。實(shí)施例2本實(shí)例采用污水處理廠排放的污泥，所采集的污泥中的重金屬含量見表3。表3、昆明市主城區(qū)第八污水廠污泥重金屬含量/mg·kg-1鎘cd鉛pb鉻cr砷as鎳ni鋅zn銅cu汞hg4.243.6102.4452.2659.87889.66213.263.42燒制污泥陶粒的操作步驟如下：（1）材料選擇：選用污水處理廠產(chǎn)生的含水率為80%的污泥和粘土作為原料；（2）干燥：將步驟（1）中所得的污泥自然堆放，并對(duì)污泥進(jìn)行干燥，使得干燥后的污泥中含水率為50%；（3）混合：將步驟（1）中所得的粘土和步驟（2）中經(jīng)過干燥的污泥按照重量比為1:1的比例送入攪拌機(jī)混合均勻，得混合物料；（4）造粒：將步驟（3）中所得的混合物料送入制粒機(jī)造粒，制成粒徑為2cm的粒料；（5）燒制：將步驟（4）中所得的粒料送入旋轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒制，燒制分為三個(gè)階段，第一階段為預(yù)熱階段，控制粒料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)窯中小窯入口處的溫度為350℃，以18℃/min的速率加熱至1000℃；第二階段為高溫?zé)齐A段，燒制溫度為1200℃，燒制時(shí)間為10min；第三階段為冷卻階段，將經(jīng)過高溫?zé)坪蟮牧Ａ贤ㄟ^自然冷卻至室溫，即制得陶粒，所制得的陶粒的堆積密度為500kg/m3。步驟（1）中選用的污泥為昆明主城區(qū)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥。步驟（2）中采用燒制過程中所產(chǎn)生的煙氣的余熱對(duì)污泥進(jìn)行干燥。步驟（5）中第二階段采用“噴煤”加熱的方式進(jìn)行高溫?zé)?，通過控制噴煤量來控制燒制溫度。對(duì)生產(chǎn)出來的陶粒進(jìn)行毒物浸出實(shí)驗(yàn)，用日本島津生產(chǎn)的等離子體原子發(fā)射光譜儀（檢出下限是0.5ug/ml）檢測(cè)陶粒浸出液的重金屬含量,重金屬元素cu、zn、cd、pb、cr、ni、as均未檢測(cè)出來，說明含量均小于0.5ug/ml,小于gb5058.3-2007《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—浸出毒性鑒別》中的規(guī)定的cu、zn＜100mg/l,cd＜1mg/l，pb、cr、ni、as＜5mg/l，符合標(biāo)準(zhǔn)。表4為所制得的陶粒相關(guān)參數(shù)的測(cè)定結(jié)果。據(jù)測(cè)定結(jié)果可知，此陶粒堆積密度為500kg/m3。它的保溫隔熱性能非常優(yōu)異，但強(qiáng)度較差。一般用于生產(chǎn)特輕保溫隔熱混凝土及其制品。當(dāng)前第1頁12