兰州地区剩余污泥资源化制砖研究

发布时间：2020-07-09 20:55

【摘要】：2013年兰州市5座生活污水处理厂共产生污泥20.36万吨,全部采用填埋处置。到2015年底,兰州市的生活污水处理厂将增加到9座,并全部正常运营,每日将增加生活污水处理能力7.5万吨,污泥产量也将持续走高。目前单一的填埋处置方式将给兰州现有的垃圾填埋场带来巨大的库容压力,以及由此产生的渗滤液对土壤和地下水造成巨大污染的环境风险。本文将剩余污泥、粉煤灰和兰州黄土为原料进行制备烧结砖研究,以期获得一套简单、易于推广、并适合兰州地区剩余污泥资源利用的工艺。研究计划首先通过试验,分析和了解兰州地区剩余污泥的基本特性,然后通过自然干化、石灰干化以及生石灰和粉煤灰联合干化实验对剩余污泥进行干化研究,找到比较快速经济实用的污泥调理方案,降低剩余污泥的含水率,对干化后的污泥混合兰州黄土和粉煤灰进行制备烧结砖研究,对烧结样品的性能进行实验测试,最后对这套工艺进行简单的经济性分析。通过对兰州市七里河安宁污水厂剩余污泥进行试验获知剩余污泥含水率为95.51%,pH值为7.4,有机物含量为26.6%,干污泥的烧失量为29.7%,污泥中金属砷和铬的含量分别为11.76 mg/kg和189.75 mg/kg,粪大肠菌值0.04。依据国标《城市污水处理厂污泥处置制砖用泥质》中的相关指标要求对照可以看出,除去剩余污泥的含水率和粪大肠菌值超过指标外,其余测试结果均满足标准要求。为进行下一步制砖研究,剩余污泥还需要进行脱水和无害化处理,才可以达到制砖用污泥要求。另外试验测得干基污泥热值平均为12560.65 kJ/kg,反应出干基污泥具有很高的热能利用价值。通过对剩余污泥进行自然干化、石灰干化以及生石灰粉煤灰联合干化进行初步试验研究表明:兰州自然条件适合自然干化,但晒泥场需要尽量远离居住区,降低恶臭污染;剩余污泥石灰干化效果显著,在添加比例为15%时,污泥的含水率在第3天就可以降到60%以下,满足污泥卫生填埋的要求,在第8天含水率就可降低到40%以下,满足污泥制砖的要求;生石灰杀菌效果和除臭效果明显;生石灰和粉煤灰按等比例添加到污泥中,也得到明显的效果,含水率降低明显,对大肠杆菌的杀菌效果明显,在生石灰和粉煤灰按各7.5%比例添加到污泥中时,在第8天含水率降到了46%,基本上与单独添加10%的生石灰效果相近。由于生石灰的成本要高于粉煤灰的,并且粉煤灰是一种工业固体废弃物,因此使用生石灰和粉煤灰联合添加更为适合。将剩余污泥、粉煤灰和兰州黄土按照比例经过干燥、筛分、预拌、陈化、成型、坯体干燥和烧制的过程,制得烧结砖。并对烧结温度的影响进行试验。以抗压强度为主要判定依据时,在尽量增大污泥配比的前提下,最适合的条件为烧结温度1150℃,坯料配比为剩余污泥占20%,粉煤灰占30%,粘土占50%。烧结过程对重金属有着良好的固化作用,水溶出试验结果远低于国标《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》里相应指标标准。通过经济分析表明,剩余污泥制砖工艺简单、易于推广、符合国家产业化政策,具有良好的环境效益、社会效益和经济效益,是一条适合兰州地区剩余污泥资源化利用的途径。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

【共引文献】