CN100488903C - 城市污水厂污泥的固化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种城市污水厂污泥的固化处理方法,利用固化及稳定化方法处理城市污水厂污泥,提高其填埋理化性状,解决了污泥填埋面临的问题。本发明采用水泥作为固化剂,采用石灰、铝盐及铝的氧化物、煤渣中的一种或几种作为助凝剂。向污泥中添加3-8%的固化剂,1-8%的助凝剂,经机械搅拌均匀后平铺到填埋场中,覆盖防水膜,干式养护3-15天,养护完成后,可以继续进行后续填埋。本发明具有低成本、操作简单、效果明显等优点,处理后的污泥具有较高的抗压强度、抗浸泡性和较低的浸出毒性。

Description

城市污水厂污泥的固化处理方法

技术领域

本发明涉及一种城市污水厂污泥的固化处理方法,处理后的污泥可提高污泥 填埋理化性状、便于污泥填埋处理,属于环境工程技术领域。 背景技术

目前,城市污水处理厂污泥处置的主要手段有填埋、土地利用、焚烧以及建 材利用等。其中,填埋处置成本较低、操作比较简便而得到较多的采用。然而, 污泥在卫生填埋过程中存在很多问题,如,脱水污泥的物理性状往往难以达到 填埋场的土力学要求;污泥在填埋场中经雨水浸泡后易于变成泥浆状态,有些 地区尤其是多雨的我国南方地区,污泥填埋场中的污泥甚至成为一个液态的浓 缩池;在污泥与垃圾共填埋的地区,在雨天或雨水过后,污泥会随着渗滤液流 出,因而,污泥填埋极大地影响了填埋场的环境质量。为此,国内外污泥填埋 场在污泥填埋过程中,经常需要对污泥进行添加大量的砂、土等填充料进行处 理,但这样做不仅使污泥填埋成本大大增加,而且也降低了填埋场的有效容积 的利用。

在污泥固化中,曾有借鉴河流底泥等的处理方法,对城市污泥进行固化处理, 但由于城市污水厂污泥中有机物含量往往高达52%以上(质量比),极大地增加 了污泥固化地难度,从而,难以使污泥横向剪切强度要求达到25kN/m2以上的 实际应用要求。

为改善污泥填埋性状,使污泥在土力学上能够满足填埋场处置要求,同时避 免填埋场容积被砂、土等填充料大量占用,如何在污泥增容比较小的情况下, 采用成本较低的方法对城市污水厂污泥进行固化处理,以有效提高其力学性质 和化学稳定性,避免填埋场中污泥经雨水冲刷呈分散泥浆状态,从而改善填埋 场的环境条件,是一个具有实用意义的研究课题。 发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种城市污水厂污泥的固化处 理方法,降低污泥的含水率,提髙污泥力学性质,从而使污泥能够满足填埋场 填埋要求,并改善污泥填埋场的环境质量。

为实现这一目的,本发明利用固化及稳定化方法处理城市污水厂污泥,将污 泥、固化剂、助凝剂按照一定比例混合,经机械搅拌均匀后平铺到填埋场中, 覆盖防水膜,干式养护3-15天,使处理后的污泥具有较高的抗压强度、抗浸泡 性和较低的浸出毒性。养护完成后,可以继续进行后续填埋。

本发明的方法包括以下步骤:

(1) 取含水率为75-85X的城市污水厂脱水污泥,若水分含量低于75%时, 通过添加水分,将污泥含水率调整到乃-85%,以利于污泥搅拌;

(2) 以污泥重量为基准,向污泥中添加3-8% (占污泥重量百分比)的固化 剂、1-8%(占污泥重量百分比)的助凝剂,进行搅拌混合,形成固化块前体;

(3) 将搅拌均匀的固化块前体按5—100cm的厚度铺到污泥填埋场中,并覆 盖上防水膜,采用干式养护方法养护3—15天,形成污泥固化块。 不断重复以上步骤1一3的操作,从而完成对污泥的填埋。 上述方法的步骤(2)所采用的固化剂为市面销售的普通硅酸盐水泥。

上述方法的步骤(2)所采用的助凝剂为石灰、铝盐及铝的氧化物(活性氧

化铝、氧化铝等)、煤渣中的一种或几种。

上述方法的步骤(3)所采用的养护方法为加防水膜的干式养护,温度保持 在O'C以上。

本发明采用水泥基固化方法处理城市污水厂污泥。固化剂采用普通硅酸盐水 泥,其主要成分为硅酸二钙、硅酸三钙,与污泥混合后发生水化反应,形成水 硬性物质,主要为水化硅酸钙和钙矾石,达到污泥固化效果;同时水化产物对 污染物质具有稳定和封闭作用,减少污泥对环境的危害。采用石灰、铝盐及铝 的氧化物、煤渣等作为助凝剂,在固化过程中这些物质可以与水泥成分发生水 化反应,减少水泥用量,促进凝固,提高固化块强度,并增加有害物质的吸附。 石灰和铝盐(或铝的氧化物)与水泥中的物质发生水化反应,生成钙矾石和水化硅酸钙等水硬性物质,并产生氢氧化钙、氢氧化铝等非水溶性物质,可以大 量吸附和沉淀重金属等有毒有害物质,降低有害物质浸出率,从而兼具解毒作 用。煤渣中硅酸盐和铝氧化物含量很高,这些成分参与水化反应,有效的增加 了固化块的强度。

本发明的优势和积极效果体现在以下5点:(1)本发明采用较少的固化剂、 助凝剂用量实现了对污泥进行固化,固化后的污泥满足填埋场填埋要求。(2) 固化后的污泥具有较小增容体积,较高抗压强度和抗浸泡能力,较低浸出毒性, 并在填埋场中长期保持形态和化学性质的稳定,经水、酸、碱浸泡后仍保持较 好的稳定性等诸多优点。(3)本发明采用固体废弃物煤渣作为助凝剂,以废治 废,既解决了煤渣的处理出路,实现了废物的循环利用,又为污泥的固化处理 节约成本。(4)本发明把污泥与固化剂、助凝剂搅拌均匀后直接平铺在填埋场 中,在填埋场中进行自然养护,无需另外增加固化物养护场地,节省了空间面 积和劳动力。(5)本发明经济成本较低,以较低的成本解决了城市污水厂污泥 卫生填埋所面临的难题,兼顾了经济效益和环境效益的双重指标。 具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。以下实施例不构 成对本发明的限定。 实據例l

取含水率为70%的城市污水厂脱水污泥,加水调节污泥,使其含水率达到 85%。之后以污泥重量为基准,向污泥中投加8%硅酸盐水泥、1%石灰经过机械 搅拌机搅拌均匀,平铺在填埋场中,加防水膜进行养护。当混合物铺设厚度为 100cm,养护3天,其抗压强度可以达到128KN/m2,养护15天时,强度达到 1500 KN/m2,此时的污泥固化体经IO'C水浸泡28天后抗压强度仍可达到 508KN/m2;混合物厚度为5cm时,养护15天,抗压强度可以达到4000KN/m2, 经10'C水浸泡28天后抗压强度仍可达到1700KN/m2。经过浸出毒性试验结果显 示,镉、镍、铬、汞、铅、铜等重金属和难降解有机物、大肠杆菌均未检出。 实施例2取含水率为75%的脱水污泥,以污泥重量为基准,向污泥中添加8%硅酸盐 水泥、3%石灰、1%氯化铝,经过机械搅拌机搅拌均匀,平铺到填埋场中,覆盖 防水膜进行养护。当混合物铺设厚度为20cm,养护7天,其抗压强度可以达到 1550KN/m2,养护15天时,抗压强度可以达到4380 KN/m2,此时,固化体经10 'C水浸泡28天后抗压强度仍可达到2890KN/m、混合物厚度为100cm时,养护 15天,抗压强度可以达到1000KN/m2,经IO'C水浸泡28天后抗压强度仍可达 到650KN/m2。经过浸出毒性试验结果显示,镉、镍、铬、汞、铅、铜等重金属 和难降解有机物和大肠杆菌均未检出。 实施例3

取含水率为70%的脱水污泥,加水调节污泥,使其含水率达到75%。以污 泥重量为基准,向污泥中添加3%硅酸盐水泥、8%煤渣,经过机械搅拌均匀,平 铺到填埋场中,加防水膜进行养护。当混合物铺设厚度为5cm,养护3天,其 抗压强度可以达到250KN/m2,经IO'C水浸泡28天后抗压强度仍可达到 100KN/m2;混合物厚度为100cm时,养护15天,抗压强度可以达到2500KN/m2, 经10t:水浸泡28天后抗压强度仍可达到1350KN/m2。经过浸出毒性试验结果显 示,镉、镍、铬、汞、铅、铜等重金属含量均小于等于0.001mg/l,难降解有机 物和大肠杆菌均未检出。 实施例4

取含水率为85%的脱水污泥,以污泥重量为基准,向污泥中添加5%硅酸盐 水泥、2%石灰、2%氧化铝经过机械搅拌机搅拌均匀,平铺在填埋场中,加防水 膜进行养护。当混合物铺设厚度为5cm,养护3天,其抗压强度可以达到 290KN/m2,经IO'C水浸泡28天后抗压强度仍可达到90KN/m2;混合物厚度为 100cm时,养护15天,抗压强度可以达到900KN/m2,经IO'C水浸泡28天后抗 压强度仍可达到540KN/m2。经过浸出毒性试验结果显示,镉、镍、铬、汞、铅、 铜等重金属含量均小于等于0.001mg/l,难降解有机物和大肠杆菌均未检出。 实施例5

取含水率为85%的脱水污泥,以污泥重量为基准,向污泥中添加5%硅酸盐水泥、2%石灰、1%活性氧化铝经过机械搅拌机搅拌均匀,平铺在填埋场中,加 防水膜进行养护。当混合物铺设厚度为5cm,养护3天,其抗压强度可以达到 290KN/m2,经IO'C水浸泡28天后抗压强度仍可达到90KN/m2;混合物厚度为 100cm时,养护15天,抗压强度可以达到卯0KN/m2,经IO'C水浸泡28天后抗 压强度仍可达到540KN/m2。经过浸出毒性试验结果显示,镉、镍、铬、汞、铅、 铜等重金属含量均小于等于O.OOlmg/l,难降解有机物和大肠杆菌均未检出。

Claims (1)

1、一种城市污水厂污泥的固化处理方法,其特征在于包括下列步骤:(1)取含水率为75-85%的城市污水厂脱水污泥;若水分含量低于75%时,通过添加水分调整污泥含水率;(2)以污泥重量为基准,向污泥中添加3-8%的固化剂、1-8%的助凝剂,搅拌混合后形成固化块前体;(3)将搅拌均匀的固化块前体按5—100cm的厚度铺到污泥填埋场中,并覆盖上防水膜,采用干式养护方法养护3—15天,形成污泥固化块;以上所述固化剂为硅酸盐水泥剂,所述助凝剂为石灰、铝盐及铝的氧化物、煤渣中的一种或几种。
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