CN107381990A - 一种污泥固化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥固化的方法，该方法包括以下步骤：在原生污泥中掺加特种水泥、固化剂和中砂，经搅拌后，形成固态物，得到固化后的污泥；各原料的用量按质量份计为：原生污泥100份，特种水泥15～30份，固化剂5～10份，中砂15～30份。本发明的方法操作简单，成本低廉，可显著提高固化后污泥的抗压抗渗效果，实现固化后污泥“减量化、稳定化、无害化、资源化”填埋处置。

Description

一种污泥固化的方法

技术领域

本发明属于污泥固化填埋技术领域，涉及城镇污泥厂污泥处置方法，具体涉及一种污泥固化的方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市污水处理厂污泥量不断增加。据统计，2014年，全国投入运行的城镇污水处理厂4436座，总设计处理能力为1.71亿立方米/日，平均日处理水量1.35亿立方米。按照一万吨水5吨80％湿泥计算，我国污泥日产量可达6.75万吨，与2010年6月数据对比，同比增长17.36％。

污水的净化处理在一定意义上是部分把这些污染物转移至污泥中。相对于污水，污泥的污染成分近似而浓度则要高很多，往往含有致病菌、微生物和重金属，某些污泥还含有二恶英和呋喃物质。越来越多的污泥已成为制约污水厂正常运行的关键因素，若不经过无害化处理而大量弃置，常常造成二次污染，因此有效处理和处置城市污泥具有重要的现实意义。

根据污泥的性质和循环经济要求，污泥的处置方法提出了无害化、减量化和资源化的要求。经过一定的处理后，污泥的最终处置主要有3种：卫生填埋、土地利用资源化和热处置。目前，我场固化污泥处置全部进填埋场进行无害化填埋。

污泥土地资源化如污泥堆肥、农用与建材农用方面，可以采用厌氧消化或高温好氧发酵等工艺处理，由于其工艺安全性还在进行研究和探索，目前很难有很大的发展。

污泥热处理包括污泥焚烧、污泥干化等处理方法，投资成本大，处理费用高，并且其最终物质需进入填埋场进行卫生填埋。

污泥若能较好的固化后进行卫生填埋，则其处置成本低、可实现无害化处置。简单的污水厂污泥与生活垃圾混合填埋，对垃圾填埋场会造成严重的安全隐患和环境隐患。未固化好的污泥与垃圾混填会堵塞垃圾渗滤液，使垃圾堆体的含水率增高，降低垃圾堆体稳定性，导致垃圾滑坡；堵塞沼气导排系统，导致沼气导排不畅通可引起沼气爆炸事故；污泥中重金属含量极高，可以降低污水厂处理污水效率，影响垃圾渗滤液污水处理达标排放。现有污泥固化方法虽然在一定程度上可改善上述技术缺陷，但污泥固化方法却带来新的问题，固化后的污泥体积显著增大，且固化后的污泥经水浸泡之后，可能回到软塑状态，使得固化污泥性能不稳定，难以保障各项指标要求。因此，研究出更为安全稳定、抗压抗渗效果更好的污泥固化方法是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、成本低廉、可显著提高固化后污泥的抗压抗渗效果、实现固化后污泥“减量化、稳定化、无害化、资源化”填埋处置的污泥固化的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种污泥固化的方法，包括以下步骤：在原生污泥中掺加特种水泥、固化剂和中砂，经搅拌后，形成固态物，即得到固化后的污泥；各原料的用量按质量份计为：原生污泥100份，特种水泥15～30份，固化剂5～10份，中砂15～30份。即：所述原生污泥、特种水泥、固化剂和中砂的质量比为100∶15～30∶5～10∶15～30。

上述的污泥固化的方法中，优选的，各原料的用量按质量份计为：原生污泥100份，特种水泥20份，固化剂6份，中砂20份。即：所述原生污泥、特种水泥、固化剂和中砂的质量比为100∶20∶6∶20。

上述的污泥固化的方法中，优选的，所述特种水泥为低碱度硫铝酸盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥。

上述的污泥固化的方法中，优选的，所述固化剂包括速凝剂、生石灰、矿粉、早强剂和NTMC4粉剂中的一种或多种的组合。

上述的污泥固化的方法中，优选的，所述搅拌采用串联式一级搅拌和二级搅拌的方式进行。

上述的污泥固化的方法中，优选的，所述一级搅拌的速度为1200rpm～1500rpm，所述二级搅拌的传动速比为12/64，所述一级搅拌和二级搅拌的总时间为1min～5min。

上述的污泥固化的方法中，优选的，所述固化后的污泥进行卫生填埋处置。

上述的污泥固化的方法中，优选的，所述固化后的污泥性能需满足以下条件：无侧限抗压强度≥50kN/m²，十字板抗剪强度≥25kN/m²，渗透系数为10^-6cm/s～10^-5cm/s，含水率≤60%。

本发明中，特种水泥为低碱度硫铝酸盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥时，对水泥的具体要求符合国家规范所要求的指标即可。

本发明的创新点在于：

本发明提供了一种用于市政污水厂原生污泥固化的用料配合比，在市政污水厂原生污泥中掺加固化材料，固化材料包括特种水泥、固化剂和中砂，将各组分搅拌均匀后形成固体物质，再进行填埋处置，解决了现有技术中的关键技术问题：

现有技术中污泥固化方法采用的原料及配比所得到的固化污泥体积较未固化前大幅增加，含水率也相对较高，大多需采用干燥步骤，但是干燥后的固化污泥遇水浸泡后会回到软塑状态，各方面性能极速下降。本发明的发明人经过大量实验研究、分析与筛选，得到特定的固化材料组合并研究得到最适宜的配比，成功得到固化后的污泥克服了上述现有技术缺陷。采用本发明的固化材料固化得到的污泥可以实现密度增大而体积变化不大的技术效果，并且本发明的固化污泥无需干燥即可有效固化，本发明的固化污泥由于添加了水硬性特种水泥材料结合固化剂和中砂的协同增效，使得固化污泥可以实现在水中可持续增加强度的技术效果，不会因水浸泡而影响整体固化效果。可见，本发明的工艺处理只增加出料密度，而不会增加出料体积，不违背“减量化”的环保要求。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的方法采用了固化材料（特种水泥、固化剂和中砂）联合处理原生污泥，经搅拌后即可得到固化污泥，方法简单，成本低廉，显效快，且效果非常好，是本领域理想的技术工艺。利用本发明的配方固化的污泥可以大大增强污泥的抗压强度和抗渗水能力，添加固化材料可以大大提高固化污泥后期的强度，操作方便，设备简单，适合推广应用。本发明的污泥经固化后能实现“减量化”、“稳定化 ”、“无害化 ”和“资源化 ”填埋处置。

2、本发明可采用串联的两级搅拌工艺，将原生污泥与固化材料经一级搅拌（也称一次搅拌），连续进料，直接进入二级搅拌（也称二次搅拌），搅拌后，形成固化污泥，两级搅拌工艺使得搅拌能够达到一种使原料充分混合均匀的状态，使得固化污泥的效果更好。

3、经本发明的方法固化后的污泥能保证填埋堆体的安全稳定性和延长填埋使用年限。该固化后的污泥既能与生活垃圾混合填埋，又能作为垃圾填埋场覆盖土，还能单独堆码填埋，实现填埋方式多样化。

4、本发明的污泥固化填埋处理成本低、操作简单、节约人力物力。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

一种本发明的污泥固化的方法，包括以下步骤：在原生污泥中掺加特种水泥、固化剂和中砂，按质量份计，原生污泥100份，特种水泥15份，固化剂5份，中砂15份。经搅拌均匀后，形成固态物，得到固化后的污泥（固化污泥），实现了污泥的稳定固化。

本实施例中，特种水泥为低碱度硫铝酸盐水泥，采用8分钟/15分钟快硬硫铝酸盐水泥也可实现相同的技术效果。

本实施例中，固化剂为NTMC4粉剂，由安徽耐驰环保科技有限公司生产。固化剂采用速凝剂、生石灰、矿粉、早强剂、NTMC4粉剂等材料中的一种或多种的组合也可以。

本实施例中，搅拌可优选采用串联的一级搅拌和二级搅拌方式进行，即采用串联的搅拌设备实施连续进料的一级搅拌和二级搅拌，使原料混合得更加均匀，但不限于此。混合原料先进行一级搅拌，一级搅拌的速度为1350rpm，一级搅拌的时间为1min～2min，然后连续进料，直接进行二级搅拌，二级搅拌的传动速比为12/64，，二级搅拌的时间为20s～40s。

本实施例中，固化后的污泥进行卫生填埋处置。

经测试，本实施例的固化污泥满足了以下条件：无侧限抗压强度≥50kN/m²，十字板抗剪强度≥25kN/m²，渗透系数为10^-6cm/s～10^-5cm/s，含水率≤60%。

本实施例中，原生污泥的比重为0.95，固化污泥的比重为1.3。采用本发明的用料配方得到的固化污泥密度明显增加，而体积变化不大，固化污泥经水浸泡后强度会持续增加，不受水浸泡的影响，具有非常优异的抗压抗渗效果，实现了固化后污泥“减量化、稳定化、无害化、资源化”的目标，通过填埋处置，可保证填埋堆体的安全稳定性，延长填埋使用年限，且使填埋方式多样化。

实施例2：

一种本发明的污泥固化的方法，包括以下步骤：在原生污泥中掺加特种水泥、固化剂和中砂，按质量份计，原生污泥100份，特种水泥30份，固化剂10份，中砂30份。经搅拌后，形成固态物，得到固化后的污泥，然后进行卫生填埋处置。

本实施例中，特种水泥为8分钟/15分钟快硬硫铝酸盐水泥，采用低碱度硫铝酸盐水泥也可以。

本实施例中，固化剂为NTMC4粉剂，由安徽耐驰环保科技有限公司生产。固化剂采用速凝剂、生石灰、矿粉、早强剂、NTMC4粉剂等材料中的一种或多种的组合也可以。

本实施例中，搅拌可优选采用串联的一级搅拌和二级搅拌方式进行，一级搅拌的速度为1350rpm，一级搅拌的时间为1min～2min，然后连续进料，直接进行二级搅拌，二级搅拌的传动速比为12/64，，二级搅拌的时间为20s～40s。

本实施例得到的固化污泥无侧限抗压强度≥50kN/m²，十字板抗剪强度≥25kN/m²，渗透系数为10^-6cm/s～10^-5cm/s，含水率≤60%。

本实施例中，原生污泥的比重为0.95，固化污泥的比重为1.65。本发明的方法得到的固化污泥密度增加，体积变化不大，固化污泥在水中强度可持续增加，不受水浸泡的影响，相比于现有技术，具有非常优异的抗压抗渗效果。

实施例3：

一种本发明的污泥固化的方法，包括以下步骤：在原生污泥中掺加特种水泥、固化剂和中砂，按质量份计，原生污泥100份，特种水泥20份，固化剂6份，中砂20份。经搅拌后，形成固态物，得到固化后的污泥，然后进行卫生填埋处置。

本实施例中，特种水泥为低碱度硫铝酸盐水泥，采用快硬硫铝酸盐水泥也可实现相同的技术效果。

本实施例中，固化剂为NTMC4粉剂，由安徽耐驰环保科技有限公司生产。固化剂采用速凝剂、生石灰、矿粉、早强剂和NTMC4粉剂中的一种或多种的组合也可以。

本实施例中，搅拌可优选采用串联的一级搅拌和二级搅拌方式进行，一级搅拌的速度为1350rpm，一级搅拌的时间为1min～2min，然后连续进料，直接进行二级搅拌，二级搅拌的传动速比为12/64，，二级搅拌的时间为20s～40s。

本实施例得到的固化污泥无侧限抗压强度≥50kN/m²，十字板抗剪强度≥25kN/m²，渗透系数为10^-6cm/s～10^-5cm/s，含水率≤60%。

本实施例中，原生污泥的比重为0.95，固化污泥的比重为1.41。本发明的方法得到的固化污泥密度增加，体积变化不大，固化污泥遇水浸泡强度持续增加，不受水浸泡的影响，相比于现有技术，具有非常优异的抗压抗渗效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种污泥固化的方法，其特征在于，包括以下步骤：在原生污泥中掺加特种水泥、固化剂和中砂，经搅拌后，形成固态物，即得到固化后的污泥；各原料的用量按质量份计为：原生污泥100份，特种水泥15～30份，固化剂5～10份，中砂15～30份。

2.根据权利要求1所述的污泥固化的方法，其特征在于，各原料的用量按质量份计为：原生污泥100份，特种水泥20份，固化剂6份，中砂20份。

3.根据权利要求1或2所述的污泥固化的方法，其特征在于，所述特种水泥为低碱度硫铝酸盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥。

4.根据权利要求1或2所述的污泥固化的方法，其特征在于，所述固化剂包括速凝剂、生石灰、矿粉、早强剂和NTMC4粉剂中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1或2所述的污泥固化的方法，其特征在于，所述搅拌采用串联式一级搅拌和二级搅拌的方式进行。

6.根据权利要求5所述的污泥固化的方法，其特征在于，所述一级搅拌的速度为1200rpm～1500rpm，所述二级搅拌的传动速比为12/64，所述一级搅拌和二级搅拌的总时间为1min～5min。

7.根据权利要求1或2所述的污泥固化的方法，其特征在于，所述固化后的污泥进行卫生填埋处置。

8.根据权利要求1或2所述的污泥固化的方法，其特征在于，所述固化后的污泥性能需满足以下条件：无侧限抗压强度≥50kN/m²，十字板抗剪强度≥25kN/m²，渗透系数为10^-6cm/s～10^-5cm/s，含水率≤60%。