CN108726989A - 给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法 - Google Patents

给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法。包括以下步骤：(1)原料按比例混匀细化；(2)自然陈化至含水率25％～40％；(3)混合物料造粒；(4)陶粒生料进入回转窑干燥、预热、煅烧；(5)陶粒熟料出料、冷却、分级得到陶粒成品。本发明可有效消纳给水厂污泥，获得高强轻质的陶粒产品，同时将垃圾焚烧飞灰、重金属污泥作为陶粒原料资源化利用，实现了危险废物无害化，减少了陶粒工业对天然原料的需求量。

Description

给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法
技术领域
本发明涉及以固体废物为原料生产轻质陶粒的方法，尤其涉及一种以给水厂污泥为主料烧制轻质陶粒，协同处置焚烧飞灰和重金属污泥的方法。
背景技术
陶粒，即陶质的颗粒，是一种呈球状或椭球状的新型无机骨料，具有密度小、强度高、保温、隔热性能好、抗震性好、抗渗性好等优点，可代替传统的碎石、河卵石等制备轻集料混凝土制品，市场需求量很大。传统的陶粒由粘土、页岩等天然矿物制成，生产成本较高、产量受到限制，也制约了陶粒相关产业的发展。
鉴于粘土、泥沙、页岩等天然资源的短缺，近年来，利用粉煤灰、矿渣、污水厂污泥、河道疏浚淤泥、印染污泥、造纸污泥等工业固体废物制备陶粒(CN103130489A、CN102249584B、CN102718468A、CN102757255A等)的进展，近年来引起关注。
给水厂污泥是城市给水厂在净水过程中产生的滤除物和沉淀物，其中包括大量从原水中去除的泥沙、杂质、混凝剂絮体等无机物和藻类、细菌等有机物，直接排放会对受纳水体造成污染。一座中等规模城市给水厂污泥年产量约15～20万吨(含水率60％)。目前，我国给水厂污泥除少部分用作填埋场覆层材料、工程填方、园林种植、制砖或用作水泥配料外，大部分仍是洼地堆填、简单堆存、简易填埋，引起占地、水体污染、扬尘等一系列环境问题。由于给水厂污泥主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等粘土矿物质成分组成(高温下形成吸水率小和盐酸可溶率低的陶粒骨架)，又含有10～20％的有机成分(高温下有机质烧失可形成陶粒多孔)。若能用给水厂污泥代替粘土制作陶粒，不仅可充分利用污泥中部分有机质作为陶粒焙烧过程中的发泡物质，还可充分利用其无机成分，减少天然粘土的用量，推进我国轻集料的可持续发展。
随着经济发展和城市规模的不断扩大，我国城市生活垃圾产量以每年8～10％的速度剧增，受限于填埋库容锐减，以填埋为主的传统处置模式正向焚烧方式转换。焚烧处理技术具有处理量大、减容性好、无害化彻底，热能可回收等优点，但垃圾在焚烧过程中，挥发态的重金属(包括Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Cr等)及二恶英类污染物、氯化物、硫化物、氟化物等会富集在亚微米颗粒上，经收尘后形成难以处置的焚烧飞灰。机械炉排炉的飞灰产量约为焚烧处理量的3～5％，流化床炉的飞灰产量约为焚烧处理量的10～20％。2014年，我国焚烧飞灰产量约400万吨。飞灰含水率低、颗粒细小，粒径分布主要集中在20～100μm，平均粒径为63.28μm，其主要成分有CaO、SiO2、A12O3、SO3等，因浸出毒性超标、富含二恶英、具有高氯、硫、碱含量等特征，被公认为危险废物，已列入《国家危险废物名录》(HW18)。
目前焚烧飞灰处理方法主要有安全填埋、水泥固化/药剂固化-卫生填埋、高温处理-资源化、金属提取-资源化等几类。其中，安全填埋占用土地资源，场地建设投入高，处理费用昂贵(1500～3000元/吨)；水泥固化所需材料费和运行费用较低，操作简单，但飞灰中的可溶性盐和有机物易造成固化破裂，渗透性增加，结构强度降低，且氯含量的增加会大大促进重金属的溶出；药剂固定稳定法具有处理过程简便、少增容或不增容等优点，但对二恶英、溶解盐无明显稳定作用，药剂费用高、长期稳定性尚不明确，且化学药剂一般具有一定的选择性，很难找到一种广谱性的化学药剂；高温熔融/烧结处理可得到高质量的建筑材料，减容效果好、熔渣性质稳定、无重金属溶出，但能耗高，仍存在二次飞灰污染问题；金属提取法可在降低飞灰毒性的同时回收有价金属，但其无害化不彻底，只适合作为其他处理措施的前处理，而且该技术只适用于存在金属回收价值的飞灰。因此，如何采取适当的技术处理焚烧飞灰，并达到稳定化、资源化和无害化的目标，已成为当前许多学者研究的重点。
重金属废水来源广、种类多，主流处理工艺是过量投加石灰乳的化学沉淀法，污泥浓缩后，经板框压滤、隔膜压榨等固液分离设施，通常产生超量、难以处理的重金属污泥，其含水率50～75％，Cr、Ni、Zn、Pb、Fe、Cu、Ag、Cd等金属氧化物含量3～20％，硫酸钙、氟化钙、氯化钙含量20～50％，其他水溶性盐类及杂质含量5～30％。污泥颗粒细、成分复杂、浸出毒性高，被归属为危险废物(国家危险废物名录HW17和HW21)，需委托资质企业妥善处置。
迄今为止，对于量大面广、危害性和资源性共存的重金属污泥，较大宗的利用途径还是烧砖或用作水泥掺料，但由于重金属污泥中氟、氯等易挥发性物质含量较高，在高温条件下，氟、氯会以HF、SiF4、HCl等气态物形式逸出，不仅腐蚀设备、导致窑口结圈，还会危害周围环境，甚至会导致附近地区蚕桑业减产。同时，污泥掺量超过2％时，因掺烧危险废物给水泥或砖瓦使用过程中带来的环境安全性风险有待进一步评估。
近年来，利用陶粒回转窑，协同处置工业固废的案例时有报道。如CN104402403B提供了一种垃圾焚烧灰固化重金属高强陶粒的制备方法，该发明中陶粒原料为药品小试复配，工艺复杂，降温退火等操作和小试工艺参数工业生产难以复制，实际效果难以评估；中国专利CN1261389、CN101148346、CN101386526公告了给水厂污泥和污水厂污泥混合制作陶粒的方法，但由于污水厂污泥有机物含量高，在高温煅烧时恶臭外逸，需增设烟气脱臭装置，由此带来庞大的附属设备，以及不菲的运行成本，故实际难以应用；CN101817671B在陶粒生产，采取喷入回转窑高温段方式协同处置中垃圾焚烧飞灰，飞灰和陶粒原料高温下融合性差、飞灰逸散严重，原有的除尘负荷难以承受。CN200410093930.2专利以自来水厂和污水厂污泥为原料制备陶粒，但陶粒焙烧温度在1130～1170℃之间，烧胀温度范围只有40℃，较难在生产上实现应用。
在焚烧飞灰处置领域，近年来关注较多的是冶金流程协同处置飞灰，如：CN200910103179.2、CN 101476032B、CN 201110183185.0提出将焚烧飞灰与粘结剂、含铁制粒物料预先造成小球，再与铁矿粉、熔剂和燃料一起配制成烧结混合料，进入烧结工艺烧结。但该工艺飞灰中具有较高的水溶氯含量，如NaCl、KCl等高温易挥发，过量配入会降低烧结机头环保电除尘效率，导致烧结机头电场除尘灰Cl、K、Na等元素的富集，对除尘灰回用烧结和后续的高炉生产带来不利影响。CN 103215441A、CN 105805759A等提出了水洗预处理措施，界定了飞灰配入烧结的具体比例范围，以实现焚烧飞灰较高比例的冶金流程协同处置。此外，飞灰有价元素的萃取和资源化利用也有一些报道，如CN1298658通过萃取分离去除飞灰中大量可溶性氯盐，再通过添加粘结剂、造粒、烧结等工艺获得轻质骨料；CN 101575183将焚化飞灰经由一连串的水洗处理流程而得到骨材成品；CN 101905967B公开了一种生活垃圾焚烧飞灰水洗后制成的飞灰烧结砖及其制备方法；CN 101554632B提出一种利用炼铁高炉对垃圾飞灰进行无害化、再生循环处理的方法；CN 102531389A公开了一种垃圾焚烧飞灰电弧炉熔融制备微晶玻璃的方法；CN101509078公开了“水洗-酸抽提-电湿法冶金回收重金属-温控电炉熔化分离重金属”的焚烧飞灰资源化方法；CN 103846267A采用离子交换树脂回收提取飞灰重金属后的混合酸溶液，将酸提取处理后的滤渣经过熔融处理固化，固化后的灰渣可作为建筑材料资源化利用；CN 201510139538.5在熔融处理中通过合理选择加热温度和熔融处理时间，使飞灰中重金属的分离率达到了98％以上；TW 090111315将约40％～50％的垃圾焚化飞灰加入电弧炉中，再于钢水上层覆盖约25％～30％的炼钢原料，经二次高温加热融熔成钢水后，再经由还原、氧化等步骤炼制成钢坯。以上焚烧飞灰处理技术大多具有需要预处理、工艺流程长、涉及设备多、飞灰处理量少、处理成本高等问题。
为减轻或消除重金属污泥的危害，回收利用其中的有价资源，避免再利用过程中的二次污染，国内外学者参照电镀污泥、含铬污泥的处理和利用经验，在污泥固化/稳定化(CN 1631940A、CN 101863516A、CN 101921090A、CN 102514079A等)、湿法提取金属(CN101235439A、CN 101618892A等)、微生物驯化浸出(CN 102690956A、CN 102719657A、CN101708936A等)、焙烧还原制备合金(CN 1733628A、CN 1312391A等)、制备铬系产品(CN102625777A等)、掺作建材(CN 101830681A、CN 102414141A、CN 102249730A等)或化工原料(CN 102491640A等)、堆肥农用(CN 101274861等)、用于水泥生产(CN 101475325A、CN102701549A等)、冶金回用(CN 101805827A等)、安全处置(CN 201560162U、CN 102285743A、CN 102583920A等)等方面做了很多有益的探索，但都在一定程度上存在掺量小、适用性差、重金属回收率低、工艺流程复杂、设备投资或运行费用高、利用过程能耗高或易引起二次污染等问题。
综上所述，给水厂污泥产量大，利用途径单一，一直是市政废物的难点。焚烧飞灰和重金属污泥作为危险废物，产量与日俱增，处理费用高企，国内外当前缺少妥善安全、经济实用的无害化和资源化途径。
发明内容
针对给水厂污泥产量大、利用途径受限、资源化程度低、堆存占地的现状，以及焚烧飞灰和重金属污泥作为危险废物带来的环境隐患和日益高企的处置费用，本发明旨在提供一种以给水厂污泥为主料烧制轻质陶粒，并协同处置焚烧飞灰和重金属污泥的方法，在得到性能优良的轻质陶粒的同时，可以处置大量的给水厂污泥，还可以适量处置焚烧飞灰及水处理过程产生的重金属污泥，实现这三种废弃物的无害化和资源化利用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其包括如下步骤：
将给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥混匀后细化。
给水厂污泥来自给水厂净水过程中产生的滤除物和沉淀物，含水率50～70％，主要成分SiO2，Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等粘土矿物质干基百分比约85～95％，在高温焙烧下可形成吸水率小和盐酸可溶率低的陶粒骨架，藻类、细菌等有机成分干基百分比约5～15％，在高温焙烧下膨胀可形成陶粒多孔。因此，给水厂污泥可作为烧制陶粒制品的主要原料。
焚烧飞灰来自城市生活垃圾、市政污泥、医疗垃圾等固废废物焚烧装置的烟气净化除尘系统，颗粒极细、易扬尘，含水率0.5～5％，主要成分为CaO、SiO2、A12O3、SO3等，并含二恶英、重金属元素。因烟气净化通常过量喷入碱液，导致焚烧飞灰碱性含量高，具有碱缓释性。
重金属污泥来自电镀、冷轧、有色、线路板等行业的废水处理过程，含水率50～75％，颗粒细、成分复杂，Cr、Ni、Zn、Pb、Fe、Cu、Ag、Cd等金属氧化物含量3～20％，硫酸钙、氟化钙、氯化钙含量20～50％，其它水溶性盐类及杂质含量5～30％。在化学沉淀过程中，通常过量投入石灰乳，导致重金属污泥中裹挟大量为来得及反应的CaO,Ca(OH)2成分，污泥具有碱缓释性。
三种固废依据其含水率和化学组成充分混合配伍后，具有如下优点：1)飞灰含水率低，给水厂污泥、重金属污泥含水率高，无需喷水或机械烘干，三者混合即可将陶粒原料含水率调至35～45％；2)三种污泥化学组分互补性强，如给水厂污泥SiO2、Al2O3含量高(合计约70％)、可塑性强、可取代天然粘土作为成陶主料，同时其含有的少量有机物作为发气成分可在高温下焙烧成多孔；焚烧飞灰颗粒细、浸润性好、容易混合，同时高氯、硫成分持水性好，有利于颗粒成型；重金属污泥Fe2O3、CaO、Na2O等助熔成分含量高，有助于在高温焙烧阶段降低陶粒表面液相粘度和烧胀温度，使烧成后的陶粒更为密实，从而提高陶粒的强度，同时，重金属污泥中的铁质元素，可作为焙烧陶粒时形成外层熔融包覆材料的原料。因此，三者按一定百分比混合后，可满足陶粒原料对SiO2，Al2O3、Fe2O3三种主要无机成分和有机物的比例要求。
自然陈化至含水率为30～40％后，造粒，得到陶粒生料。给水净化过程中铝系混凝剂用量高，污泥中含量过高的铝盐(以Al2O3形式存在)直接用作陶粒原料会降低陶粒烧胀温度，使得陶粒内部和表面液相较少，无法包裹气体和封闭气孔，坯体膨胀不起来，导致容重和吸水率的增大；同时，高氧化铝含量的陶粒烧胀温度区间窄，加大了工艺控制难度，降低了成品陶粒质量。本发明采用具有碱缓释性的重金属污泥、焚烧飞灰与之混合并自然陈化，经多次翻堆后，重金属污泥和焚烧飞灰中CaO、Ca(OH)2碱性物质会与给水厂污泥中铝盐发生络合作用，入窑后在升温预热段将氧化铝转化为铝酸钙，避免了高温焙烧段给水厂污泥中氧化铝对烧胀过程的不利影响。混合料自然风干至含水率30％～40％，外观松散不结块，水分干湿度均匀，利于成型。
对辊造粒机成型压力太小会造成坯料松散，陶粒产品的抗压强度不能满足作为建筑材料使用的要求；坯料成型压力过大会造成坯料紧实，焙烧时间加长，生产成本增加。本发明中挤压成型的压力为4～6MPa，当量直径控制在10～20mm。
将所述陶粒生料依次进行干燥、预热和煅烧，得到陶粒熟料。干燥、预热和煅烧分别可以完成脱水、氧化还原和碳酸盐分解工序，在高温和膨胀剂的作用下陶粒快速膨胀，得到轻质陶粒。本发明采用回转窑烧制陶粒时，温度从窑尾开始逐渐升高，给陶粒生料营造程序升温的条件，使料内水分和有机成分从内部先后逸出，减少陶粒因温度过高而造成的破裂，并在高温区有效分解二恶英、熔融固化重金属，形成美观、无粘连的陶粒。
低温区干燥的作用：1)进一步降低料球的含水率，防止焙烧时极速升温水分汽化导致炸球；2)提升料球的温度到一定水平。
中温区预热的作用：1)进一步调整生料球的化学组成，通过升温的方式使料球中易挥发的有机成分挥发分解，降低烧胀前料球中碳的含量，以达到最佳的烧胀结果；2)使给水厂污泥中的铝盐与飞灰和重金属污泥中的碱性物质充分作用，生成铝酸钙。
高温区煅烧的作用：完成陶粒的烧胀过程。焙烧温度过低，焙烧过程中的化学反应不完全，烧成的陶粒容重和吸水率高且强度低，陶粒表面的熔融相少，无法包裹和封闭内部产生气体，料球不能膨胀，导致容重和吸水率的增大；若焙烧温度过高，烧成的陶粒气孔冲破液相，气体散逸，在冷却时会塌陷使容重增大，且表面形成联通气孔使吸水率增大，陶粒质量不佳。同时，焙烧持续时间过长，陶粒容重反而会增加，这是由于熔融相比例增大，填充了陶粒在焙烧过程中产生的孔隙，使陶粒收缩，容重升高，吸水率下降。
根据后续陶粒利用要求，冷却后的陶粒可分2～5级，优选的可分为3级，如﹤5mm，5～12mm及﹥12mm。粒度过小的陶粒或筛余物，可收集后返作原料。
作为优选方案，所述给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的干基重量百分数分别为40～80％、5～30％和5～30％。
作为优选方案，所述干燥的温度为300～500℃。
作为优选方案，所述预热的温度为600～900℃。
作为优选方案，所述煅烧的温度为1000～1150℃。
作为优选方案，所述干燥、预热和煅烧是在回转窑内进行的，所述回转窑的窑尾设有碱液喷淋净化系统。给水厂污泥含有少量有机物，高温焙烧过程中会产生臭气，陶粒生料在窑内成陶滚动过程中，会产生扬尘，因此，窑尾的碱液喷淋净化可起到除尘、减臭作用，喷淋水循环使用，沉淀池内的污泥定期取出，返作陶粒原料。
作为优选方案，所述回转窑的窑尾水平位置高于窑头水平位置，窑身的倾角为2.5～4.5°，回转窑的转动速度为3～8rpm。通过自身旋转带动陶粒移动。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明以给水厂污泥为主料，适量加入焚烧飞灰和重金属污泥为辅料烧制的轻质陶粒，各项指标均符合GB/T 17431.1-2000《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中轻质或超轻陶粒的要求，可以广泛用于制作陶粒混凝土并加工成轻质、隔热性能优良的建筑板材和砌块，也可以应用于园林绿化。
(1)给水厂污泥、焚烧飞灰、重金属污泥等三种工业固废或危险废物单独处置均存在一定难度，本发明将它们按一定比例配伍烧制具有广泛用途的轻质陶粒，不仅实现了安全消纳、降低了废物无害化处置成本，还降低了陶粒厂的生产成本及对天然粘土的需求量。因此，污泥陶粒具有利废、节能、不毁坏土地，可以保护生态环境的优点，属于绿色建材产品，是实现社会可持续发展的典型技术，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。
(2)本发明采用含水率较高的给水厂污泥、重金属污泥与含水率极低焚烧飞灰混合调质、自然陈化，混合物料无需喷水或机械脱水，不仅避开了污泥干化这一难题，又利用湿态污泥的粘性方便成型造粒。
(3)给水厂污泥中铝盐(以Al2O3形式存在)含量高，直接用作陶粒原料会缩小陶粒烧胀温度范围，加大工艺控制难度，降低陶粒质量。本发明采用具有碱缓释性的重金属污泥、焚烧飞灰与之混合并自然陈化，经多次翻堆后，重金属污泥和焚烧飞灰中CaO、Ca(OH)2碱性物质会与给水厂污泥中铝盐发生充分作用，入窑后在升温段生成铝酸钙。因此，采用三者混合可有效避免给水厂污泥烧制陶粒时的铝盐对成陶过程的负面影响。
(4)利用回转窑高温焙烧的碱性环境，除毒彻底、工艺简单、危险废物消纳量大，焚烧飞灰中的二恶英被完全分解，重金属被熔融固化在陶粒中，浸出浓度远低于相关标准要求。同时，给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥中的有效成分可经济安全、规模化的实现资源化利用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为以给水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的工艺流程。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下结合附图1，对本发明进一步说明。
如表1所示，为三种固体废物的化学组成。
给水厂污泥来自某城市给水厂污泥脱水车间，泥饼含水率60％；焚烧飞灰来自某城市生活垃圾焚烧厂烟气净化系统收尘装置，飞灰含水率1.5％；重金属污泥来自某不锈钢企业冷轧废水处理站(石灰乳化学沉淀工艺)的板框压滤机车间，泥饼含水率62％。
实施例1：
(1)原料配伍：将80％的给水厂污泥(干基)、5％的重金属污泥(干基)与15％的焚烧飞灰(干基)充分混合、搅拌、轮碾，使得颗粒混匀深度细化、备用；
(2)将混合料自然陈化10天，期间翻堆5次，至混合料含水率40％；
(3)混合物料采用对辊造粒机造粒，挤压成型的压力为4MPa，长条状颗粒当量直径控制在15mm。
(4)陶粒生料依次在窑尾的300～400℃低温区干燥30分钟，在窑身的600～700℃中温区预热30分钟，在窑头的1000～1100℃高温区煅烧25分钟，得到轻质陶粒；
(5)轻质陶粒从回转窑窑头排出后，经冷却、分成﹤1mm，1～5mm及﹥5mm的3级，其中﹤1mm细料收集后返作陶粒原料，其余两级成品陶粒，入库存放。
上述回转窑采用单筒窑，窑尾位置比窑头高，窑身倾角为4.5°，回转窑的旋转速度为5r/min，回转窑的窑尾设置有碱液喷淋净化系统，喷淋水循环使用，沉淀池内的污泥定期取出，返作陶粒原料。烟囱排放烟气未超出《工业窑炉大气污染物排放标准》。
在本实施例中，所得陶粒产品的技术参数如下：①、堆积密度：500kg/m3；②、表观密度：700kg/m3；③、筒压强度：3MPa；④、产品粒径：1～5mm及﹥5mm；⑤、1h吸水率：7.0％；⑥、导热系数：≤0.18w/m·k。
产品符合轻集料(陶粒)国家标准GB/T17431.1-2010要求，产品经质检部门检测，其产品质量达到优等品，浸出毒性符合GB5085.3-2007(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)的无害指标。
实施例2：
(1)原料配伍：将50％的给水厂污泥、20％的重金属污泥与30％的焚烧飞灰充分混合、搅拌、轮碾，使得颗粒混匀深度细化、备用；
(2)将混合料自然陈化20天，期间翻堆8次，至混合料含水率35％；
(3)混合物料采用对辊造粒机造粒，挤压成型的压力为6MPa，长条状颗粒当量直径控制在18mm。
(4)陶粒生料依次在窑尾的350～450℃低温区干燥25分钟，在窑身的700～800℃中温区预热20分钟，在窑头的1050～1150℃高温区煅烧30分钟，得到轻质陶粒；
(5)轻质陶粒从回转窑窑头排出后，经冷却、分成﹤5mm，5～12mm及﹥12mm的3级，其中﹤5mm细料收集后返作陶粒原料，其余两级成品陶粒，入库存放。
本回转窑采用单筒窑，窑尾位置比窑头高，窑身倾角为2.5°，回转窑的旋转速度为8r/min，回转窑的窑尾设置有碱液喷淋净化系统，喷淋水循环使用，沉淀池内的污泥定期取出，返作陶粒原料。烟囱排放烟气未超出《工业窑炉大气污染物排放标准》。
在本实施例中，所得陶粒产品的技术参数如下：①、堆积密度：450kg/m3；②、表观密度：600kg/m3；③、筒压强度：2MPa；④、产品粒径：5～12mm及﹥12mm；⑤、1h吸水率：6.5％；⑥、导热系数：≤0.15w/m·k。
产品符合轻集料(陶粒)国家标准GB/T17431.1-2010要求，产品经质检部门检测，其产品质量达到优等品，浸出毒性符合GB5085.3-2007(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)的无害指标。
实施例3：
(1)原料配伍：将60％的给水厂污泥、15％的重金属污泥与25％的焚烧飞灰充分混合、搅拌、轮碾，使得颗粒混匀深度细化、备用；
(2)将混合料自然陈化15天，期间翻堆6次，至混合料含水率35％；
(3)混合物料采用对辊造粒机造粒，挤压成型的压力为5MPa，长条状颗粒当量直径控制在10mm。
(4)陶粒生料依次在窑尾的350～450℃低温区干燥10分钟，在窑身的800～900℃中温区预热40分钟，在窑头的1000～1100℃高温区煅烧15分钟，得到轻质陶粒；
(5)轻质陶粒从回转窑窑头排出后，经冷却、分成﹤5mm及﹥5mm的2级，两级成品陶粒，入库存放。
本回转窑采用双筒窑，窑尾位置比窑头高，窑身倾角为3°，回转窑的旋转速度为4r/min，回转窑的窑尾设置有碱液喷淋净化系统，喷淋水循环使用，沉淀池内的污泥定期取出，返作陶粒原料。烟囱排放烟气未超出《工业窑炉大气污染物排放标准》。
在本实施例中，所得陶粒产品的技术参数如下：①、堆积密度：550kg/m3；②、表观密度：650kg/m3；③、筒压强度：2.5MPa；④、产品粒径：﹤5mm及﹥5mm；⑤、1h吸水率：7.5％；⑥、导热系数：≤0.15w/m·k。
产品符合轻集料(陶粒)国家标准GB/T17431.1-2010要求，产品经质检部门检测，其产品质量达到优等品，浸出毒性符合GB5085.3-2007(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)的无害指标。
实施例4：
(1)原料配伍：将70％的给水厂污泥、15％的重金属污泥与15％的焚烧飞灰充分混合、搅拌、轮碾，使得颗粒混匀深度细化、备用；
(2)将混合料自然陈化15天，期间翻堆6次，至混合料含水率35％；
(3)混合物料采用对辊造粒机造粒，挤压成型的压力为4MPa，椭球状颗粒当量直径控制在20mm。
(4)陶粒生料依次在窑尾的300～400℃低温区干燥20分钟，在窑身的600～700℃中温区预热20分钟，在窑头的1000～1100℃高温区煅烧20分钟，得到轻质陶粒；
(5)轻质陶粒从回转窑窑头排出后，经冷却、分成﹤1mm，1～10mm，10～15mm及﹥15mm的4级，其中﹤1mm细料收集后返作陶粒原料，其余三级成品陶粒，入库存放。
本回转窑采用双筒窑，窑尾位置比窑头高，窑身倾角为3°，回转窑的旋转速度为6r/min，回转窑的窑尾设置有碱液喷淋净化系统，喷淋水循环使用，沉淀池内的污泥定期取出，返作陶粒原料。烟囱排放烟气未超出《工业窑炉大气污染物排放标准》。
在本实施例中，所得陶粒产品的技术参数如下：①、堆积密度：450kg/m3；②、表观密度：600kg/m3；③、筒压强度：3MPa；④、产品粒径：1～10mm，10～15mm及﹥15mm；⑤、1h吸水率：7.8％；⑥、导热系数：≤0.15w/m·k。
产品符合轻集料(陶粒)国家标准GB/T17431.1-2010要求，产品经质检部门检测，其产品质量达到优等品，浸出毒性符合GB5085.3-2007(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)的无害指标。
本发明利用现有的粘土陶粒生产线完全有可能将给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥同时作为原料生产轻质陶粒，既降低陶粒厂的生产成本，丰富陶粒品种，又可以大量处置这三种固体废物，实现资源化利用。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
将给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥混匀后细化；
自然陈化至含水率为30～40％后，造粒，得到陶粒生料；
将所述陶粒生料依次进行干燥、预热和煅烧，得到陶粒熟料。
2.如权利要求1所述的给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其特征在于，所述给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的干基重量百分数分别为40～80％、5～30％和5～30％。
3.如权利要求1所述的给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其特征在于，所述干燥的温度为300～500℃。
4.如权利要求1所述的给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其特征在于，所述预热的温度为600～900℃。
5.如权利要求1所述的给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其特征在于，所述煅烧的温度为1000～1150℃。
6.如权利要求1所述的给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其特征在于，所述干燥、预热和煅烧是在回转窑内进行的，所述回转窑的窑尾设有碱液喷淋净化系统。
7.如权利要求6所述的给水厂污泥、焚烧飞灰和重金属污泥的协同处理方法，其特征在于，所述回转窑的窑尾水平位置高于窑头水平位置，窑身的倾角为2.5～4.5°，回转窑的转动速度为3～8rpm。
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