城市污水处理厂污泥制砖的可行性研究.pdf

第1 7 拳第1 期 中原工学院学报 2 0 0 6年 o 2 月 j ou r n a l of z h o n gy u an i n s t i t u t e o f t e c hn o l og y v 0 1 1 7 n o 1 fe b ， 2 o o6 文章编号 ： 1 6 7 1 6 9 0 6 ( 2 0 0 6 ) 0 1 o 0 4 7 0 3 城市污水处理厂污泥制砖的可行性研究 刘帅 霞 ( 河南纺织高等专科学校 ， 河南 郑 州4 5 0 0 0 7 ) 摘要： 分析 了污水处理厂污泥的成分 ， 研究 了四种污 泥砖坯 在不 同炼 制条件下 的性 能 ， 找出 了污泥制砖 配 比和炼制 条件 实验表明 ， 利用污泥 、 黏土和黄河泥沙混 合配比制砖是可行的 ， 为实现污泥 的资 源化 开辟 了新 的途径 关键词 ： 污泥 ； 烧制砖； 可行性 ； 资源 化 中图分类 号： z x 7 0 3 文献标识码： a 污泥处置和污水处理一样 ， 是解决城市水污染 的 重要方面 一般的城 市污水处理厂产 泥量 占污水量 的 0 3 o 5 ( 体积 百分 比， 含水率按 9 7 计 ) ， 如进 行深度处理 ， 污泥量还 可能增加 0 5 1倍口 亏 泥处 置是污水得以最终妥善处理 的保障 ， 污泥的资源化是 循环经济发展的需要 基于污泥中无机物的组成与建 筑材 料 中的所需成 分 基 本相 似 ， 本 文 进 行 了污 泥制 砖 的研 究 1 实验用污泥 的来源 实验用污泥取 自郑州市王辛庄污水处理厂脱泥车 间 该厂 日处理废水量为 3 5万 t ， 处理工艺为活性污泥 法， 处理程度为二级 ， 日产污 泥量 2 0 0 t ( 含水率 7 o 8 o ) ， 污 泥处理 j 二 艺为 ： 圈一 圈一 圈一 匝 亟 囤 一 匝 囹一 隔 2 污泥、 污泥灰和黏土成分分析 2 1泥样 的预处 理 取一定最的污泥和黏土样品 ， 放入烘箱 内， 在 1 0 5 干燥至恒重 把经干燥处理的污泥放人马福炉中于 6 0 0温度下烧 4 h ， 得灰 白色污泥灰 ， 在球磨机上研 磨 ， 过 i 0 0目筛 ， 分别测定污泥 、 污泥灰和黏土的成分， 收稿 日期 ： 2 0 0 6 o 1 1 6 作者简介 ： 刘帅霞 ( 1 9 6 8 ) ， 女 ， 河南郑州人 ， 副教授 测定结果见表 1 3 表 1 污泥的成分 成分 质量分数 成分 质量分数 含水率 7 5 c a 2 0 0 有机碳 6 5 2 k o 0 l 5 n 0 9 7 fe 0 62 3 p o 2 1 cr 0 071 p b 1 4 5 cu 1 7 1 表 2 污 泥灰 的成 分 2 2测 定结果 分 析 测定结果看 出： 污泥 中含有有机碳和大量的水 ， 含 有有机碳说明污泥有一定的热 值； 生活污泥燃烧后 的 维普资讯 4 8 中原工学院学报 2 0 0 6年第 1 7卷 产物与黏土的组成基本接近， 可以用污泥代替黏土制 砖 ， 但污泥灰中 s i o 的含量低于黏土 中的含黾 ， 污泥 灰中 f e o 。 和 p 。 o 的含量比黏土 中的高， 其它成分的 含量二者基本接近 3 砖坯 的制作 为了研究污泥制砖的可行性 ， 研究方案有 4种 ： 污 泥直接烧制 ； 污泥和黄河泥沙配比烧制 ； 污泥 、 黏土和 黄河泥沙配 比烧制 ； 污? 尼灰、 黏土和黄河泥 沙配 比烧 制 工艺流程图见 图 1 4 烧制温度为 8 0 0、 9 0 0 、 1 0 0 0 、 1 0 2 0和 1 0 4 0 ， 烧 制 时 日 j 分 别为 4 h 、 8 h、 1 2 h 污泥卜 _ 一干燥卜 _ 成型卜 _ _ 炼制 图 1 污泥制砖 的流程 图 2 污泥和黄河泥沙制砖 的流程 图 3 污泥 、 黏 土和黄河 泥沙 制砖 的流 程 图 4 污 泥 灰 、 黏 土 和 黄 河 泥 沙 制 砖 的 流 程 砖坯的制作， 需要先 f 燥 ， 干燥的 口的是降低污泥 中含水率， 确保制作砖坯的含水率在 2 o 左右 实验 采用加热烘干和 自然干燥两种方法 ( 1 ) 纯污泥砖坯的制作 将含水率为 7 o 8 o 的污泥 ， 经过 干燥处 王 甲 后 ， 制成 定形状的长方形砖坯 ， 其含水率为 2 q ( 2 ) 污泥和黄河泥沙砖坯 的制作 取含水率为 7 0 8 o 的污泥 和黄河 ?尼沙， 按 1； 1 、 1； 2 、 1：3的比例进行配 比， 混合均匀， 制成不 同尺寸的长方形砖坯 经过 t ： 燥处理后 ， 砖坯的r含水率 在 2 0 左右 ( 3 ) 干污泥、 黏土和黄河? 尼沙制作的砖坯 在 自然条什下将污泥样 品晾晒 1 0 1 5 d ， 进行干 化处珊 ， 将十污泥磨碎后， 与黏上和黄河泥沙 以不 同配 比( 见表 4 ) 进行混合 ， 然后制成小 同尺 寸的长方形砖 坯 表 4 干 污泥一黏 土一黄河泥沙质量 比 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 十 污 泥 黄河 泥沙 5 黏上 黄河 泥沙 1 o ( 4 ) 污泥灰 、 黏土和黄河泥沙制作的砖坯 将污泥从 、 黏 土和黄河泥沙 以不 同的配 比( 见表 5 ) 混合均匀 ， 做成不同尺寸的长方形砖坯 表 5 污泥灰黏土 黄河泥沙质量比 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 泥 灰 黄河泥沙 5 黏l十 黄河泥沙 1 o 4 烧 出砖 的质量 比对 将烧制好的 4种不 同组成的砖 的性能进行 比对 ， 结果见表 6 表 6 烧 出砖的质量 比对 结果表明： 在烧制过程中， 污泥中有机物通过挥发 和燃烧变成了气体 ， 使得砖坯失承较大、 强度变低 、 形 状改变 j j u 上黄河? 尼沙疏松 ， 高温 f 不宦结合在一起 ， 所 以， 单纯用污泥制砖和污泥与黄河泥沙配 比制砖 的 强度干 硬度都较差， 砖体变形较大 污 灰 、 黏土和黄河泥沙制作的砖 ， 在同样的烧制 条件下 ， 随着黄河泥沙量 的增 多， 烧 制砖的强度在减 少 ； 在黄 河泥 沙龠 为 5 时， 随着污 泥灰含量 的增 加 ， 烧制砖的强度增加 当污泥灰含量为 3 0 左右 、 泥 沙 含茸 为 5 、 黏土 含 为 6 5 时 ， 随着烧制 温度 的提 高羽 i 烧制时间的延长 ， 烧制砖 的强度变大 ， 变形小 ， 适 如 加 加 鲫 踮 帅 们 加 l二 帅 踮 如 维普资讯 第 1 期 刘帅霞 ： 城 市污水 处理厂污泥制砖的可行性研究 宜烧成 温度 为 1 0 2 0 l 0 4 0 结 语 ( 1 ) 试验证明直接用单 纯的污泥、 污泥灰、 或者污 泥和黄河泥沙配 比烧制出的砖强度太低， 外观条件差 ， 达不到一般建筑用砖的强度要求； ( 2 ) 干污泥 、 黏土和黄河泥沙混合配 比烧制的砖 ， 可以有效改善烧制成品的外观条件 最佳配 比为： 干污 泥 5 1 0 、 黄 河 泥 沙 5 1 o 、 黏 土 8 o 9 ， 6 9 o 在相同的试验条件下 ， 随着干污泥和黄河泥沙含 量的增加 ， 成品抗压强度显著下降； ( 3 ) 污泥灰、 黏土和黄河泥沙混合配 比制砖 ， 烧制 参考文献： 成品的外 观条 件最 好 ， 污泥 灰 含量 比较 高 ， 可 达 到 4 o 左右 ， 配 比为： 污泥灰 3 o 、 泥沙 5 、 黏 土 6 5 ； 适宜烧成温度 1 0 2 01 0 4 0 ； ( 4 ) 利用污泥 、 黏土和黄河泥沙制砖 ， 实现 了污泥 的资源化 ， 具有良好 的社会效益 在煅烧过程中将有毒 重金属封存在砖坯 中， 杀死 了有害细菌 污泥砖 质轻、 孔隙多 ， 具有一定的隔音、 隔热效果等优点； ( 5 ) 在污泥制砖的过程中， 因污泥 中含有大量的有 机物， 无论是污泥灰 的制作过程还是污泥砖 的烧制过 程， 恶臭非常强烈 ， 应考虑二次污染的控制问题 另外 ， 污泥制砖对污泥的预处理要求高 ， 烧制砖 的成本 比一 般的黏土制砖要高 ， 这些问题还有待 于进一步的探索 研 究 1 陈胜 霞， 张亚梅 城市 生活污泥在制砖工业 中的应用e j 砖瓦 ， 2 0 0 4 ， ( 2 ) 3 4 m u ni c i pa l w a s t e wa t e r s l u d g e ut i l i z a t i o n f o r ti l e m a k i n g fe a s i b i l i t y li u shu a i x i a (he n a n te x t i l e co l l e g e ， z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 7 ， ch i n a ) ab s t r a c t ：th e c o n s t i t u t e s o f t h e mu n i c i p a l wa s t e wa t e r s l u d g e a r e a n a l y z e d ，t h e c a p a b i l i t i e s o f f o u r s l u d g e a d o b e s u n d e r t h e d i f f e r e n t f i r i n g a r e s t u d i e d th e b e s t c o mp o u n d a n d f i r i n g c o n d i t i o n a r e f o u n d th e r e s e a r c h s h o ws i t mi g h t b e f e a s i b l e t o ma k e t h e s l u d g e ， c l a y a n d hu a n g h e s a n d i n t o s i n t e r i n g b r i c k s i t i s a n e w a v e n u e t o ma k e t h e s l u d g e i n t o r e c o v e r a b l e r e s o u r c e ke y w o r d s ： s l u d g e ；s i n t e r i n g b r i c k s ；f e a s i b i l i t y ； r e c o v e r a b l e r e s o u r c e 、 i _ 、 _ 、 “ =! 一 计1 、 ! i ， 础i 一 似 _ 、 似似似似广、! 似 一 占 似似 占 ” 科研 简讯 - 我校在河南省知识产权工作会议上获表彰 在 近 日召开 的河南省知识产权 工作会议上 ， 省知识产权局 对全省 4 2个 先进 集体和 6 7名 先进工作者进行了表彰， 我校科技处、 科技处处长方润生教授分别获得“ 先进集体” 和“ 先进工2 3 作者” 荣誉称号。省知识产权局领导还为进入专利申请量前五名的高校颁发了奖牌。我校以 ； 1 2 3 件的专利申请量再次成为河南省高校专利申请第一名。会上， 方润生教授代表我校， 以5 i “ 加强知识产权产出力度， 提升高校 自主创新能力” 为题 ， 向大会汇报 了我校