專利名稱：：增鈣干化污泥渣的資源化利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及城市污泥無害化及資源化利用的方法，主要用于對增鈣干化后的城市污泥渣的深度處置和資源化再生利用。
背景技術(shù)：
：近幾年，耗費各種能源的污泥的處理方法包括部分余熱、余溫的利用、石灰發(fā)熱劑化學(xué)熱等均未離開利用一次性能源的使用，能源消耗在無氧的環(huán)境下熱分解污泥，并將分解后的污泥作為低熱值燃料等的炭化物產(chǎn)品過程中，各種各樣的炭化處理方法被采用，不可避免的形成了二氧化碳的增加及加劇了溫室效應(yīng)。為了把污泥最終形成對環(huán)境無害的無機材料進行再生利用，需要在處理、處置過程中對含水率70%95%污泥的水分進行脫水及干化，必須把污泥的含水率降至到2030%，才能避免運輸中形成二次污染及減低運輸成本。現(xiàn)有常見的污泥處理方法是利用機械式脫水機把污泥的含水率降至到7580%(以下稱脫水污泥)，然后把脫水污泥運至到污泥干燥、焚燒等設(shè)施進行最終的處置。作為對脫水污泥進行加熱干燥的方法，有采用一次性優(yōu)質(zhì)能源加熱的，也有采用利用余熱間接加熱或利用生石灰發(fā)熱劑加熱等方法。其中利用生石灰和污泥攪拌時，生石灰與污泥中的水分所產(chǎn)生的化合反應(yīng)熱，直接與污泥接觸加熱并使脫水污泥中的水分蒸發(fā)的方法，是一種污泥處理成本較低的方法。利用生石灰發(fā)熱劑和水的反應(yīng)熱的干燥處理，為了促使生石灰與水的迅速反應(yīng)。例如，在公開(公告)號CN1861532的發(fā)明專利《利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理城市污泥的方法和裝置》中，采用雙組分的發(fā)熱劑添加在污泥中，使其液體成分蒸發(fā)固化。發(fā)熱劑中以脫水鋁強酸鹽和非鋁強酸鹽為酸性組分，包括40-120重量份脫水鋁強酸鹽，10-50重量份脫水非鋁強酸鹽，向攪拌混合設(shè)備(反應(yīng)器)中投入以生石灰為主發(fā)熱劑，利用化學(xué)反應(yīng)熱使污泥中的水份使之蒸發(fā)。這種污泥處理方法，能連續(xù)性地大規(guī)模實施污泥的干燥處理，處理后成為增牽丐干化污泥渣。利用生石灰發(fā)熱劑和水的反應(yīng)熱對污泥進行干化處理，不需要從外部給予熱能，同時，由于生石灰發(fā)熱的反應(yīng)污泥有酸性轉(zhuǎn)化為堿性，氧化鈣與水轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣的過程中，氧化鈣對污泥中的有機成分產(chǎn)生了離子交換作用和結(jié)晶作用，使得污泥中的臭氣被消除。特別是在污水處理廠內(nèi)進行干燥是對整個廠區(qū)及周邊的空氣質(zhì)量和環(huán)境得到明顯改善。該工藝?yán)脧妷A、強酸及高溫環(huán)境，破壞并分解了污泥中產(chǎn)生惡臭氣體的有機物，使處理后的污泥臭味大大下降，消除在污泥處理及運輸過程中散發(fā)的惡臭。該工藝?yán)昧耸以诨瘜W(xué)與物理化學(xué)作用下，進行離子交換作用、碳酸化作用、結(jié)晶作用、灰結(jié)作用，隨著時間的延長，混合料中的鈣、鎂含量要衰減，最終為零，灰土的干密度也要隨之衰減，而灰土的強度隨之增大的機理。引用《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》中的監(jiān)測分析方法、評價標(biāo)準(zhǔn)及分析結(jié)果增鈣干化污泥渣，經(jīng)7天飽水無側(cè)限抗壓強度及相關(guān)項目檢驗，結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>國家建材行業(yè)水泥基材料科學(xué)重點實驗室對方莊污水處理廠所增f丐干化的進行了易燒性試驗，其檢測結(jié)果表明污泥所含的化學(xué)成分及礦物組份均適宜用于制造建材產(chǎn)品及路基材料等用途。現(xiàn)將其檢測結(jié)果列表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>DTA-—TG分析表明三個試樣均含有大量氫氧化鈣，具體表現(xiàn)為其在480°C附近均有一個較大的吸熱谷與失重。由于增鈣干化污泥渣，在污水處理廠的前期干化時，按每噸含水率為80%的污泥，在干化處理時氧化f丐的添加量為15-25%，當(dāng)污泥渣的含水率降至10_20%時，污泥渣中的氫氧化鈣的含量均^30%以上，足以成為道路施工中所需氫氧化鈣的替代品。但是目前增鈣干化的污泥渣沒有得到充分地利用，不僅對環(huán)境造成二次污染，還會為后續(xù)的處理付出大量的人力物力(如運輸、填埋等費用)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種對含水率70%80%的脫水有機污泥干燥后，作為改良土直接用于道路施工的路基材料及替代環(huán)境修復(fù)施工中改良土。將其作為資源進行利用，避免了對環(huán)境造成二次污染，節(jié)省了后續(xù)處理的費用。本發(fā)明的技術(shù)方案是該增鈣干化污泥渣含有粒徑為5mm的顆粒狀的比例>80%;有機物含量《10%;含水率10%20%;氫氧化鈣的含量30%以上，其特征在于，將所述的增鈣干化污泥渣與水泥、碎石和水按照一定比例混合均勻構(gòu)成混合料，該混合料的含水率為5%-20%;將該混合料作為公路路面的路基材料、垃圾填埋場的墊層土和覆蓋土、土壤改良土、環(huán)境修復(fù)基礎(chǔ)層鋪設(shè)在相應(yīng)的基礎(chǔ)上；然后將鋪設(shè)的混合料層壓實。作為所述的路基材料的混合材料的配方為增鈣污泥渣、水泥、碎石的重量份數(shù)分別為10-40、5-10、40-50，采用路拌法施工，拌合均勻后壓實成型，壓實度97%，7天齢期的抗壓強度為1.248MPa。作為所述的路基材料的混合材料的配方為增鈣污泥渣、水泥、高鈣粉煤灰的重量份數(shù)分別為50-70、5-10、10-20;采用路拌法施工，拌合均勻后壓實成型，壓實度97%，3天齢期的抗壓強度為1.6MPa。作為所述的路基材料的混合材料的配方為增鈣污泥渣、水泥固化劑、碎石的重量份數(shù)分別為10-20、5-10、60-70;采用路拌法施工，拌合均勻后壓實成型，壓實度97%，7天齢期的抗壓強度為1.223MPa。作為所述的垃圾填埋場的墊層土和覆蓋土的混合材料的配方為污泥渣、建筑垃圾、碎石等的重量份數(shù)分別為70-80、5-10、60-70;拌合均勻后可直接攤鋪、壓實。作為所述的土壤改良土和環(huán)境修復(fù)基礎(chǔ)層的混合材料的配方為污泥渣、建筑垃圾、碎石等的重量份數(shù)分別為70-80、5-10、60-70，；拌合均勻后可直接攤鋪、壓實。本發(fā)明的有益效果是增鈣干化的污泥渣替代土方的無機材料，便于裝載運輸，可直接用作公路路面基層施工的路基材料、垃圾填埋場的墊層土、覆蓋土及土壤改良、環(huán)境修復(fù)等的原材料之一。從而達到廢棄物資源化再生利用過程中實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，節(jié)省了自然資源的同時大幅度降低了廢棄物處理、處置成本。該技術(shù)方法為盡快解決城市污泥無害化處理及再利用，找到了一個簡單、經(jīng)濟、安全、可靠的解決辦法。并具有廣泛的市場前景和較高的經(jīng)濟效益，為生態(tài)環(huán)境的保護與合理的資源整合創(chuàng)出一條新思路，為環(huán)保事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展解決了一個老大難的課題，確定最適合目前我國國情的污泥資源化處理、處置技術(shù)，將成為城市污泥無害化及資源化利用的最有效的技術(shù)手段之一。具體實施例方式下面是三個利用增鈣干化的污泥渣替代土方的無機混合料配方，作為公路路面的路基材料的實施例。實施例1:碎石(粒徑25-35mm):增鈣污泥渣水泥=40-50:10-40:5-10(重量份數(shù))；采用路拌法施工，拌合均勻后在最佳含水量下壓實成型，壓實度97%，7天齢期的抗壓強度為1.248MPa。，小試驗的裂縫少于石灰煤渣土的對比段。實施例2:水泥粉煤灰(如燃煤的火力發(fā)電所產(chǎn)生飛灰)增鈣污泥渣=5-10:10-20:50-70(重量份數(shù))；采用路拌法施工，拌合均勻后在最佳含水量下壓實成型，壓實度97%，3天齢期的抗壓強度為1.6MPa。實施例3:水泥增鈣污泥渣碎石=5-10:10-20:60-70(重量份數(shù))采用路拌法施工，拌合均勻后在最佳含水量下壓實成型，壓實度97%，7天齢期的抗壓強度為1.223MP。上述三項實施方案是針對道路施工中基層所需的無機料配置方法，對于道路底層的回填土中的素土(包括普通土和建筑渣土等)組分均可用污泥渣替換。實施例4:作為所述的垃圾填埋場的墊層土和覆蓋土的混合材料的配方為污泥渣、建筑垃圾、碎石等的重量份數(shù)分別為70-80、5-10、60-70，水的含量宜控制在上述材料總量的5%-10%;拌合均勻后可直接攤鋪、壓實。實施例5:作為所述的土壤改良土和環(huán)境修復(fù)基礎(chǔ)層的混合材料的配方為污泥渣、建筑垃圾、碎石等的重量份數(shù)分別為70-80、5-10、60-70;拌合均勻后可直接攤鋪、壓實。上述各項實施方案中，混合料的含水率范圍為5%20%，在氣候潮濕的南方與北方氣候潮濕的季節(jié)含水率以10%以下為宜。合適的含水率以在壓實過程中不與壓實設(shè)備粘連、不軟、易于壓實及養(yǎng)護為原則?；旌狭系乃縼碜栽鲡}干化污泥，較高的含水量可以降低增鈣污泥的處理成本，但可能導(dǎo)致超過混合料的含水率范圍，影響其應(yīng)用。由于增鈣干化污泥渣，在污水處理廠的前期干化時，按每噸含水率為80%的污泥，在干化處理時氧化f丐的添加量為25%左右，當(dāng)污泥渣的含水率降至10-20%時，污泥渣中的氫氧化鈣的含量均^30%以上，足以成為道路施工中所需氫氧化鈣的替代品。替代了道路施工必須使用的石灰石資源，在資源的各階梯式使用的過程中，形成了城市有機污染廢棄物的無害化處理的同時，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。由于污泥渣與石灰相似的成份，本身的自硬性能，可以與粉煤灰等工業(yè)廢料混合作為路基填層。通過顆粒篩分、液塑限、擊實試驗、CBR試驗及無側(cè)限抗壓強度試驗測定獲得適當(dāng)?shù)奶盍辖M分構(gòu)成及污泥渣最佳(大)摻量的確定。常用固化劑均為針對沙粘土層設(shè)計，本發(fā)明中由于污泥渣經(jīng)石灰法處理與粉煤灰等結(jié)合本身具較好自硬性能，可以減少壓6實次數(shù)及填層總厚度，帶來的是施工成本的降低，資源的保護，施工便利。權(quán)利要求一種增鈣干化污泥渣的資源化利用方法，該增鈣干化污泥渣含有粒徑為5mm的顆粒狀的比例≥80％；有機物含量≤10％；含水率10％～20％；氫氧化鈣的含量30％以上，其特征在于，將所述的增鈣干化污泥渣與水泥、碎石和水按照一定比例混合均勻構(gòu)成混合料，該混合料的含水率為5％-20％；將該混合料作為公路路面的路基材料、垃圾填埋場的墊層土和覆蓋土、土壤改良土、環(huán)境修復(fù)基礎(chǔ)層鋪設(shè)在相應(yīng)的基礎(chǔ)上；然后將鋪設(shè)的混合料層壓實。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增鈣干化污泥渣的資源化利用方法，其特征在于，作為所述的路基材料的混合材料的配方為增鈣污泥渣、水泥、碎石的重量份數(shù)分別為10-40、5-10、40-50，采用路拌法施工，拌合均勻后壓實成型，壓實度97%，7天齢期的抗壓強度為1.248MPa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增鈣干化污泥渣的資源化利用方法，其特征在于，作為所述的路基材料的混合材料的配方為增鈣污泥渣、水泥、高鈣粉煤灰的重量份數(shù)分別為50-70、5-10、10-20;采用路拌法施工，拌合均勻后壓實成型，壓實度97%，3天齢期的抗壓強度為1.6MPa。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增鈣干化污泥渣的資源化利用方法，其特征在于，作為所述的路基材料的混合材料的配方為增鈣污泥渣、水泥固化劑、碎石的重量份數(shù)分別為10-20、5-10、60-70;采用路拌法施工，拌合均勻后壓實成型，壓實度97%，7天齢期的抗壓強度為1.223MPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增鈣干化污泥渣的資源化利用方法，其特征在于，作為所述的垃圾填埋場的墊層土和覆蓋土的混合材料的配方為污泥渣、建筑垃圾、碎石等的重量份數(shù)分別為70-80、5-10、60-70;拌合均勻后可直接攤鋪、壓實。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增鈣干化污泥渣的資源化利用方法，其特征在于，作為所述的土壤改良土和環(huán)境修復(fù)基礎(chǔ)層的混合材料的配方為污泥渣、建筑垃圾、碎石等的重量份數(shù)分別為70-80、5-10、60-70，；拌合均勻后可直接攤鋪、壓實。全文摘要一種增鈣干化污泥渣的資源化利用方法，該增鈣干化污泥渣含有粒徑為5mm的顆粒狀的比例≥80％，有機物含量≤10％；含水率5％～20％；氫氧化鈣的含量30％以上，其特征在于，將所述的增鈣干化污泥渣與水泥、碎石和水按照一定比例混合均勻構(gòu)成混合料；將該混合料作為公路路面的路基材料、垃圾填埋場的墊層土和覆蓋土、土壤改良土、環(huán)境修復(fù)基礎(chǔ)層鋪設(shè)在相應(yīng)的基礎(chǔ)上。增鈣干化的污泥渣替代土方的無機材料，從而達到廢棄物資源化再生利用過程中實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，節(jié)省了自然資源的同時大幅度降低了廢棄物處理、處置成本。文檔編號C04B18/30GK101704650SQ20091024151公開日2010年5月12日申請日期2009年11月25日優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日發(fā)明者周軍,陳子庭,霍健,魏威申請人:北京市奧利愛得科技發(fā)展有限公司