申请日2013.05.28
公开(公告)日2013.09.18
IPC分类号C02F11/00
摘要
城市污水处理厂污泥的固化/稳定化方法，属于环境资源领域。将污泥按照一定的质量配比加入固化材料，并将污泥跟固化材料混合搅拌均匀后进入板框压滤机进行压滤，滤饼放置在露天养护。固化材料占污泥质量的90%～92%,固化剂为8%～10%;上述的固化材料是由聚合氯化铝(PAC)和工业废料电炉磷渣、赤泥(联合法赤泥)、废石膏配比组成，其比例为15%～25%：25%～40%：20%～40%：20%～30%。固化后的污泥可以有效地将重金属、微生物等固化在污泥中，并且浸出液浓度也可也达到国家相关标准。本发明添加固化剂的污泥不会产生二次污染，同时可以为污泥的再利用提供了良好的基础。
权利要求书
1.城市污水处理厂污泥的固化/稳定化方法，其特征在于，包括如下 步骤：
(1)固化材料是由聚合氯化铝(PAC)和工业废料电炉磷渣、赤 泥、废石膏以一定的质量配比组成，其质量百分比为：聚合 氯化铝15%～25%、工业废料电炉磷渣25%～40%、赤泥 20%～40%、废石膏20%～30%;
(2)将污泥加水稀释到含水率为88-92%;
(3)把稀释后的污泥打入到搅拌罐，然后以稀释后的污泥为基 准，以一定的比例先添加聚合氯化铝搅拌20min，再添加固 化材料的其他成分，其中固化材料的质量为稀释后的污泥质 量的8%～10%;混匀,将得到的固化污泥送入板框压滤机中 压滤;
(4)将固化压滤后的污泥露天养护3～5d。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，污泥加水稀释到含水率 为90%。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，工业废料电炉磷渣是电 炉法制取黄磷时，每生产1吨黄磷，副产8～10吨的磷渣。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于，赤泥是从铝土矿中提炼 氧化铝后排出的工业固体废物。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于，废石膏是以硫酸钙为主 要成分的一种工业废渣。
6.按照权利要求1所述的方法得到的固化/稳定化污泥用来安全 填埋或者作填埋覆土，或者将其资源化利用。
7.按照权利要求6的用途，固化/稳定化污泥用于铺设路基或烧 制轻质砖。
说明书
城市污水处理厂污泥的固化/稳定化方法
技术领域
本发明涉及污泥处理属于环境资源领域，是一种对污水处理厂的 污水污泥进行固化/稳定化时所使用的固化剂。
背景技术
近年来，大部分城市的污水处理厂采用生化方式处理污水，污水 处理能力及处理率增长迅速，同时在处理过程中产生大量的污泥。截 至2011年9月底，全国城镇污水处理量达到1.36亿立方米/天，湿 污泥(含水率80%)年产生量突破3480万吨。目前我国污泥处理费用 已占污水处理厂总运行费用的20%～50%，甚至高达70%。由于认识 不足和技术设备的不成熟，我国污水处理厂所产生的污泥，大部分未 进行规范化的处理处置，污泥随意堆放所造成的污染与再污染问题已 日益突出，引起了社会各界的广泛关注。
目前污泥的处理处置方式主要有卫生填埋、焚烧处理、堆肥处理 和土地利用等。焚烧处理是较彻底的处理方法，其产物为无菌、无臭 的无机残渣，但焚烧过程中会产生二氧化硫、二噁英等污染气体，且 污泥焚烧的一次性投资和处理成本都高于一般污泥处理方法;堆肥处 理一般需要较大专用场址，并需要较高的运输和处理费用，在我国土 地资源相对匮乏的条件下，堆肥场开发难度大，也不利于可持续发展; 卫生填埋和土地利用是较传统的污泥处置技术，但这种由于污泥本身 含水率高吸水后呈流体状物质，承载力低且污泥中有毒有害物质会通 过雨水浸蚀和渗透作用污染地下水，没有最终减少环境污染，近些年 来很多国家都在减少卫生填埋这种处置方式。
固化/稳定化技术可以改善污泥的理化性质，增强凝聚力，提高 污泥的脱水性能，使其减容，减少运输和后续的处理费用，节省管理 成本。同时降低有毒物质的滤出率，而且它的费用相对于其他有毒废 物处理便宜。因为通常用来做固化剂的材料是石灰，胶凝材料和水泥， 并且技术简单，和普通混凝土差不多，所以出于经济效益考虑固化后 填埋或资源化利用都十分符合我国的国情。
发明内容
本发明的目的是提供一种城市污水处理厂污水污泥的固化/稳定 化处理方法，该方法利用某些工业废料对污水污泥进行固化，从而提 高污泥的力学性质，降低污泥的含水率，同时减小浸出液中重金属的 浓度。经固化的污泥不仅可以达到卫生填埋的标准，还可以用来制作 陶粒，烧制轻质砖等进行资源化利用。
本发明所述的污水污泥固化/稳定化方法，其特征在于，包括如 下几个步骤：
(1)该固化材料是由聚合氯化铝(PAC)和工业废料电炉磷渣、 赤泥(联合法赤泥)、废石膏以一定的质量配比组成，其质 量百分比为：聚合氯化铝15%～25%、工业废料电炉磷渣 25%～40%、赤泥20%～40%、废石膏20%～30%。
(2)将污泥加水稀释到含水率为88-92%，优选90%。
(3)把稀释后的污泥打入到搅拌罐，然后以稀释后的污泥为基 准，以一定的比例先添加聚合氯化铝搅拌20min，再添加固 化材料的其他成分，其中固化材料的质量为稀释后的污泥质 量的8%～10%;混匀,将得到的固化污泥送入板框压滤机中 压滤;
(4)将固化压滤后的污泥露天养护3～5d。
所述PAC，它是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机 高分子聚合物，其颜色呈黄色，深褐色，深灰色树脂状固体，PAC 有较强的吸附性能，在水解过程中伴随絮凝、吸附和沉淀等物理化学 过程。
所述的工业废料电炉磷渣是电炉法制取黄磷时，每生产1吨黄磷， 副产8～10吨的磷渣。其化学成份为：CaO47～52%、SiO240～43%、 P2O50.8～2.5%、Al2O32～5%、Fe2O30.8～3.0%、F2.5～3%，潜在 矿物相为假硅灰石、枪晶石及少量的磷灰石。其结构90%左右为玻 璃体。
所述的赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一 般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。铝土矿中铝含量 低的,用烧结法和拜尔法联合炼铝，成为联合法赤泥。其主要组分的 含量为CaO43.7～46.8%、SiO220～20.5%、Al2O35.4～7.5%、Na2O 2.8～3.0%、Fe2O36.1～7.5%。颗粒直径0.088～0.25毫米。
所述的废石膏，是以硫酸钙为主要成分的一种工业废渣。废石膏 呈粉状，主要成分是硫酸钙，含量在80%以上，其他成分为硅、铝、 铁、镁、钠、钾、磷、硫、钛、锰、铈、碳、氟等元素的氧化物。
本发明步骤(4)所得到的固化/稳定化的污泥不但可用来安全填 埋或者作填埋覆土，也可将其资源化利用，如铺设路基，烧制轻质砖 等等。
本发明的优点在于：可以将污泥 和工业废料再利用，减轻其对环 境的压力，由于使用的是工业废料且用量较少可降低成本，经济效益 大大的提高了。开发新的固化剂，实现以较少的固化剂对污泥进行固 化，操作简单，效果显著。固化后的污泥具有较小的增容体积，较高 的抗压强度和长期水稳定性以及较低的浸出液毒性，有效地将重金 属、微生物等固化在污泥中，并且浸出液浓度也可也达到国家相关标 准。本发明添加固化剂的污泥不会产生二次污染，同时可以为污泥的 再利用提供了良好的基础。有效地遏制了重金属、有机物和病原微生 物等的渗滤使之不至于造成二次污染。本发明固化/稳定化后的污泥 的含水率达到60%以下。
