市政污泥制备蓄水陶土工业化生产技术与工艺

污泥是在污水处理进程中产生的半固态或固态物质（不包括栅渣、浮渣和沉砂），浓缩并汇集了污水中30%～50%的污染物及有机物，具有“污染”“资源”双重特色。据统计，我国每日总污水处理规划超越两亿立方米，污泥年排放量已达6000万吨，约占全球总污水处理规划的1/5，预计2025年我国市政污泥年产量将打破9000万吨。污泥具有含水率高（可高达99%以上），有机物含量高的特性，对污泥进行减量化、安稳化、无害化、资源化处理处置，是展开污染防治攻坚战的重要任务，也是未来污水处理作业减污降碳的发展方向。而现有的干流污泥处理处置技术存在明显的短板和害处：

（1）污泥堆肥现已明令禁止；

（2）污泥制备免烧砖和建材在无害化处置和经济本钱方面得不到有用的技术处理；

（3）干化焚烧成为现在常用的办法，但干化焚烧能耗高、出资大、资源化低，一同温度难以控制，容易产生二噁英，且重金属得不到控制，剩余灰烬还需要填埋。因而市政污泥处理处置现已成为城市的难点、痛点，亟待有用的新技术给予处理。

比较传统的污泥处置技术，污泥制备蓄水陶土出产技术和工艺将污泥无害化处置和资源化运用结合起来，在出产进程中，底泥中的有机物被充分转化为热值，烟气通过循环热量也得到有用回收，充分节能降耗。在整个处理进程中重金属得到有用物理结晶固化，由于选用专用技术，物料在炉膛内完结稳态焚烧，温度场均匀，避免了二噁英等大气污染物的产生，直接构成了高附加值的新式蓄水材料产品，有用途理了污泥的无害化处置和污泥资源化出路问题。本研讨以污泥、秸秆为首要原料，添加少量功用性外加剂，经配料成型、高温烧结制备的蓄水陶土，可广泛运用于海绵城市、水环境管理、生态美化等作业。

01 制备技术

蓄水陶土制备的核心技术和工艺包括：

（1）高含水状态下直接成型技术，完结污泥含水率达60%时掺量抵达70%；

（2）根据重金属高效固化与功用规划的组分调控技术，通过功用组分和烧结工艺控制，完结重金属在蓄水资猜中高效固化；

（3）模块化静态烧结技术，有用保证蓄水材料孔隙连通；

（4）系列化的运用技术，完结蓄水材料的长效、功用化运用。具体的工艺流程如图1所示。

本文所述蓄水陶土制备技术差异于其它技术的特色是：

（1）在工艺方面，差异于传统污泥干化制备建材技术，该项目无需对污泥进行枯燥，而是直接成型、余热枯燥、静态烧结，不只工艺流程简略，并且本钱低、能耗低；

（2）在产品方面，差异于传统建材，蓄水材料具有快速吸水、高效清水、许多储水、缓慢释水等特色。

02 蓄水陶土功用分析

蓄水陶土的制备选用专用网袋窑规划与工况原理，运用污泥中含有许多的有机物，其间SiO2和Al2O3等成陶的组分含量较高的特性，选用两段式加温，400-500℃下有机质热解气化在材料内部构成许多内孔结构，跟着温度的进一步升高，在高于900℃时，材料内专有配方的无机发泡剂开端反响，气体溢出时构成许多的介孔，如图2所示，内部孔隙结构进一步丰盛，内部丰盛的孔隙结构使其具有杰出的吸水功用。

如图3所示，蓄水陶土的吸水率达93.2%，每立方米可吸水400～500kg，概括蓄水率最高可达110%。首要是因为连通孔为水分子的进入提供了桥梁，水分子通过连通孔进入大孔后，通过毛细孔向介孔及微孔渗透。进入孔隙结构里面的水分，与晶格间的O原子相结合，产生不同的表面羟基吸附位点，再加上多孔材料内部不同金属与氧原子的结合，使得多孔材料显现为电负性，材料亲水功用增强。

此外，蓄水陶土中介孔结构的存在，使得表面羟基吸附位点增多，表面羟基与水分子间易构成氢键，氢键具有可逆性，从而使得蓄水陶土具有更好的吸、释水才能。在对材料进行晶相分析时发现，资猜中的首要晶相为石英、莫来石、钙长石、赤铁矿和尖晶石相。通过金属与铁原子结合的尖晶石相，完结可以重金属固化，抵达重金属溶出率简直为零的作用。如图4所示，蓄水陶土制备进程中污泥原猜中所含的重金属结晶率在99%以上。经检测分析发现，蓄水陶土无论运用在酸性仍是碱性土壤中，又或是不同温度条件下，简直没有任何重金属溶出物产生。

03 技术对比

现在国内外同类技术包括污泥焚烧发电、污泥制陶粒、污泥制砖等，具体对比如表1所示。从对比效果来看，本文以污泥、秸秆为首要原料，添加少量功用性外加剂，经配料成型、高温烧结出产，制备进程简略、制备周期短、制备进程耗能低且污泥含水率达60%时掺量抵达70%、烧制设备为可移动式一体化设备、建成和作业出资低，且制备进程对环境无污染。

现在国内外同类技术包括污泥焚烧发电、污泥制陶粒、污泥制砖等，具体对比如表1所示。从对比效果来看，本文以污泥、秸秆为首要原料，添加少量功用性外加剂，经配料成型、高温烧结出产，制备进程简略、制备周期短、制备进程耗能低且污泥含水率达60%时掺量抵达70%、烧制设备为可移动式一体化设备、建成和作业出资低，且制备进程对环境无污染。

本文选用的污泥处置方法与污泥制砖技术比较，污泥掺量更大、产品制备进程更简略、处理周期短、设备所占土地面积较小且为可移动式一体式设备、出资较低、产品运用范围更广，产品附加值更高；比较于焚烧发电，处理和制备进程简略、制备周期短、制备系统简略、技术要求相对较低、建成和运营本钱更低、本项目一体式烧成设备占地面积小且可移动，且耗能较低；比较于污泥堆肥，制备进程无污染、设备灵活且占地面积小、制备进程简略且易于控制、产品附加值更高。

04 定论

为高效完结市政污泥处理处置的无害化、资源化安全运用，本文研讨了以污泥、秸秆为首要原料制备蓄水陶土的要害技术，得出以下定论：

（1）污泥制备的蓄水陶土体积孔隙率可以抵达80%，吸水率达93.2%，每立方米可吸水400～500kg，概括蓄水率最高可达110%。

（2）通过金属与铁原子结合的尖晶石相可以完结蓄水陶土的污泥原猜中重金属的固化，所含的重金属结晶率在99%以上。

（3）本文所述蓄水陶土的制备进程简略、制备周期短、制备进程耗能低且污泥含水率达60%时掺量抵达70%，烧制设备为可移动式一体化设备，建成和作业出资低，且制备进程对环境无污染。