[發明專利]利用磷石膏、粉煤灰和電石渣固化城鎮污水處理廠污泥

無效

• 申請號: 201210161347.5
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102659294A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 李東;王力
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用磷石膏、粉煤灰和電石渣固化城鎮污水處理廠污泥的方法。?

背景技術

隨著我國城市化的進展，城鎮生活污水量越來越大，污水處理產生的污泥也相應增加。有數據顯示，截至2010年，我國城鎮污水處理廠產生的的脫水污泥（含水率80%左右）量達到5000萬噸。脫水污泥是污水處理過程中產生的沉淀物，由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成，其中含有大量的微生物、病原菌、重金屬等物質，對環境危害較大。

城鎮污水處理廠污泥的主要特點是含水率高、體積較大、容易腐敗且臭味很大，污泥的顆粒細、比重小。污泥的特性會隨原水水質、污水處理工藝和季節產生一定的變化。污泥組分總體上可分為四種狀態：水溶態、膠體、生物絮凝態以及顆粒態，其中生物絮凝態占污泥總量的69%左右。

目前，世界各國針對污泥主要是以下幾種處置方法：（1）農業利用：主要是作為肥料施用于農田、牧場等；（2）林業利用：主要是用于林地、花園、高爾夫球場、公園等土地上；（3）填埋：一些國家采用單獨填埋，也有一些國家將污泥和生活垃圾混合填埋；（4）投海處置：歐盟于1998年已明令禁止這種處置方式；（5）制造建材、生化纖維板、陶粒等；（6）焚燒：將污泥干化后在生活垃圾焚燒廠或水泥窯內焚燒處理。污泥填埋因其成本低、處置量大，目前仍是當今全球運用最多的污泥處置技術。

我國《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB?16889-2008)中規定，生活污水處理廠污泥經處理后含水率小于60%，才能進入填埋場填埋處置。《城鎮污水處理廠污泥處置——混合填埋用泥質》（GBT?23485-2009）中規定的污泥混合填埋指標為橫向剪切強度>25kN/m²和含水率<45%。而目前在污水處理廠內經帶式脫水機脫水后的污泥含水率一般在70%~80%之間，無法達到填埋的要求，因此，還需要進一步的處理，而污泥固化是方法之一。

固化包含著兩層含義：固化和穩定化。固化是指添加固化劑于廢棄物中，使其變為不可流動性或形成固體的過程，而不管廢棄物與固化劑間是否產生化學結合；穩定化是指將有害污染物轉變成低溶解性、低毒性及低移動性的物質，以減少有害物污染潛力的技術。在習慣中為敘述方便往往將這兩個過程統稱為固化，在本專利敘述中，固化概念即包含了固化與穩定化兩層含義。

目前污泥的固化技術主要有：水泥固化和粉煤灰-石灰固化兩種技術。水泥固化以水泥為主要固化劑，對污泥進行固化處理。粉煤灰-石灰固化是利用石灰的吸水作用和二者反應生成的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣凝膠對污泥進行固化。該兩種技術均能達到固化效果，但缺點是需要消耗建筑材料水泥或石灰，成本較高。

磷石膏是磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣，其主要成分為石膏（CaSO₄·2H₂O），含磷化合物等多種其他雜質。生產1噸磷酸（以100%P₂O₅計）副產磷石膏約5噸。由于我國目前對磷肥的需求量越來越大，因而在生產過程中產生的磷石膏的量也越來越大。2010年，全行業副產磷石膏約5000萬噸/年，這些磷石膏的堆積不僅占用了大量的土地，而且易造成環境污染，越來越受到環保部門的關注。

電石渣是電石水解制取乙炔的副產物，主要成分是Ca(OH)₂,?還含有CaCO₃、SiO₂、硫化物、鎂和鐵等金屬的氧化物、氫氧化物等以及少量有機物。電石渣排放量約為電石產量的75%～85%。當前國內對于電石渣的利用率較低，處置方式以填埋或堆存為主。

粉煤灰是煤粉經高溫燃燒后形成的一種似火山灰質的混合材料。它是燃煤發電廠將煤磨成?100um?以下的煤粉，用預熱的空氣噴入爐膛呈懸浮狀態燃燒，高溫煙氣中的灰分，經集塵裝置捕集得到一種微粉狀固體廢物。粉煤灰常作為水泥生產的添加劑，是一種資源化利用率較高的一般工業固體廢物。?

發明內容

本發明是利用一般工業固體廢物磷石膏、粉煤灰和電石渣為原料配制成固化劑，對污泥進行固化處理。其機理如下：

粉煤灰中可溶性的SiO₂和Al₂O₃在有水存在的情況下與電石渣中的Ca(OH)₂發生化學反應生成水化硅酸鈣（CSH）凝膠和水化鋁酸鈣（CAH）凝膠：