以石灰粉煤灰土为添加剂改善脱水污泥填埋特性的试验研究图文精.docx

以石灰粉煤灰土为添加剂改善脱水污泥填埋特性的试验研究图文精.docx

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以石灰粉煤灰土为添加剂改善脱水污泥填埋特性的试验研究图文精

尚恐犬凄’

ｙ８Ｄ五５９１

博士研究生毕业（学位）论文

姓名：

壑垂呈

年级：

二ｏｏ一级

专业：

堡缝盘鲎

研究方向：

堑缝鋈鍪当堕渔

论文题目：

丛丕塞』粒迭盘』圭羞鋈垄型墼蔓

导师：

蓝挝蕉垄熊

完成日期：

２００４年１０月

二ｏｏ四年十月

求譬催豢、筝ｆＰ≯’卿全文ｉ：

豫

摘要

本课题在国内第一次从岩土工程的角度，采用正交试验和试验模拟的方法，进行了利用添加剂改善污泥填埋特性的试验研究，经过近二年的研究工作，取得了如下成果

１、脱水污泥的初始强度很低，不能满足填埋的最低强度要求，以土、石灰、粉煤灰为添加剂，分别以１：

Ｏ．５、１：

０．７５、１：

１的比例混合，放置不同天数后，测量混合试样的含水率和强度，添加剂的加入，提高了混合体的强度，改善了污泥韵填埋特性，但是采用单一添加剂效果不是很好，为了达到污泥填埋所需要的最低强度，对于单一添加剂而言，一般需要２０～３０天的养护时间。

２、试验表明，污泥与土形成的混合试样，体积安定性很差，因此，单纯采用土作添加剂不是一种理想的方法。

３、通过测量不同添加剂、不同添加比例混合试样的渗透系数发现，不同添加剂与污泥形成的混合试样的渗透系数是不一样的，其中污泥／石灰的渗透系数最大，一般大于１０巧ｃ１１１／ｓ，比污泥／土、污泥／粉煤灰混合试样的渗透系数大～到两个数量级；污泥／粉煤灰的渗透系数次之，污泥／土的渗透系数最小，小于１０４ｃｍ，ｓ。

上述三种混合试样的渗透系数总体来讲都比较低，约相当于软粘土，因此，不论采用何种添加剂，通过排水压密方法来提高混合试样的强度都不可能在短时间内凑效。

４、通过石灰、土、粉煤灰、硅酸钠四种添加剂对改善污泥渗透系数的正交试验发．ＩＩｌ

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现，加入石灰对提高渗透系数最有效，其次是粉煤灰，其次是硅酸钠、土对提高渗透系数作用最小。

５、通过石灰、粉煤灰、土、硅酸钠四种添加剂三种添加水平的正交试验发现，两种或者两种以上添加剂比单一添加剂对改善污泥填埋特性效果更好。

混合试样养护１４天后，三号（石灰：

粉煤灰：

土：

硅酸钠：

污泥＝５：

３０：

３０：

２．５：

３２．５）、四号（石灰粉煤灰：

土：

硅酸钠：

污泥＝１０：

１０：

２０：

２．５：

５７．５）、五号（石灰：

粉煤灰：

土：

硅酸钠：

污泥＝ｌＯ：

２０：

３０：

Ｏ．Ｏ：

４０）、七号（石灰：

粉煤灰：

土：

硅酸钠：

污泥＝１５１０：

３０：

０．５：

４４．５）、九号（石灰：

粉煤灰：

土：

硅酸钠：

污泥＝１５：

３０：

２０：

０．Ｏ：

３５）试样可以同时满足无侧限抗压强度≥５０ｋｐａ、十字板抗剪强度≥２５ｋｐａ的要求，六号试样可以满足十字板抗剪强度的要求，但不满足无侧限抗压强度的要求。

四号（石灰：

粉煤灰：

土：

硅酸钠：

污泥＝１０：

１０：

２０：

２．５：

５７．５）和七号试样（石灰：

粉煤灰：

土：

硅酸钠：

污泥＝１５：

１０：

３０：

０．５：

４４．５）的综合效果比较好。

６、通过土、石灰两种添加剂改善污泥填埋特性的试验发现，采用土、石灰作添加剂，在试验条件下，２０天内，无侧限抗压强度和十字板抗剪强度均可以达到填埋要求，因此确定石灰：

土：

污泥＝１：

４：

５。

７、通过对三种添加剂分别于污泥混合后所产生的渗滤液性质的研究，发现以生石灰为添加剂可以使填埋柱的通透性得到改善，渗滤液产生量大，ｐＨ值较高，有强烈恶臭。

ｃ０Ｄｃ。

、ＢＯＤ５、总氮和氨氮均远高于未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液，但有较好

摘要

的可生化性，且生石灰对磷和Ｍ９２＋有一定的固定作用；以粉煤灰为添加剂的污泥填埋柱通透性得到改善，渗滤液产生量较大，渗滤液Ｓｓ较高，可生化性有所提高，渗滤液中无机离子浓度远高于其它填埋柱，其余检测指标与未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液相差不大；以黏土为添加剂的污泥填埋柱通透性差，渗滤液产生量少，但对氨氮有较好的吸附性，渗滤液可生化性有所提高，黏土对Ｋ＋、Ｍｇ”、ｃａ２＋均有一定的固定作用。

８、试验证明，污泥是一种特殊的半干性固体废弃物，本身的强度很低，通过添加剂来改善污泥的填埋特性，保证填埋操作的正常进行，是完全可行的。

关键词：

污泥处置、单独填埋，填埋特性、无侧限抗压强度、十字板抗剪强度Ｖ

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Ａｂｓ仃ａｃｔ

ＴｈｅｐａｐｅｒｍａｄｅａｎｅｘｐｅｒｉＩｎｅｎｔａｌｓｍｄｙｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｌｌｅｇｅｏｔｅｃｌｌｎｉｃａｌｐｍｐｅｎｉｅｓＯｆｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｏｎｌｌｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎ肌ｄｅｘｐｅｒｉＩｎｅｎｔａｎａｌｏｇ．Ｔｈｅｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅｗａｓｆｉ刚ｙｓｔｔｌｄｉｅｄａｓｓｏｆｔｃｌａｙｉｉｌＣｈｉｎａ舫ｍｎｌｅｖｉｅｗｐｏｉｎｔｏｆｇｅｏｔｅｃｈⅡｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｆ０１ｌｏｗｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．

１）Ｔｈｅｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｎｉｅｓｓｕｃｈａｓｐｒｉｍｉｔｉｖｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｕ血ｗｅｉｇｈｔ，ｐｅｒＩｎｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｍｃｉｅｍ，ｖａｌｌｅＳｈｅａｒｓ仃ｅｎｇｔｌｌ，ｌｌｌｌｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉＶｅｓｔｒｅｎｇｍｏｆｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅｂＩｉｎｄｅｄｗｉ血ｄｉ船ｒｅｎｔｒａｔｉｏｓｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｗｈｉｃｈｉｓｑｌｌｉｃＵｉｍｅ，ｎｙａｓｈａｎｄｃｌａｙｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇ砒ｅｄ，Ｔｈｅｒｅｓｕｎｓｈｏｗｓｔ１１ｅｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅｉｓｖｅｒ）ｒｐｏｏｒ，ｉｔｃａＩｌ’ｔｍｅｅｔｔ１１ｅｍｉｎｉｍ啪ｓｎ℃ｎｇｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｌａｌｌｄｆｉｌｌｉｌｌｇ，ＴｈｅｒｅｓｕｌｔａｌｓＯ

ｓｈｏｗｓ廿ｌｅｇｅｏｔｅｃｌｌｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅｃａｎｂｅｉｍｐｍＶｅｄｕｎｔｉｌｍｅｅｔｉＩｌｇｔｈｅ

ｍｉｎｉｍｕｍｓｔｒｅｎｇｍｒｅｑｕｉｒｅｍｅｍｓｆｏｒｌａｎ瓶ｌｌｉｎｇｂｙａｄｄｉｎｇｓｏｍｅａｄｄｉｔｉＶｅｓ

２）ｎｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｓｔ１１ｅｖｏｌｌｌＩｎｅｔｒｉｃＳ诅ｂｉｌ卸ｏｆｔｈｅｍｉｘｅｄｓ锄ｐｌｅ

ｏｆｓｏｉｌａｎｄｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅｉｓｖｅｒｙｐｏｏｒ，ｓｏｕｓｍｇｓｏｉＩａｌｏｎｅｌｙａｓａｄｄｉｔｉＶｅｓｉｓｎｏｔａｇｏｏｄｃｈｏｉｃｅ

３）ｎｌｅｐｅｎｌｌｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｄｉ恐ｒｅｎｔｍｉｘｅｄｓ锄ｐｌｅｓｉｓｄｉ彘ｒｅｎｔ，帅ｏｎｇｗｈｉｃｈ

ｍｅｄｅｍｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅ，ｑｕｉｃｋｌｉｍｅＩｎｉｘｅｄｓ锄ｐｌｅｏｃｃｕｐｉｅｓｍｃｂｉｇｇｅｓｔ，ｕｓ皿１ｌｙｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１０。

６ｃ州ｓ，

ａ工１ｄｔ１１ｅｎｃｏｍｅｓｎｌｅｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅ／ｎｙａｓｈ，１ａｓＵｙｉｓｍｅｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇ“ｓｏｉｌ，ｕｓｕａｌｌｙ１ｅｓｓｍａｌｌ１０。

７ｃ州ｓ．Ｇｅｎｅｒａｌｌｙｍｅｐｅｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅ伍ｃｉｅｍｏｆａｌｌｔｈｅｔｌｌｒｅｅｄｉ舭ｒｅｎｔｍｉＸｅｄｓ锄ｐｌｅｓＶＩ

．Ａｂｓ廿ａ吐

ｉｓｌｏｗ，ｉｔｉｓａｌｍｏｓｔｔｈｅｓａｍｅ姒ｍｎ”ｐｅⅡｎｅａｂｉｌｉ哆ｃｏｅ伍ｃｉｅｍｏｆｓｏｆｔｃｌａｙ，ｓｏ“ｍａｙｂｅｎｏｔａ工ｌｅ恐ｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｍｅｓｔｒｅｎｇｍｏｆｔｈｅｍｉｘｅｄｓ眦ｌｐｌｅｔｌｌＩ。

ｏｕｇｈｄｒａｉｍｇｅｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｎｏｍａｔｔｅｒｕｓｉｎｇｗｈａｔｋｉｎｄｓｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓ．

４）ｎｌｅｏ曲ｏｇｏｎａｌｄｅｓ啦ｓｈｏｗｓｑｕｉｃⅪｉＩｎｅｉｓ血ｅｂｅｓｔａｄｄｉｔｉｖｅｓｔｏｉｍｐｒｏＶｅｔｌｌｅ

ｐｅⅡｎｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｍｃｉｅｎｔ，ｓｅｃｏｎｄｌｙｉｓｎｙａｓｈ，ｔ｝１砌ｙｉｓＮａ２Ｓｉ０３，ｌａｓｔｌｙ

ｉｓｓｏｉｌ５）Ｔｈｅｏｎｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｌｌｓｈｏｗｓｔｏｕｓｅ柳ｏｏｒｍｏｒｅｔｈａｎｔｗｏａｄｄｉｔｉｖｅｓｉｓｂｅｔｔｅｒ也ａｎｏｎｅ

ｓｏｌｅａｄｄｉｔｉｖｅｓ．Ｎｏ．４ｓａｎｌｐｌｅｗｉｔＩｌａｍｉｘｅｄｒａｔｉｏｏｆｑｕｉｃｋｌｉｒｎｅ：

ｆｌｙａｓｈ：

ｓｏｉｌ：

Ｎａ２Ｓｉ０３：

ｄｅｗａｔｅｒｃｄｓｌｕｄｇｅ＝１０：

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５７．５ａ工ｌｄＮｏ．７ｓ锄ｐｌｅ、ｖｉｔｈａｍｉｘｅｄｒａｔｉｏｏｆｑｕｉｃｋｌｉｍｅ：

ｎｙａｓｈ：

ｓｏｉｌ

Ｎａ２Ｓｉ０３：

ｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅ＝１５：

１０：

３０：

Ｏ．５：

４４．５ｓｈｏｗｓｒｅｌａｔｉｖｅｇｏｏｄｃｏｍｐｒｃｈｅｎｓｉｖｅｒｅｓｕｌｔ．

６）Ｕｓｉｎｇｓｏｉｌａｎｄｑｕｉｃｋｌｉｍｅａｓａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ｕ１１ｄｅｒ血ｅｅＸｐｅｒ曲ｅｎｔａｌｃｏｎｄｍｏｎｓ，啦ｅｒ２０

ｄａｙｓｃｕｒｉｎｇ，ｖａｎｅｓｈｅａｒｓ订ｃｎｇｔｈａ１１ｄｕｎｃｏｌｌ丘ｎｅｄｃｏⅡ雌ｓｓｉｖｅｓ订ｅｎｇｔｌｌｃａⅡｍｅｅｔｎｌｅＩＩｌｉｎｉｍ吼姗１９ｔ王ｌｒｃｑｕｈｍｅｍｓ，ｓｏｉｔｉｓｒｃｃｏｍｍｅｎｅｄｔｈａｔｔｈｅＩｎｉｘｅｄｒａｔｉｏｏｆｑｕｉｃｋｌｉＩｎｅ：

ｓｏｉｌ：

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４：

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７）Ｔｈｅｌｅａｃｈａｔｅｎａｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄ五∞ｍｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇ“ａｄｄｍｖｅｓｗａｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅ

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ｍｅｎｙａｓｈ／ｄｅｗａｔｅｒｅｄｓｌｕｄｇｅｃｏｌｕｎｌｎｈａｓａｍ曲ｅｒｃｏｎｃｅｎ仃ａｔｉｏｎｏｆｓｓ，ｂｅ池ｒ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

ＳｌｕｄｇｅＤｉｓｐｏｓａｌ，Ｍｏｎｏｆｉｌｌ，ＬａｎｄｆｉＵＣｈａｍｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ＶａｎｅＳｈｅａｒＳｔｒｅｎｇ啦，

ＵｎｃｏｎｆｉｎｅｄＣｏｍｐｒｅｓｓｉＶｅＳｔｒｅｎｇｔｈ

前言

日Ｕ吾

迄今为止，污水处理的过程就是污染转移的过程。

污水中的污染物除部分随出水排放、部分经过生化过程转变为无机物外，其余的污染物通过各种方式转移到污水处理的副产物一污泥之中。

污水厂的污泥经过浓缩、消化、脱水转变为脱水泥饼，脱水泥饼的含水率一般在７５％～８０％之间，目前，脱水污泥的出路问题是国内外污水处理厂均感到棘手的问题，能否妥善解决污泥出路问题将直接影响到污水处理厂的正常运行。

污泥具有两面性，一方面污泥中含有大量有机质和营养元素，有农用资源化价值还可以制砖、制生化纤维板、制陶粒等卯６９。

但是另一方面污泥中也可能含有大量的重金属物质、病原菌、病毒微生物和大量的毒性有机物，如不加以妥善处理和处置，将造成堆放和排放区周围环境严重的二次污染，表现在侵占土地、易腐变臭、易污染土壤和地下水、还可能污染河流、湖泊及海洋等地表水体，其中的重金属和毒性有机物容易通过生态系统中的食物链迁移富集，对生态环境和人类健康具有长期潜在的危害性。

特别是随着发展中国家城镇基础设施的快速发展，污泥海洋填埋的禁止，日益严格的污泥农用标准的制定与实施，污泥的处置己成为一个全球性的环境问题［８】Ｐ１～。

１９９８年我国已将废水处理污泥列入《国家危险废物名录》，随着城市污水处理厂建设步伐的加快，城市污泥的处理与资源化已成为日益突出的环境问题。

目前我国已有城市６６８个，按国家有关部门的规划，到２０１０年，我国城市污水处理率要求达到６０％（目

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前仅为１５％左右）以上，随着国内城市污水处理厂建设的进一步加快，城市污泥处理处置问题将更加突出【８】Ｐ１。

２０年来，我国污水处理厂的建设有了很大的发展，污水处理率有了很大的提高，但是污泥处置问题还未提到议事日程，有关的研究几乎是空白，本文第一次在国内对利用添加剂改善污泥填埋特性进行了系统的研究，提出了污泥填埋的各种参数，对今后我国的污泥处置尤其是污泥填埋处置具有指导意义。

第一章污泥处置途径综述

第一章污泥处置途径综述

１．１市政污泥的定义、来源与分类

１．１．１市政污泥的定义

污泥是水和污水处理过程中所产生的固体沉淀物质。

根据其来源，污泥可以分为：

市政污泥，主要指来自污水处理厂的污泥，这也是数量最大、受污染最严重的一类污泥。

管网污泥，来自排水收集系统的污泥。

河湖淤泥，来自江河湖泊的淤泥。

１．１．２市政污泥的来源

市政污泥是污水处理后的副产品，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。

污泥量通常占污水量的Ｏ．３％～Ｏ．５％（体积）或者约为污水处理量的１～２％（质量），如果属于深度处理，污泥量会增加Ｏ．５～１倍，污水处理效率的提高必然导致污泥量的增加，根据掌握的资料，目前我国城市污水处理厂每年排放干泥３０×１０‘吨，而且还在以每年大约ｌＯ％的速度增长。

１．１．３市政污泥的分类

市政污泥可以分为如下几类（１）、初沉污泥。

含水率在９８～９９．２％左右，污泥呈流动状态，生物性质不稳定。

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（２）、剩余污泥。

（３）、浓缩后的污泥。

含水率在９７％左右，呈流动状态。

（４）、消化污泥。

含水率为９６％左右，呈流动状态，生物性质相对稳定。

（５）、脱水污泥。

含水率为７０～８０％，不能流动但潮湿，呈泥饼状。

（６）、干化后的污泥。

含水率可以降低到１０％左右，呈粉末或者颗粒状。

（７）、焚烧后的污泥。

污泥经过焚烧处理后成为灰渣基本不含水分。

本论文所指的污泥指污水处理厂经过常规脱水后的污泥。

１．１．４污泥处理处置的基本原则

与固体废物的处置一样，污泥的处置遵循减量化、稳定化、无害化的原则。

１、减量化

污泥的含水率高，体积很大，不利于储存、运输和消纳，减量化十分重要。

１ｍ３含水率９５％的污泥含水率降低到８５％，体积只有原来的１／３，降低到６５％，体积只有原来的１／７，常用的污泥减量的方法有浓缩、脱水、干化、焚烧等。

２、稳定化

污泥中有机物含量６０％～７０％，极易腐败并产生恶臭，因此需要采用生物好氧和厌氧工艺，使污泥中的有机组分转化成稳定的最终产物，也可以添加化学药剂，终止污泥中微生物的活性来稳定污泥，如投加石灰、提高ｐＨ值，即可实现对微生物的抑制。

但化学法不能使污泥长期稳定。

常用的污泥稳定方法有：

消化、焚烧等。

４

第一章污泥处置途径综述

３、无害化

污泥中含有大量的病原菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病大面积传播；污泥中还台有多种重金属离子和有毒有害的有机物，这些物质可以从污泥中渗滤出来或者挥发，污染水体和空气，造成二次污染。

常用的无害化方法有干燥、焚烧等。

４、资源化

污泥的资源化主要是使其更好地参与生态物质循环，走上人类社会与生态系统的和谐共处与可持续发展轨道。

污泥资源化的方法主要有堆肥、土地恢复、用作建材等。

１．２常用的污泥处置途径简述

１．２．１污泥农用

污泥直接回用于农田或者经过堆肥后回用于农田不但可以为植物生长提供氮磷钾等营养元素，而且可以提供植物生长必需的一些微量元素，如ｃａ、Ｍｇ、ｚｎ、ｃｕ、Ｆｅ等，施用于农田可以改良土壤结构，在世界各国都有实践。

污泥农用的特点为：

（１）可大量处置污泥，原则上只要污泥达到《农用污泥中污染物控制标准》

（ＧＢ４２８４—８４）就可用于农田。

（２）污泥参与农田的物质循环过程，污泥中的Ｎ、Ｐ、Ｋ、有机质及微量元素是良好的农用肥料，对农作物有增产作用。

（３）污泥中有机质、腐殖质可改善土壤结构，是良好的土壤改良剂。

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（４）污泥农业利用可以使生产费用降低。

但是污泥农用必须注意以下几个方面的问题

（１）污泥中有毒、有害物质及病原微生物的含量，应达到国家标准。

（２）应该特别注意污泥中重金属的含量，根据其±壤背景值等情况，严格按照计算得到的污泥施用量进行施用。

（３）一般来说某块农田使用污泥数量有一定限度，当达到这一限度时，污泥的农用就应停止一段时间后再继续进行。

（４）农业利用应在安全施用量之下控制使用，同时整个利用区应该建立严密的使用、管理、监测和监控体系，使污泥农用安全有效，促进农业的可持续发展。

１．２．２污泥干燥

污泥干燥是通过对污泥进行加热，除去其水分的工艺过程。

由于污泥是高含水率、中高粘度的物料，所以需采用防粘、破碎强度大、蒸发强度大的干燥方式，从目前国内外已采用的污泥干燥设备形式来看，一般有如下几种设备形式：

转鼓式干燥器、流化床式干燥器、间接式多盘干燥器（造粒机）。

上述设备与不同的干燥热源相配套，适用于不同性质的污泥处理。

污泥干燥的过程中，热风可充分均匀地与污泥接触，从而有效地杀死有害病原菌，实现无害化处理。

污泥干燥后重量大大减少，而且，由于干化后污泥含水率可以控制在ｌＯ％以下，微

第一章污泥处置途径综述

生物活性受到抑制因而可以避免产品发霉发臭，利于储藏和运输。

热干化过程的高温灭菌作用很彻底，产品可以达到卫生指标并使污泥性能全面改善，产品可作替代能源，也可以作土地利用。

因此，污泥干燥处理是污泥处理的有效途径。

１．２．３污泥焚烧

污泥中含有一定的热值，污水污泥的发热量相当于煤炭的３６．４％～５１．４％，属低热值燃料。

污泥的发热量一般为１９，０００～３２，０００ＫＪ／公斤可燃物，污泥发热量取决于污泥中有机物含量和污泥处理方法，如果对污泥进行厌氧消化，则发热量降低。

根据研究，对于有机物含量占６０％的污泥和总发热值为２３，２５０ＫＪ／公斤的可燃物，如果污泥固体含量达到２６％，则其在不用过量空气的条件下焚烧便可自燃。

如果达不到这一数值，则需要加燃油或者燃气以使污泥完全燃烧Ｈ７］Ｐ４１，Ｐ４２。

焚烧处置主要分为两大类：

一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。

污泥焚烧要求污泥有较高的热值，因此污泥一般不进行消化处理。

第一类直接焚烧工艺可焚烧７５％一８０％含水率的污泥，为了保证污泥的稳定燃烧，并对污泥含水率的波动具有一定的适应性，一般都需掺入辅助燃料（煤或油）。

污泥焚烧的优点在于其产物为无菌无臭的无机残渣，实现了无菌化和最大程度的减量化，它既解决了污泥的出路又充分利用了污泥中的能源，且不必考虑病原菌的灭活处理。

污泥焚烧的热能可以回收利用，有毒污染物被氧化，灰烬中的重金属活性大大降低。

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一般人口稠密的沿海及岛屿国家（如日本和新加坡）比较注重污泥焚烧技术的研究和开发，早在１９８４年，新加坡的技术人员就发现取自新加坡各个污水厂的污泥在５５０℃燃烧时是自燃的；加拿大的技术人员也发现经过适当预处理的污泥在焚烧过程中完全达到了热能的自持。

１９９５年日本有近５０％的污泥采用焚烧处置［２９】Ｐ５４０。

污泥焚烧的缺点是高成本和可能产生的污染（废气、噪声、震动、热和辐射）。

焚烧的成本一般是其它处置途径的２￣４倍。

污泥焚烧后的灰渣可直接填埋，也可进一步综合利用。

日本在这方面做了大量的研究开发工作，制定了相应的检测标准，取得了成功的经验。

干化污泥经８００℃左右温度焚烧后的灰渣分几类处理：

一是输送至１５００℃左右的熔融炉熔化，产生的熔渣经不同的冷却方法形成粒径不同的结晶质与碎砾石状材料，用作混凝土制品、路基、路面的骨材及管道敷设填料：

二是送至水泥厂作为水泥生产原料；三是送至砖瓦厂制作砖瓦：

四是直接用作土质改良材料；五是直接用作工程建设回填土。

１＿２．４海洋投弃

沿海地区可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰投海。

污泥投海，在国外有成功的经验也有造成严重污染的教训。

英国采用这种方法较多，根据英国的经验，污泥（包括生污泥、消化污泥）投海区应离海岸１０ｋｍ以外，深２５ｍ，潮流水量为污泥量的５００～１０００倍。

投海污泥最好是经过消化处理的污泥。

投海的方法可用管道输送或船运，前者比较经济。

第一章污泥处置途径综述

１．２．５污泥工业化利用

污泥工业化利用途径包括以下几个方面：

（１）干污泥颗粒：

发电厂燃料掺合料，污泥干馏提取焦油焦碳、燃料油和燃气等。

（２）污泥焚烧灰：

水泥添加剂，污泥砖、污泥陶粒等建筑材料。

由于焚烧灰的化学成分与制砖粘土的化学成分比较接近，因而利用污泥灰部分取代粘土和水泥等，按照质量分数比焚烧灰：

粘土：

硅砂＝１００：

５０：

１８制成建筑材料，其抗压性能基本上保持不变，但是由于费用高，加上缺乏长期跟踪监测数据，人们对产品的安全性产生怀疑仅在日本、新加坡等国有少量投产，主要用于建筑通道、人行道【２９】Ｐ５４０’【３０】Ｐ２３。

（３）污泥细菌蛋白：

制造蛋白塑料，胶合生化纤维板等。

（４）污泥气：

燃料，动力燃料，制造四氯化碳、有机玻璃树脂、甲醛等化工产品。

目前，限于通过污泥生产的产品的出路没有解决好，因此，污泥工业化利用的比例很低，暂时还不可能成为污泥处置的一条主要途径，但是随着科学技术的不断发展，人们对再生产品认识的改变，污泥工业化利用的比例将增加【８］附６。

１．２．６卫生填埋

污泥的卫生填埋始于２０世纪６０年代，是从保护环境角度出发在传统填埋的基础上，经过科学选址和必要的场地防护处理，具有严格管理制度的科学的操作方法。

污泥消化后经过脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂常采取的方式，经过消化后的污泥有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理

南开大学博士生毕业论文

方式，其优点是投资少、容量大、见效快。

污泥填埋是欧洲前几年应用最广的污泥处置工艺，１９９２年欧盟大约４０％的污泥采

用了填埋处置，对于不能资源化的废弃物，填埋是目前非常有效的处置途型７９ｌＰ２１。

２０世纪９０年代以来，随着污泥农用标准日趋严格，欧盟许多国家如法国、意大利、丹麦等因污泥农用比例不断缩减，污泥填埋有增加的趋势，其中，法国污泥填埋量高达污泥总产量的８０％；美国１９９２年采用填埋方法处爱的污泥也达到了总产生量的３５％但由于填埋技术对污泥的土力学性质要求较高，同时，随着污泥量曰益增多，大面积选址日益困难，一些国家如美国、英国、日本等污泥填埋的比例有所缩减‘２９】Ｐ５４０。

１．２．７各种污泥处置途径的比较

通过上述论述，可得出各种污泥处置方法的优缺点，见表１—１。

表１—１各种污泥处置途径对比表

＼方式

卫生

高温自然项目＼

农用焚烧干燥

填埋堆肥干化含致病菌大量大量较少大量不含不含

不良气味大大一般大较小小

占用场地

一般

大

一般大小小一运输费用局

高

不定不定低低

操作安全性

一般安全安全

安全一般一般

能