利用污泥燒制陶粒新技術的發展和研究

以科學發展觀為指導，以改善城市生態環境、促進社會經濟可持續發展，是建設資源節約型、環境友好型社會的必由之路。這一建立在以科學發展觀為指導前提下的發展循環經濟，就是構建節約型社會理念的基礎。因此，以技術可靠、經濟合理、綜合治理和利用為目標的新技術，就應當堅持科學研究，因地制宜，注重實效的思路來開展。

在目前，各地在對污水、污泥的處理處置中，主要采取臨時填埋的處置方法，這種處理處置方法會影響周圍環境，容易產生二次污染。為此，就城市污泥而言，以焚燒技術進行資源化利用，就成為多元化、綜合性處理處置污泥的主要模式。這對于不斷提高城市污泥的資源化和無害化，對于改善城市生態環境，促進社會經濟可持續發展有積極意義。本文針對這一現狀，提出了利用污泥燒制陶粒新技術的發展與研究的新課題。

應當指出，循環經濟是一種將經濟體系與環境資源緊密結合的生態經濟模式，它主張“減量化、再使用、再循環”的經濟活動原則。它是建立在物質不斷循環利用的基礎之上的，同時又要求經濟運行，必須遵循“資源－產品－再生資源”的物質反復循環流動，也是一種環境友好型、資源節約型社會發展的經濟模式。

一、污泥形勢

所謂污泥是指生活污水處理廠的終端廢棄物，亦即統稱生活污泥，同時還有各行各業如印染、造紙、電鍍、冶煉、機制、煉油、釀造、化工制藥的終端排放廢棄物即統稱工業污泥；另外還有江河、湖泊、池塘的疏浚污泥亦統稱河道污泥。

這些污泥含有微生物、病原體、氣味惡臭，有的還含有重金屬。如果不予控制處置任其泛濫，后果不堪設想。因此，這是擺在環境治理面前的一個棘手問題。

它的量有多少，僅據目前不完全統計，污水廠污泥的年排脫水污泥2000多萬噸，再加工業及河道污泥就更多了。如果，以呈原始水分狀態估計，我國年排各類污泥約10——15億噸，而且逐年呈上升趨勢。這些污泥其成分復雜、多變，地域分布廣闊。所以，妥然地處理處置污泥，任重而道遠。

目前，這個難題已引起我國政府和社會各界的高度關注。一批有識之士和企業也在這個領域作出積極的努力，但奈于技術、設備和資金的諸多原因，進展僅為開始，成熟當需時間。雖然機遇和空間很大，艱難險阻叢生。

我國對各類廢棄物處理的總方針是“減量化、資源化、無害化”，簡言為：減容、安全、綜合利用。它要求我們以節約經濟，循環經濟的理念悟道，并具有可操作性的實施方法。

二、何為陶粒，利用污泥制陶粒的意義

由于廢棄污泥泥源不一，呈現著多變性和多樣性，質地各不相同。這也決定了處理處置污泥的手段和方法的多種多樣性，很難也不能以一種方法覆蓋全貌。有的污泥具有殘存能源，干基竟達2000 ~ 5000大卡/ 公斤，這可作為再生能源，在一般窯爐作為燃料摻合使用；有的存有貴重、稀有金屬。可作轉、瓦原料予以利用，有的要以物理、化學方法交錯技術予以無害化處置。本文以利用廢棄污泥燒制一種建材深加工的陶粒僅是出路之一。

那么，什么是陶粒？陶粒是一種建筑材料，其外觀特征大部分呈圓形或橢圓形球體，但也有一些仿碎石陶粒不是圓形或橢圓形球體，而呈不規則碎石狀。陶粒形狀因工藝不同而各異。它的表面是一層堅硬的外殼，這層外殼呈陶質或釉質，具有隔水、保氣的作用，并且必須賦予陶粒較高的強度。陶粒徑，一般為5-25mm。陶粒，一般用來取代混凝土中的碎石和卵石。它能使混凝土在不減強度的前提下，大大減輕混凝土的自重。

  陶粒，具有密度小、質輕、保溫、隔熱，而且有較好的物理性能，也可作為水處理中的一種濾料。

陶粒的物理力學性能常規要求：

隨著經濟的全面發展，陶粒在用于高層建筑、公路橋墩、海運碼頭、保溫隔熱、環保濾料等方面已開始廣泛使用，并已得到市場的接受。以廢棄污泥燒制成陶粒，其意義有兩：一是經濟意義。二是社會環境效益。

利用污泥燒制陶粒，是針對某些有選擇的污泥源，從而向建筑材料這個廣闊領域去尋找出路，應該說這是一個方向。從利用的投入和成品的產出的價值差，去權衡經濟效益的可取性，是應該首要考慮的問題。

就經濟意義而言。污泥是一種廢棄物，源頭的材料是低價值的，燒制陶粒是正規工業，它有自身的原料品位要求。這里所指的投入，其一是把“棄料”改造成“原料”所化的代價，及燒制過程中的相應費用。從目前國內已有類似廠的實例說明，一立方米的陶粒從廢棄污泥至成品，如以直接成本為A的話，其產品市場價值可達2A，應該說有50%的毛利，這是值得我們去追求的。所以，最終經濟效益是可取的。二是有選擇的利用污泥燒制陶粒，在技術上已是成熟的，目前市上已有眾多的實例，隨著經濟的發展，市場的需求是呈上升趨勢。三是從其污泥源頭來看，廢棄污泥只能越來越多不會枯絕。從以上三方面因素來看，推廣上述方案無重大風險，它能較好地體現綜合利用、資源化的總原則。

再從社會效益來看。目前的河道淤泥形勢嚴峻，在水庫、湖泊、海岸、河道中，日積月累，漸漸地沉積起來越厚的泥層。這不但使河床抬高，減少庫容，降低通航能力，影響交通，而且又臟又臭，污染水體和環境，導致赤潮、藍藻的爆發，影響生產和生活，更由于調蓄能力的降低、引洪能力的減弱，特別在汛期來臨之時造成洪水泛濫，危及提防，水災難免。這是其一。其二，城市污水處理廠的污泥，由于污水處理廠的日益發展，其終端廢棄污泥的排放也日益增多，而它的特征是：含水率高（多達70~98%）難以焚燒，運輸成本高，堆放占地面積大，直接填埋則會使填埋場提前報廢；其三，微生物、病原體含量高，不加處理，直接施用或棄置會污染食物鏈；其四，惡臭污染環境，同時向大氣排放溫室氣體（是二氧化碳的20倍）；其五，含有重金屬，如果不加控制使用，可能污染土地，造成不可逆的耕地退化。誠然，污泥的危害目前尚還鮮為人知，常常被非法取用，造成土地的重金屬積累超標、土地板結，人類居住環境和食物被無意中污染和破壞。

另外，再從可持續發展的觀點看。經濟的發展，不可避免的使工業會產生廢棄的污泥排放量，這種面廣、量大，且趨日增多的排放后果嚴重，不可避免地制約著可持續發展。例如，造紙、皮革、電鍍、機制、采油、運駁等等，由此產生的污泥又是有害，又是成分復雜。以往傳統做法常常任意流放，目前已到了無處可排、無地可堆的局面，現實的情況是已到了非解決不可的地步。為了我國經濟的可持續發展，為了我們的子孫后代，科學地、合理地處理處置污泥，已成為我輩不可推卸的歷史重任。

三、污泥燒制陶粒的基本條件和技術要點

陶粒是一種產品，利用污泥制陶粒對其原料而言，是有一定要求的。具體有以下幾點：

要求一、污泥的化學成分和基本指標。如下表：

                                                                             %

由于廢棄污泥來自不同源頭，成分各異。目前，已經掌握可以按工藝要求指標采用校正原料予以調整匹配，所以絕大部分污泥都有可能實現利用。

要求二、關于污泥量：

從廣義來講污泥源頭是逐年遞增的，但如定點建陶粒廠，對其泥源供應必須予以穩定為確保。陶粒燒制廠是一個企業，它是有一個基本合理的規模要求的。

目前市上一般中小型企業是以5萬立方米/年、10萬立方米/年、20 ~ 30萬立方米/年的規模。如，以一般起點規模5萬立方米/年為例，年需干基污泥約5萬噸左右，具體數量需按原始含水污泥的水分，根據具體情況按物料平衡予以具體確定。由此，如擬建陶粒廠首先應對周圍污泥源，作具體的調查。如果多點供泥，泥源離陶粒廠距離一般不宜大于50公里。

要求三、陶粒制作系統技術：

目前，我國陶粒燒制一般采用回轉窯焚燒工藝，與其匹配的原料制備、污泥脫水、干化、粉磨、窯外成球、窯內成球、燒成熱工、篩選分級、原料化驗控制、成品出廠檢測并其相適應的燒成技術，設備配套、自動化控制，已有成熟的經驗。

要求四、陶粒制作的基本工藝流程：

陶粒制作的基本工藝流程，以下燒成工藝流程的框圖所示：