利用污泥烧制陶粒新技术的发展和研究

以科学发展观为指导，以改善城市生态环境、促进社会经济可持续发展，是建设资源节约型、环境友好型社会的必由之路。这一建立在以科学发展观为指导前提下的发展循环经济，就是构建节约型社会理念的基础。因此，以技术可靠、经济合理、综合治理和利用为目标的新技术，就应当坚持科学研究，因地制宜，注重实效的思路来开展。

在目前，各地在对污水、污泥的处理处置中，主要采取临时填埋的处置方法，这种处理处置方法会影响周围环境，容易产生二次污染。为此，就城市污泥而言，以焚烧技术进行资源化利用，就成为多元化、综合性处理处置污泥的主要模式。这对于不断提高城市污泥的资源化和无害化，对于改善城市生态环境，促进社会经济可持续发展有积极意义。本文针对这一现状，提出了利用污泥烧制陶粒新技术的发展与研究的新课题。

应当指出，循环经济是一种将经济体系与环境资源紧密结合的生态经济模式，它主张“减量化、再使用、再循环”的经济活动原则。它是建立在物质不断循环利用的基础之上的，同时又要求经济运行，必须遵循“资源－产品－再生资源”的物质反复循环流动，也是一种环境友好型、资源节约型社会发展的经济模式。

一、污泥形势

所谓污泥是指生活污水处理厂的终端废弃物，亦即统称生活污泥，同时还有各行各业如印染、造纸、电镀、冶炼、机制、炼油、酿造、化工制药的终端排放废弃物即统称工业污泥；另外还有江河、湖泊、池塘的疏浚污泥亦统称河道污泥。

这些污泥含有微生物、病原体、气味恶臭，有的还含有重金属。如果不予控制处置任其泛滥，后果不堪设想。因此，这是摆在环境治理面前的一个棘手问题。

它的量有多少，仅据目前不完全统计，污水厂污泥的年排脱水污泥2000多万吨，再加工业及河道污泥就更多了。如果，以呈原始水分状态估计，我国年排各类污泥约10——15亿吨，而且逐年呈上升趋势。这些污泥其成分复杂、多变，地域分布广阔。所以，妥然地处理处置污泥，任重而道远。

目前，这个难题已引起我国政府和社会各界的高度关注。一批有识之士和企业也在这个领域作出积极的努力，但奈于技术、设备和资金的诸多原因，进展仅为开始，成熟当需时间。虽然机遇和空间很大，艰难险阻丛生。

我国对各类废弃物处理的总方针是“减量化、资源化、无害化”，简言为：减容、安全、综合利用。它要求我们以节约经济，循环经济的理念悟道，并具有可操作性的实施方法。

二、何为陶粒，利用污泥制陶粒的意义

由于废弃污泥泥源不一，呈现着多变性和多样性，质地各不相同。这也决定了处理处置污泥的手段和方法的多种多样性，很难也不能以一种方法覆盖全貌。有的污泥具有残存能源，干基竟达2000 ~ 5000大卡/ 公斤，这可作为再生能源，在一般窑炉作为燃料掺合使用；有的存有贵重、稀有金属。可作转、瓦原料予以利用，有的要以物理、化学方法交错技术予以无害化处置。本文以利用废弃污泥烧制一种建材深加工的陶粒仅是出路之一。

那么，什么是陶粒？陶粒是一种建筑材料，其外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水、保气的作用，并且必须赋予陶粒较高的强度。陶粒径，一般为5-25mm。陶粒，一般用来取代混凝土中的碎石和卵石。它能使混凝土在不减强度的前提下，大大减轻混凝土的自重。

  陶粒，具有密度小、质轻、保温、隔热，而且有较好的物理性能，也可作为水处理中的一种滤料。

陶粒的物理力学性能常规要求：

随着经济的全面发展，陶粒在用于高层建筑、公路桥墩、海运码头、保温隔热、环保滤料等方面已开始广泛使用，并已得到市场的接受。以废弃污泥烧制成陶粒，其意义有两：一是经济意义。二是社会环境效益。

利用污泥烧制陶粒，是针对某些有选择的污泥源，从而向建筑材料这个广阔领域去寻找出路，应该说这是一个方向。从利用的投入和成品的产出的价值差，去权衡经济效益的可取性，是应该首要考虑的问题。

就经济意义而言。污泥是一种废弃物，源头的材料是低价值的，烧制陶粒是正规工业，它有自身的原料品位要求。这里所指的投入，其一是把“弃料”改造成“原料”所化的代价，及烧制过程中的相应费用。从目前国内已有类似厂的实例说明，一立方米的陶粒从废弃污泥至成品，如以直接成本为A的话，其产品市场价值可达2A，应该说有50%的毛利，这是值得我们去追求的。所以，最终经济效益是可取的。二是有选择的利用污泥烧制陶粒，在技术上已是成熟的，目前市上已有众多的实例，随着经济的发展，市场的需求是呈上升趋势。三是从其污泥源头来看，废弃污泥只能越来越多不会枯绝。从以上三方面因素来看，推广上述方案无重大风险，它能较好地体现综合利用、资源化的总原则。

再从社会效益来看。目前的河道淤泥形势严峻，在水库、湖泊、海岸、河道中，日积月累，渐渐地沉积起来越厚的泥层。这不但使河床抬高，减少库容，降低通航能力，影响交通，而且又脏又臭，污染水体和环境，导致赤潮、蓝藻的爆发，影响生产和生活，更由于调蓄能力的降低、引洪能力的减弱，特别在汛期来临之时造成洪水泛滥，危及提防，水灾难免。这是其一。其二，城市污水处理厂的污泥，由于污水处理厂的日益发展，其终端废弃污泥的排放也日益增多，而它的特征是：含水率高（多达70~98%）难以焚烧，运输成本高，堆放占地面积大，直接填埋则会使填埋场提前报废；其三，微生物、病原体含量高，不加处理，直接施用或弃置会污染食物链；其四，恶臭污染环境，同时向大气排放温室气体（是二氧化碳的20倍）；其五，含有重金属，如果不加控制使用，可能污染土地，造成不可逆的耕地退化。诚然，污泥的危害目前尚还鲜为人知，常常被非法取用，造成土地的重金属积累超标、土地板结，人类居住环境和食物被无意中污染和破坏。

另外，再从可持续发展的观点看。经济的发展，不可避免的使工业会产生废弃的污泥排放量，这种面广、量大，且趋日增多的排放后果严重，不可避免地制约着可持续发展。例如，造纸、皮革、电镀、机制、采油、运驳等等，由此产生的污泥又是有害，又是成分复杂。以往传统做法常常任意流放，目前已到了无处可排、无地可堆的局面，现实的情况是已到了非解决不可的地步。为了我国经济的可持续发展，为了我们的子孙后代，科学地、合理地处理处置污泥，已成为我辈不可推卸的历史重任。

三、污泥烧制陶粒的基本条件和技术要点

陶粒是一种产品，利用污泥制陶粒对其原料而言，是有一定要求的。具体有以下几点：

要求一、污泥的化学成分和基本指标。如下表：

                                                                             %

由于废弃污泥来自不同源头，成分各异。目前，已经掌握可以按工艺要求指标采用校正原料予以调整匹配，所以绝大部分污泥都有可能实现利用。

要求二、关于污泥量：

从广义来讲污泥源头是逐年递增的，但如定点建陶粒厂，对其泥源供应必须予以稳定为确保。陶粒烧制厂是一个企业，它是有一个基本合理的规模要求的。

目前市上一般中小型企业是以5万立方米/年、10万立方米/年、20 ~ 30万立方米/年的规模。如，以一般起点规模5万立方米/年为例，年需干基污泥约5万吨左右，具体数量需按原始含水污泥的水分，根据具体情况按物料平衡予以具体确定。由此，如拟建陶粒厂首先应对周围污泥源，作具体的调查。如果多点供泥，泥源离陶粒厂距离一般不宜大于50公里。

要求三、陶粒制作系统技术：

目前，我国陶粒烧制一般采用回转窑焚烧工艺，与其匹配的原料制备、污泥脱水、干化、粉磨、窑外成球、窑内成球、烧成热工、筛选分级、原料化验控制、成品出厂检测并其相适应的烧成技术，设备配套、自动化控制，已有成熟的经验。

要求四、陶粒制作的基本工艺流程：

陶粒制作的基本工艺流程，以下烧成工艺流程的框图所示：