污泥預處理及其在硅酸鹽制品中的運用

范明川

（華新水泥（恩平）有限公司，廣東 恩平 529400）

在我國，污泥的處理具有十分迫切和重要的現實意義。經濟的發展使得我國污泥排放量不斷增加，這些污泥本身具有的有害物質使得其不能隨意排放，環境生態的要求使對污泥的處理要求也越來越嚴格。本文從污淤泥處理的重要性出發，分析了當今污泥處理的現狀，通過對污泥處理的方式進行探討，在污泥處理后運用到硅酸鹽制品中的可能進行了研究，以此來保證污淤泥能夠得到有效的處理，并為我國新型建筑材料的研究提供借鑒。如果能夠實現污泥預處理后運用到我國硅酸鹽建筑制品中，不僅能夠有效地保護環境，解決污泥的處理問題，而且能夠更加有效地利用資源，完善我國的資源結構，實現資源的可持續發展利用，從而保證人類社會的不斷進步，保證社會利益與生態利益的和諧統一。

1 污泥處理的重要性與現狀

根據研究資料顯示：污泥是污水處理過程后余下的一種以水分、有機質組分為主體的復雜多相混合物，固體成分主要包括有機物、無機物顆粒、膠體、細菌殘體等，還包含大量的病原體、寄生蟲（卵）和各種有毒有害的有機污染物，從污泥中檢測到的化合物中，有一半以上被認定為有害物質，工業污水污泥往往還含有多種重金屬元素，這些重金屬元素一旦通過環境進入人體內，將對人體血液系統、神經系統器官造成不可逆的破壞。污泥具有的危險性使得對污泥的處理必須更加嚴格和仔細，如果對污泥的處理不及時或者不徹底，不僅會嚴重危害環境，而且還會對人們的生命安全和經濟財產造成嚴重的損失[1]。

在我國可持續發展道路的要求下，建筑行業中采用的實心粘土磚被全面禁止，這種粘土磚對于我國的耕地資源造成了嚴重的破壞，在粘土磚被禁止之后，我國必須尋找能夠代替粘土磚的新型建筑材料，而污泥與粘土的性質相似，在進行預處理后，污泥本身的特性能夠使其在硅酸鹽制品中進行運用實驗，如果能夠將污泥成功運用到我國的硅酸鹽建筑制品中，不僅能夠有效解決資源循環使用的問題，而且對于促進我國新型建筑材料的研發具有十分重要的科技進步意義[2]。

在我國城市化建設發展的過程中，我國長期以來對于城市的環境管理著重放在了處理城市污水廢水方面，對于固體的污泥處理明顯不夠重視，導致近年來污泥對于環境的影響越來越大，在我國污水處理廠建設得越來越多的情況下，很多污泥由于得不到針對性的處理，反而簡單地堆放或進入了填埋場，這種簡單的處理方式不僅不能使污泥得到有效的處置，反而其中的危害物質會對填埋廠附近的環境造成破壞。

根據國外對于污泥處理的長期研究，在處理污泥上主要采用了三種方式，即衛生填埋、土地利用和焚燒。這三種方式中，污泥的衛生填埋是基于傳統填埋的一種環境處理方法，工藝流程簡單，需要采用科學的方法進行選址并嚴格地管理場地，這種處理方式需要占用大量的土地面積，并開展大范圍的地基處理，屬于比較原始的填埋方式，對污泥的處理占比低，環保性差，成本高。土地利用的方式則是將污泥進行發酵、堆肥后重新用于土地，污泥雖然具有大量的有害元素，但是其中也包含著豐富的氮、磷、鉀等適合植物生長的營養元素，通過土地利用的方式能夠有效地利用污泥，但是這種方式對于污泥的處理占比低，針對我國大量的污泥排放并不能完全解決污泥的處理問題。焚燒的方法就是將污泥進行單獨或摻雜在電廠、水泥廠中進行焚燒，這種焚燒方法可以快速大量地解決污泥的排放，通過燃燒回收污泥的能量，對于污泥中的有害物質也能做到有效的殺菌除臭，從20實際90年代以來成為了很多發達國家的首選處理方式。但是在我國，由于我國起步晚，發展時間短，受經濟條件限制在處理污泥的比例上還偏低。在過去通常采用的是簡單的填埋，近年來隨著經濟的發展逐漸采用了更加有效安全的處理方式，但在對污泥的利用上還存在著不足[3]。

2 污泥處理在硅酸鹽制品中運用的可能

2.1 燒結制品中運用的可能

國外對利用污泥生產建材產品的研究要早于我國，新加坡從1984年開始，就已經報道了污泥與粘土混合制磚的研究，并發現污泥焚燒灰制成的磚，強度要高于利用未處理污泥或干化污泥制成的磚，日本的污泥焚燒灰制磚技術已經達到世界頂尖水平，目前已經建成十余座工廠完全利用市政污泥焚燒灰制磚，產品廣泛用于公共設施。污泥的主要無機成分與水泥原料的成分極為相似，在經過焚燒處理之后更是具有與水泥熟料相似的礦物成分，因此污泥是具有成為新興建筑材料的可能的。但是由于污泥本身包含著大量的有害物質，在實際的運用過程中，學者們更加關注的是將污泥運用到建筑上是否會因其中的重金屬成分而對環境造成破壞。根據污泥用作建筑行業原材料的環境影響研究表明，污泥在經過焚燒的高溫處理后，其中的有害物質大多經過殺菌除臭能夠得到非常有效的解決，而其中的重金屬元素在高溫條件下得到了有效的固化，從而在用作硅酸鹽建筑原材料時能夠保護環境，避免造成環境污染[4]。

我國在經過長期的研究后，根據污泥自身的成分分析，通過將污泥進行燒制，發現以污泥灰為原材料的燒結制品能夠有效地利用污泥資源，且其中各項屬性都滿足了國家對于制磚品的生產要求，在經過大量的研究實驗后，研究人員成功研發出一種輕質磚，不僅能夠將污泥資源進行最大限度的利用，而且有效控制了污泥中的有害元素，使其中的重金屬元素有效固化，整個污泥制磚的各項指標都滿足了國家關于燒結磚的標準，實現了污泥在硅鹽酸制品中的有效運用。

除了將污泥燒結成為磚制品以外，我國也已經有了利用污泥燒結制作成為輕骨料運用到硅酸鹽建材中的研究經驗。在我國，最為廣泛的人造輕骨料材料是陶粒。為了將污泥燒結成陶粒，我國的專家學者們也是經過了廣泛的研究探索的。根據研究實驗發現，以污水廠污泥與河道底泥為代表的兩種污泥廢料，通過添加一定比例的粉煤灰，再經過高溫燒制，能夠制造出優質的陶粒濾料，由于污泥中含有大量有機物，在進行燒制的時候，能夠顯著地增加陶粒的膨脹系數，從而燒制出更加輕質的陶粒。同樣的，在燒制磚制品的時候，通過摻雜污泥也能夠充分利用污泥中的能源，在內部留下一些空隙，使得這種磚制品具有保溫隔熱的功效。這種以污泥為原材料生產出來的優質陶粒和陶粒磚，不僅具備輕質強硬的特點，而且還具有非常好的隔熱保溫的性能，這種磚能夠完美地替代傳統的粘土實心磚，實現經濟效益與環保的統一。

2.2 污泥在免燒結制品中運用的可能

國內外對于污泥建筑材料的運用主要是以燒結制品為主，對于免燒結制品的研究運用較少。污泥在免燒結制品中的運用主要是在硅酸鹽建筑制品中的運用。這種免燒結的工藝與燒結工藝相比具有取材簡便、造價低廉、節約能源等優勢，它的工藝成本得到了大幅的降低。硅酸鹽建筑制品是指硅質原料、鈣質原料和集料經攪拌成型，并在水熱養護條件下硬化而成的建筑制品，具有取材簡易、造價低廉的特點，還可以利用電石渣、粉煤灰、礦渣等工業廢棄物作為原料，利廢環保。具有代表性的硅酸鹽制品有灰砂磚、粉煤灰磚、蒸壓加氣混凝土砌塊等，實際工程中硅酸鹽制品多用于砌筑維護結構的墻體材料，也可以在路面材料中進行應用。在將污泥運用到硅酸鹽制品之前，必須對污泥進行預處理。硅酸鹽制品要以污泥為原材料，必須通過高溫加熱將污泥進行去異味、減量、殺菌，經過熱處理后的污泥產物是以無機物為主的殘渣，其含水率為零。在污泥進行處理后，其中的無機組分與硅酸鹽制品中的硅質原料成分相似，在進行硅酸鹽制品的過程中，原料中包含的生石灰還能夠對污泥進行再處理，對污泥產生除臭、殺菌、分解有機物等作用。因此，將污泥用于免燒結的硅酸鹽制品是具有非常大可能和優勢的，這不僅能夠滿足我國新型建筑材料研發的需求，還能十分高效的處理我國龐大的污泥排放量，保護環境的同時將污泥轉化為促進社會發展的資源[5]。

3 結語

綜上所述，污泥的處理具有極高的社會價值和社會意義，在不斷發展的社會經濟條件下，我國日益增長的污泥排放對環境造成了極大的危險，通過科學技術手段，我們能夠將污泥進行有效的處理后運用到建筑材料領域，在對污泥資源化處置進行研究的同時，將建筑材料生產的技術與利用廢料保護環境的理念相結合，不僅能夠推動我國環保事業的發展，而且能夠促進我國新型建筑材料的研發以及土木工程材料領域的科技不斷進步。本文通過研究污淤泥處理以及在硅酸鹽制品中的運用，探索了我國在污泥處理與利用上的道路，促進了我國對于固體廢棄物利用技術的研究，也為建筑材料領域的可持續發展提供了借鑒。