日處置200t污泥的“污泥+固廢”生產(chǎn)陶粒項目在山東濰坊投產(chǎn)運營，該項目采用的是山東恒遠利廢技術(shù)股份有限公司獨有的污泥大摻量協(xié)同處置技術(shù)，通過此污泥處置技術(shù)實現(xiàn)了污泥徹底無害化、資源化。核心工藝“低溫烘干+高溫焙燒”可避免二噁英產(chǎn)生，最終產(chǎn)品為陶粒輕骨料。陶�？捎糜谘b配式建筑構(gòu)件、輕骨料混凝土、海綿城市建設(shè)、污水濾料、生態(tài)濕地建設(shè)等，具有較高附加值，應用前景廣闊。
【“污泥+固廢”陶粒技術(shù)剖析】
“污泥+固廢”系列資源化技術(shù)是恒遠利廢公司聯(lián)合中科院過程工程研究所共同研發(fā)的，該技術(shù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，污泥(干基)摻加比例最高可達50%。生產(chǎn)過程采取多種方式降低能耗，終端處置產(chǎn)品陶粒是具備廣泛用途的優(yōu)質(zhì)材料，實現(xiàn)了污泥的徹底無害化、資源化處置。
恒遠利廢公司提出“低溫烘干+高溫焙燒”的方法生產(chǎn)陶粒，整條生產(chǎn)線采用獨有的陶粒成型成套專利技術(shù)(發(fā)明專利號：201310564630.7)。污泥及硅鋁系的固體廢棄物混合造粒后，經(jīng)200℃低溫烘干，再直接進入1100℃以上窯爐焙燒。此方法可大大提高陶粒成品率，且烘干和焙燒段溫度避開了二噁英產(chǎn)生區(qū)域。污泥在焙燒過程中有機質(zhì)全部助燃，硅鋁系的固廢則在高溫下熔融重組，重金屬類元素被固化到晶格中，最終形成資源化的產(chǎn)品—陶粒。
核心焙燒設(shè)備三葉回轉(zhuǎn)窯源自英國，內(nèi)部獨有的三葉弧形截面熱交換效率高，是傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯的2倍，實現(xiàn)了低耗高產(chǎn)的目的。該窯爐長度僅為傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯的1/4，且采取窯外造粒工藝，整條生產(chǎn)線占地小，空間利用率高，大大降低了土建投資。配套的余熱回用系統(tǒng)可將窯爐尾氣熱量循環(huán)利用，再用于脫水烘干等環(huán)節(jié)，符合綠色節(jié)能的發(fā)展要求。
生產(chǎn)車間全封閉，采用負壓將煙氣、臭氣等集合處理，真正做到無二次污染。整體生產(chǎn)線集污泥干燥、陳化、成型、燒結(jié)、冷卻于一體，另配有清潔處理系統(tǒng)。陶粒生產(chǎn)全程自動化，整個車間幾乎實現(xiàn)無人作業(yè)。核心環(huán)節(jié)高溫焙燒段，通過火焰自動控制系統(tǒng)配套窯內(nèi)監(jiān)控高清攝像，可實現(xiàn)溫度的精準調(diào)節(jié)，確保陶粒產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)。
該技術(shù)集合污泥大摻量、高產(chǎn)低耗能、電控自動化、余熱再利用、煙氣臭氣處理、占地小投資省等六大特點，代表了目前國內(nèi)陶粒生產(chǎn)行業(yè)的最高水準。
【陶粒市場應用】
此項目所生產(chǎn)陶�？捎糜诮ㄖp骨料、海綿城市建設(shè)、污水濾料處理、濕地浮床建設(shè)等，具有較高附加值，應用前景廣闊。陶粒根據(jù)其自身性能及用途不同，價格從150-800元/m³不等。
1.商砼中替代砂石骨料，配成陶粒砼有效減輕建筑物重量，且保溫性能好，抗?jié)B透性、耐火性強。裝配式建筑結(jié)構(gòu)件、高層建筑保溫砌塊、大跨度混凝土構(gòu)件、地基回填澆筑等均可廣泛適用。
2.海綿城市滲水儲水，陶粒具有較多的孔隙，吸附性強，是建設(shè)海綿城市比較理想的海綿體材料�？捎迷诮ㄖG色屋頂無土栽培，透水路面鋪設(shè)等。陶粒能吸收并鎖住大量雨水，消除城市內(nèi)澇。炎熱時水分蒸發(fā)外放，減輕城市熱島效應。
3.污水治理用作濾料，陶粒濾料質(zhì)輕、孔隙率高、表面積大、有足夠的機械強度、吸附力強，化學性能穩(wěn)定，且價格較活性炭便宜，適宜于脫色等處理，也可用作工業(yè)濾料。
4.濕地浮床綠植栽培，超輕通孔的陶粒由于孔隙分布均勻，滲透能力強、吸水性強，可用于微生物、綠色植物的栽培。將其用于浮床生態(tài)系統(tǒng)，濕地生態(tài)系統(tǒng)等，有利于植物根系生長，可凈化各種水系，是處理富營養(yǎng)化水體的理想方式。
【污泥處置現(xiàn)狀】
環(huán)保部和住建部聯(lián)合下發(fā)的391號文《關(guān)于加強城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施污泥處理處置減排核查核算工作的通知》指出，各地應按照國家有關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)政策，遵循“綠色、循環(huán)、低碳”的技術(shù)路線，因地制宜選擇合理可行的技術(shù)方法對污泥進行妥善處理處置。
受我國污水管網(wǎng)設(shè)施條件限制，國內(nèi)大部分地區(qū)管網(wǎng)仍處于雨污合流狀態(tài)。污水經(jīng)處置后的污泥有機質(zhì)含量不高，化學成分較復雜。當前國內(nèi)污泥處置主流技術(shù)仍為脫水填埋、厭氧發(fā)酵、好氧堆肥等，但最終資源化去向仍主要圍繞土地利用，污泥中含的重金屬及病菌等不能徹底處理，無法實現(xiàn)真正的無害化目標。少數(shù)采用干化焚燒的處置企業(yè)也是依托水泥窯、垃圾焚燒窯等，添加量小，無法處理焚燒后的殘渣、飛灰，并且受地域限制較大。
各地區(qū)對于污泥處理處置方面的補貼政策不一，對于處置方法的選擇也各有千秋。就污泥處置技術(shù)綜合成本和前景而言，筆者認為：填埋因其占地多，且后期污染防治工作、滲濾液處理、填埋場維護等工作仍需占用大量資源，因此不具備遠景推廣條件;對于厭氧和好氧消化而言，主要針對的是污泥中有機質(zhì)的處理，因此這兩種工藝對于污泥有機質(zhì)含量有一定要求，需要進一步完善基礎(chǔ)污水處理管網(wǎng)和市政污水工程，同時消化殘余尾渣的處理需借助其他技術(shù)才能實現(xiàn)無害化;干化焚燒技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的徹底無害化處置，為人詬病的主要是能耗高和煙氣的處置，因污泥含水率約80%，直接焚燒所需能耗顯而易見，因此能耗和環(huán)保是其亟待解決的問題。2016年4月工信部下發(fā)《2016年第一批行業(yè)標準制修訂計劃》中，污泥陶粒作為建材領(lǐng)域新定標準由原材料工業(yè)司主管制定，這標志著污泥資源化、建材化利用已經(jīng)有國家級的總體規(guī)劃和頂層設(shè)計。
【相關(guān)拓展】
隨著集中焚燒法逐漸成為我國城市生活垃圾處理的主要方式，焚燒飛灰的安全處置與利用也成為社會普遍關(guān)注的問題。焚燒處置是人類最常用到的手段之一，隨著煙氣排放帶來的酸雨、全球變暖、二噁英污染問題，焚燒處理后續(xù)煙氣處置標準越來越高，民眾對于焚燒企業(yè)抵觸情緒也越發(fā)突出�？陀^來說，像火電廠、水泥廠等，我國的煙氣排放標準已經(jīng)達到國際標準要求。粉塵、酸性氣體、二噁英等只要嚴格按照標準處置，所帶來的污染并非渲染的那么可怕。
據(jù)有關(guān)報道統(tǒng)計，2011年全國城市垃圾焚燒量為2599.3萬噸，如按相關(guān)文獻飛灰量為焚燒垃圾量3%估算，全國年產(chǎn)生78萬噸飛灰。飛灰含有重金屬和二噁英等有害物質(zhì)，屬于危險廢棄物。國家明令規(guī)定，飛灰不得在產(chǎn)生地長期儲存，不得進行簡易處置，不得排放，只有在產(chǎn)生地進行必要的固化和穩(wěn)定化處理之后，方可轉(zhuǎn)移處置。
飛灰的處置技術(shù)主要有固化/穩(wěn)定化、化學處理、高溫處理等，但普遍處置成本高昂。利用水泥窯進行垃圾焚燒飛灰的處置，可以消滅其中存在的二惡英，同時將重金屬通過水泥熟料高溫煅燒固化，但由于飛灰本身的氯元素富集，大量處置會對水泥企業(yè)的正常生產(chǎn)造成影響。因此利用水泥窯協(xié)同處置飛灰時，添加量很小，無法滿足越來越多的垃圾焚燒企業(yè)所產(chǎn)生的飛灰處理需要。
如果將飛灰等需要高溫處理的廢棄物添加到陶粒焙燒生產(chǎn)線中，不但占地小投資省，而且窯內(nèi)溫度完全達到傳統(tǒng)水泥窯的溫度，完全有能力將飛灰徹底處理。因此在有飛灰處理需求的地區(qū)，可以考慮借鑒建設(shè)陶粒焙燒生產(chǎn)線。
圖為恒遠利廢公司“污泥+固廢”系列陶粒樣品展示，經(jīng)山東省建筑材料質(zhì)量檢驗中心檢測其放射性及重金屬含量均符合要求，筒壓強度等力學性能指標也超出了GB/T17431.2-2010《輕集料及其試驗方法》相關(guān)要求。圖左為可漂浮超輕陶粒展示
