镁盐固化污泥及污泥焚烧灰渣作为原生污泥新型固化剂应用工艺研究

周海燕，李 欣，钱春军

（1.上海老港废弃物处置有限公司，上海 201302；2.上海第二工业大学，上海 201209）

镁盐固化污泥及污泥焚烧灰渣作为原生污泥新型固化剂应用工艺研究

周海燕1，李 欣2，钱春军1

（1.上海老港废弃物处置有限公司，上海 201302；2.上海第二工业大学，上海 201209）

根据以废治废的原则，提出以镁盐固化污泥和污泥焚烧灰渣作为原生污泥固化剂。结果表明，当镁盐固化污泥与原生污泥混合搅拌的投加比例达16.7%时，经过7 d的养护，原生污泥含水率由80%降至22%左右；以污泥焚烧灰渣作为固化剂，也能够明显改善原生污泥的脱水性能，在投加比例为4.76%～16.7%的条件下，经过3 d和6 d的养护后，含水率分别降至46.53%～41.08%和34.29%～23.92%。

镁盐固化污泥；污泥焚烧灰渣；固化剂；混合；含水率

由于城市污水厂出厂污泥含水率高，污泥的低热值、低强度不适合直接进行焚烧、堆肥、填埋等处理处置，在对污泥进行处理处置前需要对污泥进行脱水预处理。目前，污泥预处理采用的主要技术手段是固化养护［1-2］。固化剂的投加在一定程度上增加了污泥的处理处置成本。笔者本着以废治废的原则，研究以固化污泥和污泥焚烧灰渣作为固化剂处理污泥，既达到降低污泥含水率的目的，又在一定程度上降低污泥处理处置的成本，为污泥固化养护生产型工艺路线的确定打下一定的技术基础。

1 试验材料

1.1 M1型固化剂

M1型固化剂是根据实验室结果，采用几种矿石复配后轻烧得到的产品，其有效成分大部分为各种盐的氧化物，特别是镁盐。

1.2 镁盐固化养护后的固化污泥（以下简称固化污泥）

污泥加入固化剂，经过养护脱水后，污泥的物理化学性质发生了根本性的变化，颜色由黑色转变为土黄色，臭度降至3级以下，机械强度增大，渗透性增强，其性质与土壤性质接近，掺入原生污泥中可明显改善污泥的脱水性能，提高原生污泥的渗透率和稳定性。

1.3 污泥焚烧灰渣

将生活污泥与固化剂按照100∶5～100∶8的比例混合后，养护3～5 d，然后添加木屑、矿化垃圾筛上物、煤粉等高热值的添加物，然后再经过2～3 d的养护，其低位热值超过14 650 kJ/kg，可以代替劣质煤作为燃料使用。

污泥煤作为燃料燃烧后，其中有机组分的燃烧产物为气态氧化物，金属组分的燃烧产物将回归为氧化物状态，因此考虑将其燃烧产物作为固化剂，对污泥进行固化脱水，以减少固化剂的用量，节省固化脱水的成本。

2 试验结果与讨论

2.1 M1型固化剂与固化污泥固化剂的固化效果

试验所取原生污泥含水率为81.5%，做了4组试验，其中：一组为原生污泥对照组（无固化剂投加）；二组投加M1型固化剂，投加量分别为5%、10%、15%、20%；三组和四组投加固化污泥，三组（固化污泥含水率为35.20%）试验中原生污泥与固化污泥按照 10∶1、10∶1.5、10∶2、10∶2.5（投加量分别为9.1%、13%、16.7%、20%）的比例混合；四组（固化污泥含水率为27.65%）试验中原生污泥与固化污泥按照10∶0.5、10∶1、10∶1.5、10∶2（投加量分别为 4.76%、9.1%、13%、16.7%）比例混合。试验污泥均置于20℃的恒温箱中养护，分别测试3 d和7 d后的混合物含水率变化，以不加任何物质的原生污泥为参照作比较。试验结果见表1～4。

表1 一组原生污泥对照组的试验结果

表2 二组M1固化剂对照组的试验结果

表3 三组投加含水率35.20%的固化污泥对照组的试验结果

表4 四组投加含水率27.65%的固化污泥对照组的试验结果

从表1～4可看出，对于不添加脱水剂的原生污泥，养护3 d和7 d后的含水率变化不明显，这说明原生污泥中的水分自然条件下在短时间内很难脱除。二组中混合了不同比例（5%、10%、15%、20%） M1固化剂的原生污泥经过3 d和7 d的养护后，含水率分别下降至52.83%～40.31%和25.31%～18.33%，下降率分别为35.18%～50.54%和68.94%～77.51%；三组采用了含水率为35.20%的固化污泥作为脱水剂，掺加了不同比例（9.1%、13%、16.7%和20%）的固化污泥的原生污泥经过3 d和7 d的养护后，含水率下降率分别达到了42.28%和73.47%；四组采用了含水率为27.65%的固化污泥作为脱水剂，当掺加比例分别为4.76%、9.1%、13%和16.7%的固化污泥的原生污泥，经3 d和7 d养护后的含水率下降率分别为19.03%～31.84%和66.34%～74.04%。

从数据分析可以看出，加入固化剂或者固化污泥后的原生污泥的脱水性能得到改善，经过养护后水分能够脱除。经过3 d养护期，M1固化剂改性的原生污泥的脱水效果明显好于固化污泥；但经过7 d的养护期，2种污泥脱水剂改性的原生污泥的脱水效果差别不明显。由于实验室试验是在恒温箱中养护，比自然环境中养护条件好，尤其是相对于低温、多雨的天气，因此工程应用中的养护时间将随天气情况而有所不同。但从实验室数据来看，当固化养护后的污泥含水率降至30%后，完全可以代替M1固化剂使用。

2.2 污泥焚烧灰渣作为固化剂的固化效果

污泥煤焚烧后产生的灰渣约占污泥煤总质量的40%，含水率为1%左右，试验中原生污泥含水率为81.5%，灰渣的含水率为1.24%，将原生污泥与燃烧灰渣的比例按照10∶0.5、10∶1、10∶1.5、10∶2（投加量分别为 4.76%、9.1%、13%、16.7%）混合，放于20℃的恒温箱中，分别测试养护3 d和6 d后污泥的含水率，结果见表5。

表5 污泥焚烧灰渣作为固化剂的试验结果

由表5可知，污泥焚烧灰渣作为固化剂，也能够明显改善原生污泥的脱水性能，在投加比例为4.76%～16.7%的条件下，经过3 d和6 d的养护后，含水率分别降至46.53%～41.08%和34.29%～23.92%，含水率下降率分别为42.91%～49.60%和57.93%～70.65%，其效果为M1固化剂的84%～91.1%，完全可以代替M1固化剂使用，不仅提高了原生污泥的固化脱水效果，还实现了焚烧灰渣的资源化利用。

3 结论

1）自然条件下，污泥中的水分在短时间内较难脱除。M1型固化剂能够较大程度地改善污泥的脱水性能，在污泥固化中可设定10%的投加量，既能使污泥含水率在7 d后降至22.1%，又符合经济性要求，有效控制污泥的处理成本。

2） 相同条件下，经过3 d养护期，M1固化剂改性的原生污泥的脱水效果明显好于固化污泥。然而，经过7 d的养护期，利用固化污泥（含水率为35.20%和27.65%）作固化剂，添加量为16.7%时，污泥的含水率均可降至22%左右，固化效果良好，可以替代M1型固化剂。

3）固化污泥的含水率越低，用作固化剂时的投加量越小。由实验数据可以看出，以含水率为35.20%和27.65%的固化污泥作固化剂，经7 d养护后，达到相同的固化效果需要的投加量分别为13.0%与4.76%。

4）污泥焚烧灰渣作为固化剂，也能够明显改善原生污泥的脱水性能，完全可以代替M1固化剂使用，既能使原生污泥达到良好的固化脱水效果，又可实现焚烧灰渣的资源化利用。

［1］朱宏，孟玉.城市污水处理厂污泥的固化法处置［J］.中国资源综合利用，2010，28 （2）：38-39.

［2］车承丹，朱南文，李艳，等.城市污水处理厂污泥固化处理技术研究［J］.安全与环境学报，2008，8（3）：56-59.

Reuse of Mg Salt-Solidified Sludge and Sludge Incineration Ash as Curing Agents for Raw Sludge

Zhou Haiyan1,Li Xin2,Qian Chunjun1
（1.Shanghai Laogang Waste Disposal Co.,Ltd,Shanghai 201302;2.Shanghai Second Polytechnic University,Shanghai 201209）

Based on waste control by waste itself,Mg salt-solidified sludge and sludge incineration ash were used as curing agents for raw sludge.The results showed that moisture content of raw sludge could be reduced to 22%from 80%after 7 days’curing,when aiding ratio of Mg salt-solidified sludge into raw sludge was 16.7%.Sludge incineration ash as curing agent could improve dewatering performance of the raw sludge.Meanwhile,moisture content of the raw sludge can be reduced to 46.53%～41.08%after 3 days’curing and 34.29%～23.92%after 6 days’curing,when aiding ratio of sludge incineration ash into raw sludge was 4.76%～16.7%.

Mg salt-solidified sludge；sludge incineration ash；curing agent；mixing；moisture content

X703

A

1005－8206（2011） 03－0048－03

2011-03-03

周海燕（1969—），高级工程师。现任上海老港废弃物处置有限公司总工程师，科技和信息管理部经理。主要研究生活垃圾填埋技术、垃圾渗沥液的处理处置技术、市政污泥的处理处置技术、垃圾填埋场臭气污染控制技术等。已发表核心期刊论文5篇，已获得授权专利7项。

（责任编辑：刘冬梅）