污泥预处理及其在硅酸盐制品中的运用

范明川

（华新水泥（恩平）有限公司，广东 恩平 529400）

在我国，污泥的处理具有十分迫切和重要的现实意义。经济的发展使得我国污泥排放量不断增加，这些污泥本身具有的有害物质使得其不能随意排放，环境生态的要求使对污泥的处理要求也越来越严格。本文从污淤泥处理的重要性出发，分析了当今污泥处理的现状，通过对污泥处理的方式进行探讨，在污泥处理后运用到硅酸盐制品中的可能进行了研究，以此来保证污淤泥能够得到有效的处理，并为我国新型建筑材料的研究提供借鉴。如果能够实现污泥预处理后运用到我国硅酸盐建筑制品中，不仅能够有效地保护环境，解决污泥的处理问题，而且能够更加有效地利用资源，完善我国的资源结构，实现资源的可持续发展利用，从而保证人类社会的不断进步，保证社会利益与生态利益的和谐统一。

1 污泥处理的重要性与现状

根据研究资料显示：污泥是污水处理过程后余下的一种以水分、有机质组分为主体的复杂多相混合物，固体成分主要包括有机物、无机物颗粒、胶体、细菌残体等，还包含大量的病原体、寄生虫（卵）和各种有毒有害的有机污染物，从污泥中检测到的化合物中，有一半以上被认定为有害物质，工业污水污泥往往还含有多种重金属元素，这些重金属元素一旦通过环境进入人体内，将对人体血液系统、神经系统器官造成不可逆的破坏。污泥具有的危险性使得对污泥的处理必须更加严格和仔细，如果对污泥的处理不及时或者不彻底，不仅会严重危害环境，而且还会对人们的生命安全和经济财产造成严重的损失[1]。

在我国可持续发展道路的要求下，建筑行业中采用的实心粘土砖被全面禁止，这种粘土砖对于我国的耕地资源造成了严重的破坏，在粘土砖被禁止之后，我国必须寻找能够代替粘土砖的新型建筑材料，而污泥与粘土的性质相似，在进行预处理后，污泥本身的特性能够使其在硅酸盐制品中进行运用实验，如果能够将污泥成功运用到我国的硅酸盐建筑制品中，不仅能够有效解决资源循环使用的问题，而且对于促进我国新型建筑材料的研发具有十分重要的科技进步意义[2]。

在我国城市化建设发展的过程中，我国长期以来对于城市的环境管理着重放在了处理城市污水废水方面，对于固体的污泥处理明显不够重视，导致近年来污泥对于环境的影响越来越大，在我国污水处理厂建设得越来越多的情况下，很多污泥由于得不到针对性的处理，反而简单地堆放或进入了填埋场，这种简单的处理方式不仅不能使污泥得到有效的处置，反而其中的危害物质会对填埋厂附近的环境造成破坏。

根据国外对于污泥处理的长期研究，在处理污泥上主要采用了三种方式，即卫生填埋、土地利用和焚烧。这三种方式中，污泥的卫生填埋是基于传统填埋的一种环境处理方法，工艺流程简单，需要采用科学的方法进行选址并严格地管理场地，这种处理方式需要占用大量的土地面积，并开展大范围的地基处理，属于比较原始的填埋方式，对污泥的处理占比低，环保性差，成本高。土地利用的方式则是将污泥进行发酵、堆肥后重新用于土地，污泥虽然具有大量的有害元素，但是其中也包含着丰富的氮、磷、钾等适合植物生长的营养元素，通过土地利用的方式能够有效地利用污泥，但是这种方式对于污泥的处理占比低，针对我国大量的污泥排放并不能完全解决污泥的处理问题。焚烧的方法就是将污泥进行单独或掺杂在电厂、水泥厂中进行焚烧，这种焚烧方法可以快速大量地解决污泥的排放，通过燃烧回收污泥的能量，对于污泥中的有害物质也能做到有效的杀菌除臭，从20实际90年代以来成为了很多发达国家的首选处理方式。但是在我国，由于我国起步晚，发展时间短，受经济条件限制在处理污泥的比例上还偏低。在过去通常采用的是简单的填埋，近年来随着经济的发展逐渐采用了更加有效安全的处理方式，但在对污泥的利用上还存在着不足[3]。

2 污泥处理在硅酸盐制品中运用的可能

2.1 烧结制品中运用的可能

国外对利用污泥生产建材产品的研究要早于我国，新加坡从1984年开始，就已经报道了污泥与粘土混合制砖的研究，并发现污泥焚烧灰制成的砖，强度要高于利用未处理污泥或干化污泥制成的砖，日本的污泥焚烧灰制砖技术已经达到世界顶尖水平，目前已经建成十余座工厂完全利用市政污泥焚烧灰制砖，产品广泛用于公共设施。污泥的主要无机成分与水泥原料的成分极为相似，在经过焚烧处理之后更是具有与水泥熟料相似的矿物成分，因此污泥是具有成为新兴建筑材料的可能的。但是由于污泥本身包含着大量的有害物质，在实际的运用过程中，学者们更加关注的是将污泥运用到建筑上是否会因其中的重金属成分而对环境造成破坏。根据污泥用作建筑行业原材料的环境影响研究表明，污泥在经过焚烧的高温处理后，其中的有害物质大多经过杀菌除臭能够得到非常有效的解决，而其中的重金属元素在高温条件下得到了有效的固化，从而在用作硅酸盐建筑原材料时能够保护环境，避免造成环境污染[4]。

我国在经过长期的研究后，根据污泥自身的成分分析，通过将污泥进行烧制，发现以污泥灰为原材料的烧结制品能够有效地利用污泥资源，且其中各项属性都满足了国家对于制砖品的生产要求，在经过大量的研究实验后，研究人员成功研发出一种轻质砖，不仅能够将污泥资源进行最大限度的利用，而且有效控制了污泥中的有害元素，使其中的重金属元素有效固化，整个污泥制砖的各项指标都满足了国家关于烧结砖的标准，实现了污泥在硅盐酸制品中的有效运用。

除了将污泥烧结成为砖制品以外，我国也已经有了利用污泥烧结制作成为轻骨料运用到硅酸盐建材中的研究经验。在我国，最为广泛的人造轻骨料材料是陶粒。为了将污泥烧结成陶粒，我国的专家学者们也是经过了广泛的研究探索的。根据研究实验发现，以污水厂污泥与河道底泥为代表的两种污泥废料，通过添加一定比例的粉煤灰，再经过高温烧制，能够制造出优质的陶粒滤料，由于污泥中含有大量有机物，在进行烧制的时候，能够显著地增加陶粒的膨胀系数，从而烧制出更加轻质的陶粒。同样的，在烧制砖制品的时候，通过掺杂污泥也能够充分利用污泥中的能源，在内部留下一些空隙，使得这种砖制品具有保温隔热的功效。这种以污泥为原材料生产出来的优质陶粒和陶粒砖，不仅具备轻质强硬的特点，而且还具有非常好的隔热保温的性能，这种砖能够完美地替代传统的粘土实心砖，实现经济效益与环保的统一。

2.2 污泥在免烧结制品中运用的可能

国内外对于污泥建筑材料的运用主要是以烧结制品为主，对于免烧结制品的研究运用较少。污泥在免烧结制品中的运用主要是在硅酸盐建筑制品中的运用。这种免烧结的工艺与烧结工艺相比具有取材简便、造价低廉、节约能源等优势，它的工艺成本得到了大幅的降低。硅酸盐建筑制品是指硅质原料、钙质原料和集料经搅拌成型，并在水热养护条件下硬化而成的建筑制品，具有取材简易、造价低廉的特点，还可以利用电石渣、粉煤灰、矿渣等工业废弃物作为原料，利废环保。具有代表性的硅酸盐制品有灰砂砖、粉煤灰砖、蒸压加气混凝土砌块等，实际工程中硅酸盐制品多用于砌筑维护结构的墙体材料，也可以在路面材料中进行应用。在将污泥运用到硅酸盐制品之前，必须对污泥进行预处理。硅酸盐制品要以污泥为原材料，必须通过高温加热将污泥进行去异味、减量、杀菌，经过热处理后的污泥产物是以无机物为主的残渣，其含水率为零。在污泥进行处理后，其中的无机组分与硅酸盐制品中的硅质原料成分相似，在进行硅酸盐制品的过程中，原料中包含的生石灰还能够对污泥进行再处理，对污泥产生除臭、杀菌、分解有机物等作用。因此，将污泥用于免烧结的硅酸盐制品是具有非常大可能和优势的，这不仅能够满足我国新型建筑材料研发的需求，还能十分高效的处理我国庞大的污泥排放量，保护环境的同时将污泥转化为促进社会发展的资源[5]。

3 结语

综上所述，污泥的处理具有极高的社会价值和社会意义，在不断发展的社会经济条件下，我国日益增长的污泥排放对环境造成了极大的危险，通过科学技术手段，我们能够将污泥进行有效的处理后运用到建筑材料领域，在对污泥资源化处置进行研究的同时，将建筑材料生产的技术与利用废料保护环境的理念相结合，不仅能够推动我国环保事业的发展，而且能够促进我国新型建筑材料的研发以及土木工程材料领域的科技不断进步。本文通过研究污淤泥处理以及在硅酸盐制品中的运用，探索了我国在污泥处理与利用上的道路，促进了我国对于固体废弃物利用技术的研究，也为建筑材料领域的可持续发展提供了借鉴。