利用磷石膏、粉煤灰和电石渣固化城市污水处理厂污泥试验研究

摘要

由于城市污水厂污泥的有机物含量高、含水率高、易腐烂且有恶臭，并且含有大量致病菌和重金属等对人体和环境有害的物质，如果处理不当会造成严重的环境污染事故。由于污泥自身的土力学性质比较特殊，所以污泥的最终处置问题是当今国际社会面临的一个难题。
　　 本论文是研究在重庆市的气候条件下，采用粉煤灰、电石渣和磷石膏为固化剂对城市污水处理厂的脱水污泥进行固化，最终进行填埋处置。本文的主要研究内容是测定了固化剂、污泥和固化污泥的各项性质，包括含水率的测定、比重测定、pH值、渗透系数、浸出毒性测定、热值。通过研究发现，当脱水污泥与固化剂配比为：污泥70％、磷石膏12％、粉煤灰6％、电石渣12％时，经固化并在一定条件下养护后的污泥固化体性质能满足《城镇污水处理厂污泥处置--混合填埋用泥质》GBT23485-2009中要求的横向剪切强度>25kN/m2和含水率<45％的填埋指标要求；固化污泥浸出液中的污染物浓度满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008中的要求。
　　 三种固化剂原料中，粉煤灰的作用是提供火山灰活性物质，是固化剂的主体，但由于粉煤灰中缺少足够的Ca2+，仅靠粉煤灰自身不能提供足够的固化强度，需要含钙激发剂激发其活性。电石渣的作用一是作为粉煤灰碱激发的激发剂；二是作为除臭剂吸收污泥散发的臭气；三是作为杀菌、抑菌剂阻止污泥中微生物的繁殖。磷石膏的作用一是最为粉煤灰硫酸盐激发的激发剂；二是作为填充剂为固化体提供一定的机械强度；三是其中残留的磷酸盐可以固化部分阳离子重金属，减少其浸出量。
　　 在固化污泥的养护过程中，最关键的条件是是通风和排水，养护温度对固化过程的进行影响不是很大。经研究发现，只要保持良好的通风和固化容器底部的排水条件，在重庆的冬季，固化过程可以正常进行，并且固化体的强度随时间增加而逐渐升高。
　　 按照本方案固化后的污泥的渗透系数低于10-7cm/s，浸水后不变性，不腐败，可以用作城市垃圾填埋场的覆盖土，实现一定的资源化利用。