一种用于处理城市污水处理厂污泥的污泥固化剂及其污泥处理方法

摘要

本发明涉及一种用于处理城市污水处理厂污泥的污泥固化剂，由质量百分比为40-60％的污泥焚烧底灰、质量百分比为20-40％的石灰和质量百分比为10-20％的氯化镁。其中，石灰为生石灰，污泥焚烧底灰为城市污水厂污泥干化焚烧底灰，氯化镁为工业级无水氯化镁。本发明的处理处理方法是在污泥搅拌器中加入含水率95～97％污水厂污泥和所述含水率95～97％污水厂污泥湿重质量百分比为5～10％所述的污泥固化剂，然后进行混合搅拌，搅拌时间应不少于10分钟，搅拌结束后，在模具中成型，脱模后于室温下养护1～7天后进行填埋或作为填埋场覆土材料。本发明具有操作方便、成本低廉等优点，且固化污泥臭味大幅减小，从而最大限度地降低了对作业人员的危害，因此可广泛用于城市污水厂污泥的固化稳定化处理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥固化剂，特别是用于处理城市污水处理厂污泥， 使之满足安全填埋要求或作为填埋场覆盖材料的污泥固化剂及其污泥处理 方法。

背景技术

污泥是城市生活污水处理的副产物，由于其体积庞大、组分复杂、含 水率高、强度低，同时还含有大量致病微生物、寄生虫卵、重金属等有害 物质，且伴有恶臭产生，这些不利因素给其运输、贮存和后续的资源化利 用都带来了诸多不便。因此，目前污泥的处理处置已成为城市污水厂所面 临的重大问题。

目前，污泥处置方式主要包括卫生填埋、堆肥和焚烧等。但剩余污泥 含水率普遍较高，二次池剩余污泥含水率一般高达98％-99％，经浓缩处理 后的剩余污泥其含水率也通常在95％-97％左右，过高的含水率，无论是对 填埋、堆肥还是焚烧处理都会产生严重的不利影响，严重制约了其推广和 应用。固化/稳定化方法是一种向污泥中添加固化材料降低污泥含水率，改 善其力学稳定性，同时高效固定污泥中重金属等有害污染物，加速污泥稳 定化进程的预处理技术。它不仅高效低能、操作简单，而且可以有效地降 低污泥的含水率，提高其力学稳定性，同时也可以固定污泥中重金属等污 染物，降低其环境迁移能力，这为污泥最终的无害化处置提供了先决条件， 可以预期污泥的固化/稳定化技术将成为今后污泥预处理的主要手段之一。 目前，有关污泥的固化/稳定化方法的文献有：

中国专利文献《淤泥、污泥固化剂》(公开号CN 101638311A，公开 日2010年2月3日)公开了一种淤泥、污泥固化剂，该固化剂由95％起 胶结作用的主料和5％其催化作用的辅料组成。主料为：煤矸石，膨润土， 硅灰石，火山灰土，矿渣，粉煤灰，灰岩石和电石渣；辅料主要为：聚丙 烯酰胺，三乙醇胺，石英粉，气相二氧化硅，氧化铜，氧化铁，氢氧化钙， 水玻璃和磷酸组成。其主要优点是固化剂添加量较少，为5％-10％；但不 足之处在于，固化剂成分过于复杂，成本较高，施工难度大。

中国专利文献《污水厂污泥固化/稳定化材料》(公开号CN  101428950A，公开日2009年5月13日)公开一种污水厂污泥固化/稳定化 材料，该材料主要由水泥、粘土矿物、活性剂和元明粉组成。尽管，固化 材料具有较高的早强性能，但其添加量较大，一般为污泥湿重的10-15％。 另外，其成分复杂，施工难度大，为该技术的推广应用提出了新的问题。

中国专利文献《一种污泥固化剂以及应用》(公开号CN 101265070A， 公开日2008年9月17日)涉及一种污泥固化的配方和原料。其固化剂主 要由硫酸铝、盐水泥、石膏、石灰和少量促凝剂按一定比例混合配制而成， 各组份配比依次为30-60％，20-40％，8-20％和1-5％。固化剂与污泥混合 搅拌后，养护1-7后即可进行安全填埋或作为建筑材料，但其不足之处在 于，固化剂价格昂贵，成分复杂，添加量较大，不利于大规模的污泥固化。

中国专利文献《污泥脱水和稳定化处理方法》(公开号CN 1693242A， 公开日2005年11月9日)涉及一种污泥脱水和稳定化处理方法，通过对 污泥加热干燥和向污泥中加入碱性粉状物料两步工艺，对污泥进行脱水和 稳定化处理，工业废渣碱性粉料可以是粉煤灰、工业粉尘、除尘器收集的 飞灰等。经处理的污泥其硬度、粘度及粘结特性等方面都有明显改善，污 泥脱水性能得到明显改善。但其调理剂的加入量较大，这对污泥的后续安 全处置是十分不利的，同时也会大大增加污泥的安全处置费用。

以上发明尽管各具特色，但应用于污泥固化/稳定化时仍存在下面的三 大不足与缺点：

一.固化剂投加入量较大，污泥增容明显；

二.固化剂成分复杂，不适合大规模固化/稳定化应用；

三.经济与环境效益相对较差，投资与运行费用较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有污泥固化剂所存在的诸 多技术问题而提供一种用于处理城市污水处理厂污泥的污泥固化剂，该污 泥固化剂价格低廉、用量少，可用于大规模城市污水厂污泥的固化/稳定化， 固化污泥含水率可在较短时间内降至60％，满足污泥卫生填埋等要求。

本发明所要解决的技术问题之二在于利用上述污泥固化剂处理城市污 水处理厂污泥的方法。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

作为本发明第一方面的一种用于处理城市污水处理厂污泥的污泥固 化剂，由质量百分比为40-60％的污泥焚烧底灰、质量百分比为20-40％的 石灰和质量百分比为10-20％的氯化镁。

其中，所述石灰为生石灰，所述污泥焚烧底灰为城市污水厂污泥干化 焚烧底灰，所述氯化镁为工业级无水氯化镁。

作为本发明第二方面的一种用于处理城市污水处理厂污泥的污泥固 化剂处理污泥的方法，其特征在于，首先，在污泥搅拌器中加入含水率95～ 97％污水厂污泥和所述含水率95～97％污水厂污泥湿重质量百分比为5～ 10％所述的污泥固化剂，然后进行混合搅拌，搅拌时间应不少于10分钟， 搅拌结束后，在模具中成型，脱模后于室温下养护1～7天后进行填埋或作 为填埋场覆土材料。

与现有技术相比，本发明具有一下的优点和效果：

1.本发明工艺简单，操作方便；

2.由于本发明以石灰、污泥焚烧底灰和氯化镁为主要固化材料，添加 量少，处理成本低，污染物处理较为彻底，因此具有较高的环境和经济效 益；

3.城市污水厂污泥经过固化处理后，可实现安全填埋或资源化利用。

具体实施方式

实施例1：

在搅拌器中，添加含水率为95～97％污水厂污泥以及污泥湿重5％的 污泥固化剂，污泥与污泥固化剂混合搅拌10～15分钟，搅拌均匀后于室温 下进行养护4天后，其含水率可降至59.3％，此时固化污泥可进行安全填埋 或作为填埋场覆盖材料进行资源化利用。

其中污泥固化剂各组份按照质量百分比混合而成：

污泥焚烧底灰    50％

氧化钙          30％

工业级氯化镁    20％

实施例2

本实施例的污泥固化剂的的配方与实施例1相同，在搅拌器中，添加 含水率为95～97％污水厂污泥以及污泥湿重10％的污泥固化剂，污泥与污 泥固化剂混合搅拌10～15分钟，搅拌均匀后于室温下进行养护2-3天后， 其含水率可降至60％以下，此时固化污泥可进行安全填埋或作为填埋场覆 盖材料进行资源化利用。

实施例3

在搅拌器中，添加含水率为95～97％污水厂污泥以及污泥湿重5％的 污泥固化剂，污泥与污泥固化剂混合搅拌10～15分钟，搅拌均匀后于室温 下进行养护4天后，其含水率可降至59.3％，此时固化污泥可进行安全填埋 或作为填埋场覆盖材料进行资源化利用。

其中污泥固化剂各组份按照质量百分比混合而成：

污泥焚烧底灰    60％

氧化钙          20％

工业级氯化镁    20％

实施例4

本实施例的污泥固化剂的的配方与实施例3相同，在搅拌器中，添加 含水率为95～97％污水厂污泥以及污泥湿重10％的污泥固化剂，污泥与污 泥固化剂混合搅拌10～15分钟，搅拌均匀后于室温下进行养护1-2天后， 其含水率可降至60％以下，此时固化污泥可进行安全填埋或作为填埋场覆 盖材料进行资源化利用。

实施例5：

在搅拌器中，添加含水率为95～97％污水厂污泥以及污泥湿重5％的 污泥固化剂，污泥与污泥固化剂混合搅拌15分钟，搅拌均匀后于室温下进 行养护7天后，其含水率可降至55.0％，此时固化污泥可进行安全填埋或作 为填埋场覆盖材料进行资源化利用。

其中污泥固化剂各组份按照质量百分比混合而成：

污泥焚烧底灰    40％

氧化钙          40％

工业级氯化镁    20％

实施例6：

在搅拌器中，添加含水率为95～97％污水厂污泥以及污泥湿重5％的 污泥固化剂，污泥与污泥固化剂混合搅拌10分钟，搅拌均匀后于室温下进 行养护6天后，其含水率可降至57.0％，此时固化污泥可进行安全填埋或作 为填埋场覆盖材料进行资源化利用。

其中污泥固化剂各组份按照质量百分比混合而成：

污泥焚烧底灰    50％

氧化钙          40％

工业级氯化镁    10％