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股份有限公司獨有的污泥大摻量協(xié)同處置技術，通過此污泥處置技術實現(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配式建筑構件、輕骨料混凝土、海綿城市建設、污水濾料、生態(tài)濕地建設等，具有較高附加值，應用前景廣闊。
【“污泥+固廢”陶粒技術剖析】
“污泥+固廢”系列資源化技術是恒遠利廢公司聯(lián)合中科院過程工程研究所共同研發(fā)的，該技術在保證產(chǎn)品質量前提下，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(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。
核心焙燒設備三葉回轉窯源自英國，內部獨有的三葉弧形截面熱交換效率高，是傳統(tǒng)回轉窯的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、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)配套窯內監(jiān)控高清攝像，可實現(xiàn)溫度的精準調節(jié)，確保陶粒產(chǎn)品優(yōu)質。
該技術集合污泥大摻量、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、污水濾料處理、濕地浮床建設等，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。裝配式建筑結構件、高層建筑保溫砌塊、大跨度混凝土構件、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，透水路面鋪設等。陶粒能吸收并鎖住大量雨水，消除城市內澇。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《關于加強城鎮(zhèn)污水處理設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法律法規(guī)和技術政策，遵循“綠色、循環(huán)、低碳”的技術路線，因地制宜選擇合理可行的技術方法對污泥進行妥善處理處置。
受我國污水管網(wǎng)設施條件限制，國內大部分地區(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含量不高，化學成分較復雜。當前國內污泥處置主流技術仍為脫水填埋、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的處理，因此這兩種工藝對于污泥有機質含量有一定要求，需要進一步完善基礎污水處理管網(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才能實現(xiàn)無害化;干化焚燒技術能夠實現(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)劃和頂層設計。
【相關拓展】
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。客觀來說，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，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，方可轉移處置。
飛灰的處置技術主要有固化/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》相關要求。圖左為可漂浮超輕陶粒展示
