[发明专利]一种城镇污泥利用焚烧飞灰作为增钙钝化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城镇污泥利用焚烧飞灰作为增钙钝化剂的方法，具体涉及含重金属的城镇污泥和焚烧飞灰的稳定化方法，属于固体废物处理技术领域。

背景技术

污泥和焚烧飞灰是我国2种主要的量大面广的废物，我国城镇污水处理设施经过“十五”和“十一五”时期的高速建设，已经形成规模化的处理能力。截至2010年9月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇（以下简称“城镇”）累计建成和在建污水处理能力达到1.69亿m³/d；其中36个大中城市（直辖市、省会城市和计划单列市）建有污水处理厂376座，处理能力达4368万m³/d。在县城及乡、镇中建有污水处理厂1008座，处理能力达1826万m³/d。

城镇污水处理厂和污泥的特点是：

（1）中小规模城镇污水处理厂占有较高比例，其数量为大中城市污水处理厂的3倍，而污水处理厂规模偏小，处理能力仅为大中城市污水处理厂的42%，平均处理能力仅为1.8万m³/d，南方一些小规模城镇污水处理厂的处理规模甚至只有1000-5000m³/d。

（2）污水来源、性质不稳定：中小规模城镇进水包括工业污水和生活污水，工业废水所占比例较高，部分污水处理厂进水中工业污水比例达到80%以上，甚至95%。另外，中小企业性质差别大，由于季节的变化、生产目的的不同、生产工艺的不稳定性导致污水性质波动显著，最终导致污水厂进水性质波动大，污泥成分波动大。

（3）污泥的有机质含量较低、灰分高、热值低：大中城市污水处理厂产生的污泥有机质含量高，占干基60%左右，经消化处理后的污泥有机物含量仍占40%左右，而城镇污水处理厂由于工业污水比例高，导致污泥有机质含量低，相当比例的污水处理厂有机质含量低于30%，甚至只有18.1%；与此同时，灰分的含量显著增高，甚至达78%；污泥的低位收到基热值基本为负值。

（4）污泥中重金属种类繁多，且含量差别显著：由于进水中工业污水占有很高比例，且工业企业的性质差别显著，导致污泥中重金属种类繁多，且含量差别显著，As、Cd、Ni、Pb、Cr、Cu和Zn等含量变化幅度很大，极差最高达几千mg/kg，导致污泥处理处置过程中易产生环境污染严重、高浓度重金属的渗滤液，二次污染严重。

城镇污泥的这些特征严重限制了污泥已有处理技术的使用，而低有机质含量特征使得堆肥不利于顺利开展，高重金属浓度特征限制了污泥堆肥产品的农用和填埋处理，也使得焚烧过程的二次污染严重，低挥发份、高灰分含量和低位收到基热值为负值导致焚烧过程需要消耗更多的燃料。

生活垃圾的焚烧处理近几年在我国取得迅猛发展，所占的比例也逐年升高。2010年焚烧飞灰的产生量达到100万吨/年，预计到2020年城市生活垃圾焚烧设施的处理能力将达到10万吨/日。焚烧飞灰由于富集重金属和二噁英类有毒污染物质而被定义为危险废物，必须予以特殊处理。我国生活垃圾焚烧厂烟气净化工艺多采用半干法脱硫，因此焚烧飞灰中含有较高含量的CaO，使焚烧飞灰呈现强碱性，导致重金属浸出潜力巨大，环境风险高。

城镇污泥带来的环境问题没有引起足够的重视，有针对性的处理技术也非常匮乏。目前国外研究开发或用于含有高浓度重金属和有机污染物的污泥无害化和安定化处理的方法主要包括：填埋，农用，焚烧等。城镇污泥填埋存在问题有：占地多、渗滤液产量显著增加以及处理难度增大，污泥的农用存在着重金属污染及病原菌扩散的危险。污泥焚烧的核心问题是投资大、处理费用高、有机物燃烧产生二噁英等剧毒物质。

我国焚烧飞灰处理技术得到工程化应用的主要是水泥固化，妥善处理飞灰并尽可能降低处理费用也是制约焚烧飞灰处理以至于垃圾焚烧技术推广的重要因素。找到符合实际情况、经济可行、技术可靠的处理技术格外重要。

如果能因地制宜地结合城镇污泥和焚烧飞灰的各自特点，进行混合处置，可同时达到两种废物的污染控制目标。

发明内容

本发明针对城镇污泥有机质含量较低（VS<40%）而重金属含量较高且污泥性质不稳定、含水率高难于运输的特点，以及焚烧飞灰具有高钙含量特征、吸水性强的特点，而提供一种经济、低污染的城镇污泥和焚烧飞灰的混合处置方法。