水泥窑协同处置污泥技术的研究与分析

2019-11-29赵玉娇

建材发展导向 2019年19期

赵玉娇

（河北省建筑材料工业设计研究院，河北石家庄 050000）

首先我们要知道污泥是怎么来的，它通常情况是城市生活用水处理后所产生的。如果我们从化学角度来讲，污泥燃烧后形成的焚烧灰分，与一些建筑材料的成分在化学角度来说是极其相似的，也就是我们平时所讲的水泥。水泥在我国占有很大的市场，因为它的应用机器的广泛，它是能吸收建筑焚烧或平时生活中的一些灰渣。

1 水泥窑协同处置污泥技术

1.1 水泥窑协同处置污泥技术的分类

水泥窑协同处置污泥技术，将生活或工业产生的污泥通过密封的方式运输到水泥窑所在处，然后放置在水泥窑之中通过水泥窑的高温进行焚烧。我们就目前水泥窑的技术可以分为以下几种：

1）直接处理，用污泥泵将含水率超过设定的一个数值的污泥直接转送到人工的水泥窑中，污泥在通过回转的水泥窑中进行焚烧。这种方式是有好处的，污泥不需要在处理之前进行焚烧，但是会因为污泥之中含有大量水分，在焚烧是会有大量的烟雾气体的产生，会对生产造成不同程度的影响。

2）干化后处理，将生活工业生产的污泥在专门风干的机器中，进行风干处理，数值达到理想状态，再将污泥运送到水泥窑中进行焚烧。但是对于风干污泥需要购买专门的风干污泥装置，而且在风干时，我们会遇到各种问题。

1.2 水泥窑协同处置污泥技术的特征

现在社会上对于污泥的风干处理装置还是有很多的，他们都有进行很多的试验，每个水泥窑只需要根据自己的特性进行购买组装就行了。

1）水泥窑内温度的把控，回转窑中的气体温度高达1300℃，并且窑内物料呈高湍流化状态，在这样的高温之下加上水泥窑内有大量的氧气，污泥中的有害有机物几乎是能通过焚烧得到解决的，高温能将几乎所有的有害物进行分解。

2）水泥窑内的热容量，水泥窑的好处在于，它窑内的温度高，并且热容量大，能对很多污泥同时进行处理，就算系统因为太多的污泥需要处理而处于全负压状态，它也能在处理污泥时保证不会有有害气体的溢出。

3）水泥窑的材质，水泥窑内的材质大多的属性是碱性的，而我们知道碱性材料最大的好处是它们可以有效抑制和吸收有害气体的排放。此外，当用水泥窑协同处置燃烧污泥时，替代了部分燃烧的燃料作用，从而节约了燃料，有效减少了C02的排放总量。

4）水泥窑内有机物的处理，污泥中含有较高的有机物含量，可以替代部分燃料，从而直接降低水泥厂对热能的需求。焚烧剩余的残渣进入水泥熟料，最终成为水泥成品的组成原料，这样即减少填埋场地和资金，也会减轻对环境的污染。

2 水泥窑协同处置污泥技术的关键

2.1 水泥窑协同处置污泥对水泥的影响

污泥掺入对水泥配料还是具有一些不小的影响，水泥熟料是一种多类矿物的集合体，经回转窑煅烧后，其中的C3S、Fe2O3、Ca0 和A03等四种氧化物以两种或两种以上氧化物反应生成的矿物集合体的形式存在，而水泥熟料的矿物组成对水泥是一种特殊的建筑材料，它的强度要求与其他材料是不同的，因此在对水泥进行掺杂处理后的污泥时，要进行再三的试验得出准确掺入的数据。研究结果表明，当污泥掺入量为一5%时，污泥掺入对熟料的铝率和硅率影响不大，但会使熟料的石灰饱和系数下降较快，造成熟料中C3S 含量迅速降低，Cts 含量随之增高，并且污泥掺入量的增大会影响熟料的质量。我们知道污泥与灰渣的浓度能太高，基本与生粉差不多就可以了，然后通过装置对这些材料进行加工，使它们成为能使用的熟料。

2.2 污泥掺入对熟料主要矿物组成的影响

研究表明，在不同温度下煅烧时，当污泥灰掺量小于1%时，污泥中的重金属等微量元素的引入将降低液相形成温度并改变硅酸盐矿物的晶格结构，使熟料中C2S 的含量增加；但随着污泥掺量的增加，硅在生料中的比例将继续上升，熟料中C3S 的含量开始下降。在1450℃的温度下，熟料中C3S矿物相已基本形成，污泥掺量的增加会致使熟料中C3S 含量整体呈现下降趋势，C2S 含量逐渐增加。

2.3 污泥干化特性的研究

针对水泥窑的特性将做以下的探讨。

1）干化温度对污泥干化的影响，采用热分析法研究污泥干化温度对干化速率的影响，得出的结论就是水泥窑的温度高于2 ℃后，污水中所含有的水分能在最快的速度之下精心分解，而且即使是水泥窑内的温度发生了变化，这对污泥的处理几乎没有什么影响。

2）污泥量对污泥干化的影响，采用热分析法研究污泥量对污泥干化的影响，这是一个很明显的常识，当污泥的加入越来越多，超过了一个理想的数值，那么水泥窑在进行处理时所需要的时间就会用的更多，但是这种情况之下，我们在对污泥进行焚烧，在加入的污泥量超负荷时，水泥窑会使用更多时间进行分解焚烧，但到了一定的时间，无论数量的多少，水泥窑的使用都会是污泥含水量得到控制。