污泥建材化利用方案設計目前國內外污泥處置的主要方式有填埋、焚燒、堆肥和資源化利用等幾種方法，每種方法都各有利弊。我們通過實驗分析，并結合我們現在的實際生產能力，認為污泥建材化利用，即污泥制磚和污泥制陶粒兩種方法是比較合理的污泥處理方式。用這兩種方式處理污泥，既能達到污泥處理無害化、減量化和資源化的目的，又能充分的利用污泥資源，節約成本并帶來較大經濟受益。下面對這兩種方法分別進行簡單介紹：1.污泥制磚：頁巖由雷蒙磨粉化破碎到1mm以下，含水80%的污泥干化至含水40%，按干化污泥和頁巖的配置比例將它們送進混合器均化，然后送入陳化庫陳化，再進入真空擠磚機成形，成型濕磚經自動碼坯機上窯車，進隧道干燥窯，利用焙燒窯中余熱在100~150℃熱風中干燥24小時，最后進隧道焙燒窯，利用污泥自身熱量值內燃焙燒到1000~1100℃，焙燒約24~32小時后即生成泥巖磚。燒制過程中產生的煙氣通過煙氣凈化裝置排出。干燥和焙燒是采用自動控制的4.6m寬大斷面隧道窯。整個焙燒過程要嚴格控制燒成溫度和時間，以保證磚材質量。焙燒窯內利用污泥燃燒熱值提供熱量，再利用焙燒余熱來干燥濕磚坯，做到熱能自給平衡，不需要外加能源，大大降低了制磚成本。能量平衡理論分析泥巖磚在隧道焙燒窯內要依賴自身發熱值維持1000~1100℃的溫度環境，是否能實現需要進行熱量平衡估算。每公斤污泥（含水40%）發熱值因地域廢水水質和處理工藝不同而有所差異，例如上海金山石化公司污水處理廠、杭州四堡污水處理廠、東片大型污水處理廠、寧波江東北區污水處理廠等所排污泥都屬于高熱值污泥，而北京高碑店污水處理廠及較多北方污水處理廠所排污泥屬低熱值污泥。其熱值分別為：高熱值污泥（含水40%）其熱值為1962kcal/kg=8209kJ/kg(估算平均值)；低熱值污泥（含水40%）其熱值為1326kcal/kg=5547kJ/kg(估算平均值)。對不同地區估算泥巖磚焙燒自身發熱值分別為：高熱值污泥制的每塊泥巖磚焙燒自身發熱值為3.4kg×0.4(污泥比例)×8209kJ/kg=11164kJ/塊。低熱值污泥制的每塊泥巖磚焙燒自身發熱值為3.4kg×0.4(污泥比例)×5547kJ/kg=7543kJ/塊。兩種污泥制的泥巖磚發熱值都超過了泥巖磚單磚熱耗的理論計算熱值范圍，再考慮制磚過程散熱損失和熱效率的影響，泥巖磚在隧道焙燒窯內熱量還是能夠達到平衡的，因此泥巖磚燒結溫度環境是有保證的。工程實例及經濟分析：以日處理能力30萬噸的污水處理廠為例，日排泥量480噸（含水80％）配套磚廠規模：年產泥巖磚6000萬塊，日需污泥840噸（含水80％），在保證完全消化本廠污泥以外，還可吸納其他廠污泥。工程占地38畝，裝機容量：1200kW單塊磚生產成本：0.23元，市場平均售價：0.38元達產年的磚銷售收入：900萬元污泥處置收入：900萬元（污泥處理費30元/噸）總投資：3500萬元對現有技術分析：⑴該技術環境效益與經濟效益可以兼顧，具有一定競爭力；⑵生產工藝中對污泥前處理與煙氣凈化處理過于簡單，尚需作進一步工作；實例：公司名稱日處理污泥量（噸）日產量（萬塊）（萬塊）（萬元）年產量年收益廣州污泥處理廠12002060002000杭州中威凈水材料有限公司浙江吳江盛澤污泥處理廠10003002060001700270－－2.污泥制陶粒：為了使陶粒獲得良好膨脹，一般要求陶粒原料中的燒失量達到4％－13％，有機質含量2％－5％。國內多數陶粒廠的主要原料不能達到上述要求，一般都要參加適量有機質材料，如重油、廢機油、渣油、煤粉或木屑等。污泥中有機質含量很高，如哈爾濱文昌污水處理廠、常州麗華污水處理廠和清潭污水處理廠干污泥的燒失量分別為26.4％、82.14％、68.75％。將污泥作輔助原料摻入主原料中后，可免去摻加有機質材料，有利于降低生產成本。由于污泥的有機質含量過高，污泥摻入量也不能太多，否則陶粒膨脹不好，微孔結構大小不一，甚至出現開裂，影響陶粒性能。受混合料含水率限制，污泥的摻入量不能太多。實踐證明，主原料含水率越低，污泥的摻入量越高；混合料含水率越低，陶粒的焙燒熱耗也相應減少。因此，在資源允許情況下，盡量選用含水率較低的主原料，如頁巖，粉煤灰等。除了摻加污泥外，是否還要摻加其他外加劑（石灰石、膨潤土等），取決于主原料的性能和對陶粒堆積密度的要求。如果生產超輕陶粒，多數主原料還需摻加其他外加劑。為獲得最佳配方，正常生產時的焙燒溫度和膨脹溫度范圍、陶粒主要性能等，應預先進行實驗室配方、焙燒實驗。試驗證明，只要主原料可行，污泥摻加30％－40％，可以生產出堆積密度350－500kg/m3的超輕陶粒，陶粒性能優良。以廣州華穗輕質陶粒制品廠利用污泥作輔助原料（摻量≥30％）生產的粘土陶粒為例，經檢驗，陶粒性能全部合格：堆積密度390kg/m3，筒壓強度1.1MPa，吸水率14.9％，泥含量1.9％，全部符合國家標準，其中筒壓強度達到一等品標準。這說明，利用污泥作主要輔助原料生產陶粒在技術和產品質量上時完全可行的。但其他實驗證明，如要生產高強度陶粒，污泥摻量不宜超過10％。利用污泥作為主要輔助原料生產陶粒的生產工藝基本上與同類陶粒生產線相同，主要差別有：增設配有抓斗起重機的污泥庫，庫內設有多個地下污泥池，污泥池貯滿后需加蓋玻璃鋼罩，防止蚊蠅肆虐和臭氣洋溢，玻璃罩內設排氣管到庫房外，將污泥池中有機物厭氧分解產生的甲烷等可燃氣體引出并用作輔助生產或生活用燃料。利用污泥生產陶粒的經濟分析：利用污泥作主要輔助原料生產陶粒可有效降低生產成本，提高企業經濟效益，主要原因有：混合料中可免加有機質外加劑，每方陶粒可降低生產成本2－5元；利用污泥生產陶粒可以有效減少污水處理廠處置污泥的運營成本。污水處理廠一般都對利用污泥的陶粒廠適當補貼，由于全國各地污水處理廠處置污泥的成本不同，污泥補貼費相差較大，一般為每噸20－40元，這使每方陶粒生產成本可降低6－12元；當污泥摻量≥30％時，陶粒產品可享受5年內免交產品增值稅和企業所有稅的國家稅收優惠政策。以廣州華穗輕質陶粒制品廠為例（年產陶粒16－18萬方），利用污泥生產陶粒每年可免交稅收250－300萬元，企業效益大增。污水處理廠一般要求將污泥全部利用，陶粒生產線的建設規模由利用污泥總量和當地陶粒市場需求而定。以哈爾濱、常州兩地利用污泥作主要輔助原料生產陶粒的建設項目為例進行經濟分析：全部利用哈爾濱文昌污水處理廠年排放污泥5－6萬噸，宜建設年產20萬方陶粒生產線，主原料為板巖，可生產出堆積密度430－4600kg/m3的超輕陶粒，固定資產投資總額約1600萬元（不包括土地），每噸污泥補貼費35元，陶粒工廠生產成本70－80元/m3，當地市場銷售價約120元/m3，企業年稅利約800－1000萬元，投資回收期2年左右。全部利用常州市污水處理廠排放污泥2－3萬噸，宜建設年產10萬m3陶粒生產線，主原料為頁巖，可生產出堆積密度360－400元/m3的超輕陶粒，固定資產總投資約1000萬元（不包括土地），每噸污泥補貼費30元，陶粒工廠生產成本85－95元/m3，當地市場銷售價格約130元，企業年利稅約350－450萬元，投資回收期2－3年。研究表明，用污泥作為原材料制磚和陶粒，技術經濟可行，有利于節能型新型墻體材料發展，有利于保護生態