[发明专利]一种污泥焚烧灰渣胶结体及其制备和应用

说明书

本发明属于污泥焚烧灰渣处理技术领域，具体公开了一种污泥焚烧灰渣胶结体，包含污泥焚烧灰渣、秸秆焚烧灰、工业废渣和激发剂。本发明还公开了所述的污泥焚烧灰渣胶结体的制备以及将其用作路基材料的应用。本发明方法焚烧灰渣胶结体中重金属浸出含量较低，此外也具有一定的抗压强度，可以满足作为路基材料利用的要求，实现了污泥焚烧灰渣的无害化和资源化。

技术领域

本发明属于污泥焚烧灰渣处理领域，具体涉及一种污泥焚烧灰渣的处理及高价值利用方法。

背景技术

污泥不稳定、易腐败、有恶臭性气味，且除了含有难降解的有机物和氮、磷等营养物质外，还存在重金属、致病菌和寄生虫等生物污染源，是一项较难处理的半固态污染物。

剩余污泥的处理过程要遵循减量化、无害化和资源化原则。与污泥堆肥、卫生填埋等处理方法相比，污泥焚烧处理技术具有技术成熟、处理量大、减容性好、无害化彻底、热能可回收等优点。但剩余污泥在焚烧过程中，挥发态的重金属(包括Hg、Cd、Pb、Cr等)及二恶英类污染物、氯化物、硫化物等会在焚烧飞灰和底渣中富集。

目前污泥焚烧飞灰和底渣的处理方法主要有安全填埋、水泥固化/药剂固化- 卫生填埋、高温处理-资源化、金属提取-资源化等几类。其中，安全填埋占用土地资源，场地建设投入高，处理费用昂贵；水泥固化所需材料费和运行费用较低，操作简单，但是飞灰和底渣中的可溶性盐等物质易造成固化破裂，渗透性增加，结构强度降低，且氯含量的增加会大大促进重金属的溶出；药剂固定稳定法具有处理过程简便、少增容或不增容等优点，但对二恶英、溶解盐的稳定作用不明显，药剂费用高、长期稳定性尚不明确，且化学药剂具有一定的选择性，很难找到一种广泛性的化学药剂；高温熔融/烧结处理可得到高质量的建筑材料，减容效果好、熔渣性质稳定、无重金属溶出，但能耗高，仍存在飞灰的二次污染问题；金属提取法可在降低飞灰和底渣毒性的同时还可以回收有价金属，但其无害化不彻底，只适合作为其它处理措施的前处理，而该技术只适用于存在金属有回收价值的飞灰。

因此，目前仍需开发一种适当的污泥焚烧灰渣处理技术，以实现污泥焚烧灰渣的稳定化、无害化和资源化处理。

发明内容

为了解决污泥焚烧灰渣中污染物含量高和浸出毒性高而造成的难处理问题，本发明提供了一种污泥焚烧灰渣胶结体，旨在有效地钝化灰渣中的重金属，并且实现污泥焚烧灰渣的利用。

本发明第二目的在于，提供一种污泥焚烧灰渣胶结体的制备方法，也即是污泥焚烧灰渣的处理且高价值应用方法，旨在有效地固定灰渣中的污染物，并且实现了污泥焚烧灰渣的材料化利用。

本发明第三目的在于，提供一种污泥焚烧灰渣胶结体的应用方法。

一种污泥焚烧灰渣胶结体，包含污泥焚烧灰渣、秸秆焚烧灰、工业废渣和激发剂。

本发明研究发现，所述的污泥焚烧灰渣、秸秆焚烧灰、工业废渣和激发剂成分具有协同效果，可以有效固定污泥焚烧灰渣中的重金属成分，此外，还协同赋予污泥焚烧灰渣胶结体良好的强度。

所述的污泥焚烧灰渣为剩余污泥经过协同焚烧(水泥窑炉/循环流化床炉/煤粉炉/机械炉排炉)处置后获得。其属于二类工业固体废物，污泥焚烧灰渣中的 SiO₂、Al₂O₃、Fe₃O₄等无定形态矿质组分具有回收利用价值，但其中常含有重金属，例如，汞、镉、铅、铬和砷的浸出浓度分别为0.065-0.88mg/L、0.22-0.36mg/L、 0.31-0.54mg/L、5.8-7.9mg/L和0.21-0.53mg/L。因此，如何在有效固化重金属的前提下还实现有价资源的高效利用是现有技术的主要研究课题。