原创： 老砖家 环境风向标 2018-09-28
去年三部委联合发文，引导烧结砖瓦行业加快转型发展（工业和信息化部、环境保护部、国家安全监管总局近日联合印发《关于加快烧结砖瓦行业转型发展的若干意见》），明确提出：鼓励利用工业固废、污泥、农林废弃物等替代一次原燃料，进一步扩大资源综合利用范围，提高原燃料中固废掺配比例，减少对天然资源的消耗。加大力度探索利用大型烧结砖隧道窑安全处置城市污泥，提高综合处置能力和利用效率。最近两年，一些有眼光的砖瓦企业老板纷纷瞄准污泥——只要承接了污泥处理，就能拿到可观的处理费补贴，也从此摆脱了停产限产的担忧，并且为当地政府解决了最头痛的难题。你看，污泥原来是脏臭的污染物，现在却成了抢手的香饽饽。
目前，我国城市污泥的处理处置方式主要有填埋、堆肥和焚烧。填埋占地面积大，污泥脱水成本高，易污染地下水；堆肥农用产生的恶臭扰民，污泥中的重金属和持久性有机污染物会严重污染耕地土壤和农作物；污泥焚烧需要的能耗太高，燃烧过程会产生大量的气态污染物，造成二次污染。因此，寻求更经济可行、科学合理的污泥处理处置方法具有相当的实际价值。利用污泥制砖，具有三大优势：一是烧制过程中，污泥内的有机物质也会燃烧，产生热量，可以节约燃煤；二是基本杜绝二噁英等有害气体的产生，污泥中的重金属经过高温焙烧，形成稳定的固溶体，不会再次污染环境；三是，污泥掺入砖坯后没有炉渣问题，节省了后续处理费用。
研究表明，污泥灰中的SiO2含量远低于粘土中的含量，污泥灰中Fe2O3与P2O5的含量比粘土中高10%左右，重金属含量比粘土中要明显的多，其他的含量基本接近，因而生活污泥燃烧后的产物与粘土的组成基本接近，用粘土制砖时加一定量的干生活污泥一般是可行的。因干生活污泥中含有大量的有机物，有一定的燃烧热值，其燃烧热值在10000J/g左右，用于制砖，可节约能源。
     污水处理厂通常采用三种污泥稳定方法处理污泥，这三种方法分别为：消化法、石灰稳定法和热处理法。消化法利用厌氧或好氧微生物将污泥中有机物分解为气体和稳定残余物，在消化过程中致病细菌得到灭活处理。石灰稳定法采用投加石灰的办法，提高污泥pH值至12或更高水平，使污泥中微生物失去活性，防止污泥腐化变质释放恶臭气体及产生其他有害物质。热处理法也可以使污泥达到稳定化处理目的。污泥热处理包括常压下30℃~75℃和75℃~190℃两个阶段，热处理能使污泥固化，破坏胶体结构从而减少污泥中的结合水。在不投加化学药剂的前提下，污泥通过热处理可以杀灭其中的细菌和病毒并达到除臭目的，处理后污泥经过真空过滤可以使含固量提高到35%~40%。
污泥砖的烧结包括：压制、干燥、焙烧３个阶段，在这３个阶段中，污泥的含水率、体积收缩比率、质量损失率均随着污泥的掺入率的增加而增加，这表明了污泥的掺入率的不同能够明显的改变砖块的性质。在含水率性质中，污泥的掺入量决定了砖坯含水率的多少。污泥混掺越多的砖坯，含水率越大，因此在烧结的过程中体积收缩率也就越大。随着砖坯中掺入的污泥量增加，其中有机物的量也逐渐增加，在烧结过程中，质量损失也越来越大。在强度测试中，随着污泥掺入率的增加，活性污泥本身的黏结度差，塑性较低，砖块的抗压性能也降低。因此污泥掺入率能够决定污泥砖块的性能。
随着污水污泥的掺入和掺量的增加，砖坯的干燥收缩率也增加。由于污水污泥有很高含水率，在有机质含量较高的情况下，大量的水分保存于固体颗粒之间，呈疏松絮凝状态，其密度比页岩要小得多，在干燥的过程中，污水污泥固体颗粒间的水分蒸发后，固体颗粒急剧靠拢，宏观上表现出很大的收缩，其干态体积只是原体积的1/5到1/4。污水污泥与页岩混合后，由于污水污泥的干燥收缩远大于页岩，干燥过程污水污泥收缩后会在页岩颗粒间留下较多的孔隙，页岩颗粒可以占据原来污泥颗粒的位置，从而固体颗粒间间距变小，宏观上表现为较大的干燥收缩。另外，随着污水污泥掺入量的增加，带入的水分也越多，干燥后这部分水分的挥发同样会留下较多的孔隙，这都使得干燥后砖坯的收缩率增加。过高的干燥收缩率容易引起干燥过程中砖坯的变形和产生较多的裂纹，不利于烧结砖的性能，因此，应适当控制污水污泥的掺入量。