污泥-煤矸石共填埋工艺

申请日2015.04.24
　　公开(公告)日2015.07.29
　　IPC分类号B09B3/00; C02F11/12; B09B5/00
　　摘要
　　本发明涉及一种污泥-煤矸石共填埋工艺，包括以下步骤：(1)先将脱水污泥进行半干化预处理;(2)将煤矸石进行预破碎处理，并进行筛分。(3)将分别进行过预处理的污泥、煤矸石进行共同填埋，在实施填埋时，采用分层铺设的方法，将污泥与煤矸石间隔铺设，利用煤矸石的空间隔离作用，支撑起半干状态的污泥，使污泥在矸石场内拥有了二次晾干的时间与空间。分别针对平原地带、沟谷地形，可采用不同的“平地堆起型”或“沟谷型”污泥填埋工艺。本发明能够将污泥的填埋与煤矸石的填埋综合考虑，不但可以解决污泥填埋的困难，而且可以促进矸石场的有效利用，其实施能为改善产煤区环境质量，促进社会经济可持续发展贡献力量，且实施的可操作性强。
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　　权利要求书
　　1.一种污泥-煤矸石共填埋工艺，其特征在于包括以下步骤：
　　步骤1：脱水污泥半干化处理，将污水处理厂含水率为75～85%的脱水污泥倒入搅拌机中，在搅拌机中再加入干化剂，脱水污泥与干化剂的体积比为，脱水污泥：干化剂=80：20，开启搅拌机，将搅拌机的转速调至中速，搅拌20min，将搅拌好的脱水污泥混合物从搅拌机中卸出，自然晾干30min，得到含水率为65～70%的脱水污泥;
　　步骤2：煤矸石预破碎处理，将煤矸石通过破碎机破碎并进行筛分，使煤矸石成为粒度为5~10mm的均匀颗粒;
　　步骤3：实施填埋工艺，先在预设地场地内采用步骤2的煤矸石颗粒铺设煤矸石基础层，再在煤矸石基础层上进行脱水污泥填埋，然后采用分层交替铺设的方法，将步骤1的脱水污泥与步骤2的煤矸石颗粒间隔铺设，将脱水污泥填埋于煤矸石的间隔层中，利用煤矸石的空间隔离作用，支撑起半干状态的脱水污泥，使脱水污泥在煤矸石场内得到二次晾干的时间与空间;
　　步骤3中根据平原地带、沟谷地形的不同，可分为平地起堆型污泥填埋工艺和沟谷型污泥填埋工艺两种;
　　当填埋地势平原地带时，采用平地起堆型污泥填埋工艺，先在场地四周利用步骤2的煤矸石垒砌成为边堤，边堤的高度为80～100cm，顶部宽度40～60cm，边坡坡度为1:1，在边堤围成的区域内的底部铺设厚度为30～50cm的煤矸石基础层，在煤矸石基础层上填埋步骤1的脱水污泥，铺设脱水污泥厚度为50～60cm，而后采用分层交替铺设的方法，将脱水污泥与煤矸石间隔铺设，将脱水污泥填埋于煤矸石间隔层中;
　　当填埋地势沟谷地形时，采用沟谷型污泥填埋工艺，先在场地内修整沟谷底部宽度为120～150cm、边坡坡度为1:1的梯形标准沟谷，在沟谷底部与边坡均匀铺设厚度30～40cm的煤矸石基础层，在煤矸石基础层上填埋步骤1的脱水污泥，铺设脱水污泥厚度为50～60cm，而后采用分层交替铺设的方法，将脱水污泥与煤矸石间隔铺设，将脱水污泥填埋于煤矸石间隔层中。
　　2.根据权利要求1所述的污泥-煤矸石共填埋工艺，其特征是所述干化剂为粉煤灰与生石灰的混合物，粉煤灰与生石灰的体积比为，粉煤灰：生石灰=15：5。
　　3.根据权利要求1或2所述的污泥-煤矸石共填埋工艺，其特征是煤矸石间隔层的煤矸石厚度为20～30cm，煤矸石的粒度为5～10mm。
　　4.根据权利要求1所述的污泥-煤矸石共填埋工艺，其特征是平地起堆型污泥填埋工艺中上一层的边堤在下一层的脱水污泥层上部建造，各层边堤的几何尺寸相同，上层边堤的底部距下层边堤的顶部的高度为20cm。
　　5.根据权利要求1、2或4所述的污泥-煤矸石共填埋工艺，其特征是平地起堆型脱水污泥填埋工艺中在上层边堤的下部设有用煤矸石构筑的宽度为30～40cm，高度为50～60cm的支撑体。
　　说明书
　　一种污泥-煤矸石共填埋工艺
　　技术领域
　　本发明属于环境污染治理领域，具体涉及一种污泥-煤矸石共填埋工艺。
　　背景技术
　　随着污水处理行业的不断发展，污水处理厂所产生的污泥不断增加。污泥的最终出路是污水处理厂目前面临的一个巨大难题。污泥不能得到妥善处置，对环境的危害是巨大的。由于常规污水处理厂污泥的含水率达到80%左右，进入普通生活垃圾填埋场后，会导致碾压困难，因而垃圾填埋场不乐于接受污水厂脱水污泥进入。
　　煤矸石是产煤区采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、含有硫化物且比煤坚硬的黑灰色岩石。我国每平均生产1亿吨煤炭，排放矸石约1400 万吨左右;从煤炭洗选加工来看，每洗选1亿吨炼焦煤排放矸石量约2000万吨，每洗1亿吨动力煤，排放矸石量约1500 万吨。因而，全国煤矿现有矸石山近1500 余座，堆积量30亿吨以上(占中国工业固体废物排放总量的40% 以上)，占地1.3万公顷，且以每年约1亿吨的速度递增，形成新增占地400多公顷，已成为我国累计存量和占地最多的工业废物。而全国目前煤矸石的处置方式只有堆存处置的方式，煤矸石的大量堆放，不仅压占土地，更为严重的是严重影响生态环境。
　　发明内容
　　本发明所要解决的技术问题是提供一种污泥-煤矸石共填埋工艺，实现了脱水污泥与煤矸石的同时填埋，不但可以解决脱水污泥填埋的困难，而且可以促进煤矸石有效利用。
　　本发明的技术方案：一种污泥-煤矸石共填埋工艺，包括以下步骤：
　　步骤1：脱水污泥半干化处理，将污水处理厂含水率为75～85%的脱水污泥倒入搅拌机中，在搅拌机中再加入干化剂，脱水污泥与干化剂的体积比为，脱水污泥：干化剂=80：20，开启搅拌机，将搅拌机的转速调至中速，搅拌20min，将搅拌好的脱水污泥混合物从搅拌机中卸出，自然晾干30min，得到含水率为65～70%的脱水污泥;
　　步骤2：煤矸石预破碎处理，将煤矸石通过破碎机破碎并进行筛分，使煤矸石成为粒度为5~10mm的均匀颗粒;
　　步骤3：实施填埋工艺，先在预设地场地内采用步骤2的煤矸石颗粒铺设煤矸石基础层，再在煤矸石基础层上进行脱水污泥填埋，然后采用分层交替铺设的方法，将步骤1的脱水污泥与步骤2的煤矸石颗粒间隔铺设，将脱水污泥填埋于煤矸石的间隔层中，利用煤矸石的空间隔离作用，支撑起半干状态的脱水污泥，使脱水污泥在煤矸石场内得到二次晾干的时间与空间;
　　步骤3中根据平原地带、沟谷地形的不同，可分为平地起堆型污泥填埋工艺和沟谷型污泥填埋工艺两种;
　　当填埋地势平原地带时，采用平地起堆型污泥填埋工艺，先在场地四周利用步骤2的煤矸石垒砌成为边堤，边堤的高度为80～100cm，顶部宽度40～60cm，边坡坡度为1:1，在边堤围成的区域内的底部铺设厚度为30～50cm的煤矸石基础层，在煤矸石基础层上填埋步骤1的脱水污泥，铺设脱水污泥厚度为50～60cm，而后采用分层交替铺设的方法，将脱水污泥与煤矸石间隔铺设，将脱水污泥填埋于煤矸石间隔层中。上一层的边堤在下一层的脱水污泥层上部建造，各层边堤的几何尺寸相同，上层边堤的底部距下层边堤的顶部的高度为20cm。在上层边堤的下部设有用煤矸石构筑的宽度为30～40cm，高度为50～60cm的支撑体。
　　当填埋地势沟谷地形时，采用沟谷型污泥填埋工艺，先在场地内修整沟谷底部宽度为120～150cm、边坡坡度为1:1的梯形标准沟谷，在沟谷底部与边坡均匀铺设厚度30～40cm的煤矸石基础层，在煤矸石基础层上填埋步骤1的脱水污泥，铺设脱水污泥厚度为50～60cm，而后采用分层交替铺设的方法，将脱水污泥与煤矸石间隔铺设，将脱水污泥填埋于煤矸石间隔层中。
　　所述干化剂为粉煤灰与生石灰的混合物，粉煤灰与生石灰的体积比为，粉煤灰：生石灰=15：5。
　　所述煤矸石间隔层的煤矸石厚度为20～30cm，煤矸石的粒度为5～10mm。
　　本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
　　1、将脱水污泥的填埋与煤矸石的填埋综合考虑，兼顾了脱水污泥与煤矸石的处置问题，不但可以解决脱水污泥填埋的困难，而且可以促进煤矸石的有效利用。
　　2、通过煤矸石的铺设，将边堤与煤矸石层连为一体，提高了煤矸石构筑体的力学稳定性。
　　3、利用煤矸石垒砌成的基础层、间隔层、边堤，将脱水污泥包围封闭于其中，一方面对脱水污泥起到了稳定固化作用，另一方面利用了煤矸石的空间隔离作用，支撑起半干状态的脱水污泥，使脱水污泥在矸石场内拥有了二次晾干的时间与空间。
　　4、煤矸石在堆放过程中，其自身的热值会引发一定程度的自燃，这种自燃效应所产生的热量可以对脱水污泥起到烘干的作用，加速了脱水污泥的干化。
　　5、本发明的实施能够改善产煤区环境质量，促进社会经济可持续发展贡献力量，且可操作性强，便于实施。