污泥灰渣微粉性能及工业化粉磨的实践

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随着世界工业生产的发展，城市人口的增加，城市工业废水与生活污水的排放量日益增多。2016年底，全国处理污水量达到1.5亿m3/d，污泥产生量以含水率80%计，总量近3000万t。近年来，污泥焚烧是一种常见的污泥处置方法，与其他处理处置方法相比，可破坏全部有机质，杀死一切病原体，并最大限度地减少污泥体积。但是，对于污泥焚烧产物——灰渣的处理处置问题，是目前较难解决并引起关注的课题。为推进清洁生产和固废资源化利用，公司研究了污泥灰渣理化特性，初步认为其可作为活性材料应用于预拌砂浆和混凝土中。当前，用于制备比表面积≤550m2/kg的工业废渣微粉（高活性掺合料）的高效率料床粉磨设备，有立式磨、辊压机和筒辊磨[1]，对污泥焚烧产物灰渣的粉磨，我们选择了立式磨。本文在分析污泥灰渣微粉性能的基础上，对HRM立式磨用于污泥灰渣微粉化粉磨技术进行介绍。

1污泥灰渣理化性质

污泥经焚烧处理后，其中的有机物被有效破坏，形成了包括污泥底渣、污泥灰和污泥飞灰。其中污泥底渣是污泥焚烧设备底部排出的炉底渣，污泥灰是污泥焚烧烟气净化过程静电收尘和旋风收尘系统收集下来的灰渣，污泥飞灰是指焚烧烟气布袋收尘系统收集下来的飞灰。前两部分属于一般废物，可直接填埋或作二次建材利用。依据危险废物名录，飞灰归类为危险废物。本文所述污泥灰渣是炉底渣和污泥灰的混合物。污泥灰渣的颗粒直径一般在10~700μm之间。由表1可知，其SiO2和Al2O3等无机矿物含量较高，与黏土组成相似，可资源化利用作为水泥生产原料及混凝土辅助材料。

2小立磨试验及成品性能分析

2.1小立磨试验

实验原料为上海宝山区污泥焚烧厂产生的灰渣，外观近似圆球状细小颗粒，最大颗粒30mm，水分＜1%。成品细度要求0.045mm筛筛余≤25%。粉磨工艺流程如图1所示。实验磨系统流程说明：原料烘干后由车间内行车运送至1#原料仓，开启2#皮带秤称量重量后进入3#皮带输送机，可控制原料进入辊磨机或外排不进入系统。需处理的物料经4#螺旋输送机喂入5#辊磨机中进行粉磨，粉磨后的物料经选粉机调控，合格的细粉由收尘器6#收集。本次试验共消耗2t原料，客户技术人员全程参与，通过对分离器转速、风机风量、磨盘转速、磨辊压力等参数的调整，成品细度（0.045mm筛筛余）可以很好地控制在≤12%，满足试验要求。试验数据见表2。

2.2试验磨成品性能分析

对试验磨粉磨过的编号H1、H2、H3污泥灰渣，分别对其样品进行理化性能测试。测试结果如表3所示。实验结果表明，污泥灰渣微粉除需水量比略高外，其它指标均满足GB/T1596—20177《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》Ⅰ级要求。

3工程化应用及产品性能

据统计，2020年上海市污泥焚烧灰渣产生量高达13万t。《上海市城市总体规划（2017-2035年）》规划9座城镇污水处理厂、5座污泥处理厂，分布于石洞口、竹园、白龙港和杭州湾沿岸四大区域；嘉定及黄浦江上游、崇明三岛区域采用属地化分散处理，规划39座城镇污水处理厂、5座污泥处理厂；污泥焚烧处理后用作建材加以利用。上海某环保科技公司采用HRM31.2K立式磨对污泥灰渣进行微粉化处理，自2020年12月投产以来，已经稳定运行超过2年，系统产量≥50t/h，产品细度0.045mm筛筛余≤12%，28d活性指数达到80%，粉磨系统电耗≤23kWh/t，产品可作为I级粉煤灰用于预拌砂浆和混凝土中。

3.1工艺流程与设备配置

由图2可知，污泥灰渣原料经密闭输送、计量设备送入立磨，电动机通过减速机带动磨盘转动，物料从进料口落在磨盘中央，同时气流从进风口进入磨内。在离心力作用下，物料向磨盘边缘移动，经过磨盘上的环行槽时受到磨辊的碾压而粉碎，粉碎后的物料在磨盘边缘被风环处高速气流带起，大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨，气流中的物料经过动静态分离器时，在旋转转子的作用下，粗粉落在磨盘上再次粉磨，合格细粉随气流一起出磨，经收尘器装置中收集进入成品库。系统采用大量循环风可节约能耗，减少粉尘排放，同时整个系统物料输送、粉磨、收集全密闭设计，保证高效、节能、环保。该系统主机设备技术参数见表4。

3.2运行效果

通过对系统运行参数的不断优化调整（见表5），系统产量≥50t/h，系统电耗≤23kWh/t。各项指标优于项目设计要求（见表6、图3）。

4结束语

工业与生活废物资源化的处理处置，是贯彻和执行国家环境保护政策的重要行动，不仅能从根本上改变固体废物污染环境、危害人体健康的现状，还能在“碳达峰、碳中和”战略目标中产生不可低估的价值。本文所介绍的HRM31.2K立式磨污泥灰渣粉磨技术，是固体废物资源化利用的支撑技术之一，不仅工艺系统流程简单、产品单位电耗低、质量稳定，而且操作控制方便。

参考文献

[1]邹伟斌.管磨机超细粉磨系统异常状况分析及对策[J].新世纪水泥导报,2023(1):34-43.

作者：刘福永 单位：合肥中亚建材装备有限责任公司