本发明涉及固体废弃物资源化利用，具体涉及一种提升污水污泥活性指数的三步联合递进式处置活化方法及其碳核算方法。
背景技术：
1、污水污泥是指工业废水或城镇污水处理过程中作为副产品形成的残余半固体物质。污水污泥作为污水处理的过程产物，浓缩并汇集了污水中30％～50％的污染物及有机物，具有“污染”“资源”双重属性。鉴于污水污泥产量的不断增长，在现有的处置和回收利用方案中研发污水污泥的新型应用是从业者共同面临的一个问题。
2、专利cn202310488308公开了一种提升污泥灰渣活性指数的粉磨系统，将焚烧污泥灰渣进行深度粉磨和物理活化，降低污泥灰渣颗粒平均粒径的同时提高颗粒的均匀性系数，通过机械活化作用机理，得到较高活性污泥灰渣微粉，有效替代硅酸盐水泥。但该专利选择焚烧污泥灰渣作为处置原料，本身污泥在焚烧过程中便消耗大量能源且不够节能环保。
3、专利cn202110779746公开了一种提高污泥焚烧灰渣活性的制备方法，主要通过污泥与渣土协同调质，提高焚烧灰渣中的活性组分，并通过粉磨与化学激发等改性处理方法，制备活性掺合料。该专利的权利要求1中声明，焚烧活化的温度为700～850℃，仍有降低的空间。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了采用更加节能环保的处置方式来实现污水污泥的建材化利用，在尽可能低的热处理温度条件下得到高活性指数的污水污泥，本发明通过机械研磨、中低温焙烧和化学活化三个步骤，实现了污水污泥从干化粒料到可部分替代硅酸盐水泥的活性掺合料的活化处置，为污水污物的节能新型应用提供了一种可行方案。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本发明提供了一种提高污水污泥活性指数的处置方法，该处置方法以干化污泥为原料，包含以下三个步骤：
4、(1)机械研磨：将干化污泥加入球磨机中，粉磨至物料粒径为100μm；
5、(2)中低温焙烧：将步骤(1)机械研磨步骤中粉磨后的干化污泥放入窑炉中进行焙烧，温度控制在400℃；
6、(3)化学活化：将步骤(2)中低温焙烧步骤中焙烧好的污水污泥加入化学活化剂，混合均匀。
7、通过机械研磨将干化污水污泥物料粒径控制在100μm以提高污泥颗粒表面积，增加反应接触位点，物理层面提高污水污泥火山灰活性；中低温焙烧在保证低能源消耗的前提下，通过热处理去除了污水污泥中大部分不利于自身活性指数的含磷有机物；减少含磷有机物对火山灰活性的负面影响；通过中低温焙烧结合通过机械研磨使焙烧过程充分反应以提升污水污泥活性指数。然后在污水污泥中掺入少量的化学活化剂，活性掺合料与水泥水化生成的氢氧化钙反应生成水化硅酸钙等反应产物的过程，所选用的化学活化剂有利于该反应正向进行，进一步提高(2)中低温焙烧步骤中焙烧好的污水污泥的活性指数。最终实现污水污泥火山灰活性极大提升。
8、进一步地，所述的原料干化污泥经污水处理厂脱水干化后初步破碎，得到粒状的干化污泥，粒径在0.5-1.5cm。
9、进一步地，所述的机械研磨方法，采用转速不低于47r/min的球磨机，研磨时间不少于30min，所得物料粒径100μm处累计分布高于50％，使其达到活性指数提升要求。
10、进一步地，所述的中低温焙烧方法应保持窑炉内焙烧温度400℃不变，将(1)机械研磨步骤中粉磨得到的干化污泥在窑炉中焙烧，时间应不小于2h，焙烧完成后将污水污泥自然冷却至室温。
11、进一步地，所述的化学活化方法所选用的化学活化剂为na2so4或纳米sio2中的一种。如选择na2so4作为化学活化剂，其掺量范围为(2)中低温焙烧步骤中焙烧好的污水污泥质量的6-10％；如选择纳米sio2作为化学活化剂，其掺量范围为(2)中低温焙烧步骤中焙烧好的污水污泥质量的10-15％。
12、本发明提供了一种采用提升污水污泥活性指数而形成减排效能的定量核定方法，即污水污泥部分替代水泥后二氧化碳的排放减少量的碳减排核算方法，该计算方法包含以下两部分：
13、(a)被污水污泥替代的部分水泥二氧化碳排放量，单位为t；
14、(b)处置污水污泥过程的二氧化碳排放量，单位为t。
15、碳减排总量为(a)-(b)，单位为t。
16、进一步地，所述的二氧化碳排放量以1t水泥熟料为基准。
17、进一步地，(a)所述的水泥二氧化碳排放量包括水泥生产过程中二氧化碳的直接排放和间接排放。具体来说，直接排放包括原料中的碳酸盐分解、水泥窑系统中的窑灰煅烧、原料中的有机碳的燃烧和水泥窑的燃料燃烧；间接排放包括熟料生产电耗排放和水泥粉磨排放。
18、进一步地(b)所述的污水污泥二氧化碳排放量为污水污泥处置过程中机械研磨电耗排放和中低温焙烧燃料燃烧。有以下优点：(1)本发明采用中低温焙烧的热处理方式，与现有耗，进一步降低污水污泥处置过程中的碳排放。0焙烧和化学活化三步联合处置，解决了中低温焙烧污水污泥活性指数过低的问题，在节约能源同时满足了水泥活性掺合料相关要求。
19、(3)本发明采用定量碳评价直观体现高活性指数污水污泥部分替代水泥后二氧化碳的排放减少量，为水泥行业减碳减排提供新的发展方向。
1.一种提高污水污泥活性指数的处置方法，其特征在于，该处置方法以干化污泥为原料，包含以下三个步骤：
2.根据权利要求1所述的提高污水污泥活性指数的处置方法，其特征在于，该污水污泥经污水处理厂脱水干化后初步破碎，得到粒状的干化污泥，粒径在0.5-1.5cm。
3.根据权利要求1所述的提高污水污泥活性指数的处置方法，其特征在于，在步骤(1)中，采用转速不低于47r/min的球磨机，研磨时间不少于30min，所得物料粒径100μm处累计分布高于50％。
4.根据权利要求1所述的提高污水污泥活性指数的处置方法，其特征在于，在步骤(2)中，保持窑炉内焙烧温度400℃不变，将(1)机械研磨步骤中粉磨得到的干化污泥在窑炉中焙烧，时间应不小于2h，焙烧完成后将污水污泥自然冷却至室温。
5.根据权利要求1所述的提高污水污泥活性指数的处置方法，其特征在于，在步骤(3)中，所选用的化学活化剂为na2so4或纳米sio2；
6.一种如权利要求1至5任一所述的提高污水污泥活性指数的处置方法的碳减排核算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的碳减排核算方法，其特征在于，所述的二氧化碳排放量以1t水泥熟料为基准。
8.根据权利要求6所述的碳减排核算方法，其特征在于，步骤(a)所述的水泥二氧化碳排放量包括水泥生产过程中二氧化碳的直接排放和间接排放，具体来说，直接排放包括原料中的碳酸盐分解、水泥窑系统中的窑灰煅烧、原料中的有机碳的燃烧和水泥窑的燃料燃烧；间接排放包括熟料生产电耗排放和水泥粉磨排放。
9.根据权利要求6所述的碳减排核算方法，其特征在于，步骤(b)所述的污水污泥二氧化碳排放量为污水污泥处置过程中机械研磨电耗排放和中低温焙烧燃料燃烧。
