[发明专利]一种用城市污水厂污泥制备陶粒的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种用城市污水厂污泥制备陶粒的方法，属环境技术领域。

(二)背景技术

污水厂污泥是指水处理过程中产生的絮状体，它含有大量水分、丰富的有机物及N、P、K等营养元素，同时还含有重金属及病原菌等有害物质，如果任意排放不加处理，不仅对环境造成污染，同时也是对资源的严重浪费。据不完全统计，全国污水排放量为4.474×107m³/d，不同规模、不同处理程度的污水处理厂有100多座。每天所产生的污泥量约为污水处理量的0.5％-1.0％，污泥中除含有丰富的氮、磷等营养物以外，还含有大量的有机物、重金属以及各种致病微生物，其容量大、易腐败、不稳定、有恶臭，如果处理不好，将会造成大范围的二次污染；同时，污泥处理的投资和运行费用巨大(分别占污水处理厂全厂费用的12％-30％和20％-50％)，因此寻求经济有效的减量化、无害化和资源化的污染处理利用技术具有重要意义。

当前污泥的资源化技术主要有：1.农田林地利用，2.消化制沼气，3.燃料化技术，4.建材利用，5.作黏结剂，6.低温热解制油，7.制取活性炭等等。这些资源化利用方式主要是针对污泥中的有机成分进行的，而利用污泥烧制陶粒可以充分发挥污泥中有机和无机两种成分。

陶粒是由粘土、泥质岩石(页岩、板岩等)、工业废料(粉煤灰、煤矸石)、污泥等为主要原料，经加工、焙烧而成的颗粒状陶质物，其特点是具有浑圆状外形、外壳坚硬且具有一层隔水保气的釉层包裹，内部具有较多的孔洞，呈灰黑色蜂窝状，其松散容重为200～1000kg/m³，并具有一定的强度。它是一种较好的建筑材料和环保材料，可用于防水、防火、保温、隔音等建筑材料的原材料，吸附剂，水处理的滤料，及农业、园林中的无土栽培的培养基等。以污泥作为原料烧制陶粒不仅解决了污泥的处理处置这一环境难题，还实现了污泥的资源化，变废为宝，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。

(三)发明内容

本发明以城市污水厂污泥为主要原料，以粉煤灰和粘土为辅料，对最佳配比进行了筛选，并考察了烧制过程中各主要因素(干燥时间、预热温度、预热时间、烧胀温度和烧胀时间)对产品性能的影响，确定了烧制陶粒的最佳工艺条件。

一种用城市污水厂污泥制备陶粒的方法，步骤如下：

(1)以重量份计，称取烘干、粉碎后的城市污水厂生活污水脱水污泥、粉煤灰、粘土各15-25份、25-35份、10-15份，置于容器中，加水搅拌均匀，直到呈粘稠状，然后制成生料球；

(2)将生料球放入电热恒温鼓风干燥箱中于105℃下干燥1h；

(3)再将生料球放入箱式电阻炉中升温至200℃，预热时间10min；继续在箱式电阻炉中升温至1100℃，焙烧5min；自然冷却至室温，制得陶粒。

其中，上述所述生活污水脱水污泥中含SiO₂不少于30％；所述粉煤灰含SiO₂不少于50％，Al₂O₃不少于20％；粘土含SiO₂不少于60％，Al₂O₃不少于15％。

本发明的陶粒，其外观为黄色或褐色的球状固体，松散容重为650-750kg/m³，颗粒容重为1050-1150kg/m³，吸水率为5.80-10.8％，比表面积为2.29-5.56m²/g。

本发明制得的陶粒具有具有轻质、高强、吸水率小、比表面积大等特点，在建筑、环保、冶金、化工、石油、农业等部门具有广泛的用途。

表1原料主要无机化学成分表