[发明专利]利用污泥烧制陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废物处理及资源化领域，具体的涉及一种利用污泥生产陶粒的方法，同时又是对污泥进行资源化和无害化处理的一种方法。

背景技术

随着各地城市污水处理设施的兴建及污水处理率的提高，污泥的产生量越来越大。目前主要的污泥处置方法有土地利用、卫生填埋、焚烧处理和水体消纳等几种。土地利用存在重金属污染的风险；卫生填埋对污泥的土力学性质要求较高，且需要进行预干燥和地基防渗处理；焚烧因其高昂的能耗和处理费用而不能广泛应用。

由于以上这些污泥的处理方式都存在着一定的缺陷，因此如何采用适当的方法处理污泥，又能达到资源化与无害化的目的，已经成为人们的主要研究方向。已有发明报道采用污泥烧轻质制陶粒的方法，为处理污泥提供了思路。陶粒作为一种建筑轻骨料，用它可以代替传统碎石和鹅卵石等制成轻集料混凝土产品如空心砌砖、轻质板材等。但是已有的发明中存在着没有把污泥作为主要烧结原料和烧结后的陶粒在使用时有重金属溶出问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用污泥烧制陶粒的方法，以实现对污泥的无害化与资源化处置，解决污泥直接填埋而带来的环境污染问题，使烧结的制品可以作为建筑材料和吸附净化使用，并使其制备经济可行，便于普遍推广。

为实现上述目的，本发明提供的利用污泥烧制陶粒的方法，是由脱水污泥烘干、原料混合、加压造粒、预热、高温烧结、冷却等步骤组成。

具体地说，本发明提供的利用污泥烧制陶粒的方法，其流程是：

将污泥烘干，按重量百分比：污泥50％、粉煤灰20-30％、沸石5-10％，其余为粘土，混和均匀造粒后，于300-350℃预热25-30分钟，再于1050-1250℃烧结10-15分钟。

本发明具有如下优点：

1、本发明所采用的原料主要是污水厂产生的污泥，并且在原料配比方面所占的比例较大，符合尽量多用废弃物的原则，经过合理的配比烧结的产品具有轻质、高强、耐火、防水和耐冲击等多项优点。

2、本发明采用先对脱水污泥烘干，然后与其他原料混加压造粒的工艺，避免了由于先造粒后干燥的工艺产生成品开裂的现象，提高产品强度与耐冲击性。

3、本产品除了可以用于建筑骨料外，还可以用于生产、生活用水的过滤和生物法处理污水的填料。

4、本发明开发了一种高效的沸石粉助溶剂，能与粘土形成协同助熔作用，降低煅烧的熔点，对烧结后的陶粒进行测试，重金属浸出浓度低，烧结的陶粒在使用中不产生二次污染，并且其价格比较合理，适合普遍应用，所以本发明技术是一种环保经济的方法，为其普遍推广打下了坚实的基础。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

根据本发明的技术方案，烧制陶粒的工艺流程如图1所示，由脱水污泥烘干、原料混合、加压造粒、预热、高温烧结、冷却等步骤组成。即先将污泥脱水烘干后，与其他原料混合加压造粒进行烧制，能有效避免开裂显现，抗压性增强。

本发明烧制陶粒的原料按重量百分比为：污泥50％、粉煤灰20-30％、沸石5-10％，其余为粘土，混和均匀造粒后；预热温度为300-350℃，时间为25-30分钟；烧结温度为1050-1250℃，时间为10-15分钟。

本发明烧制的陶粒中，由于加入了含碱金属含量高的沸石，能与其中的粘土形成协同助熔作用，降低熔点，更易于烧结，性能更好。

实施例1

本实例原料采用脱水污泥，作为原料的污泥含水率为75％-85％，容重为0.85-1.25g/cm³。污水处理厂的污泥根据所处理的污水不同重金属含量也不同，本研究的取得污泥重金属干基含量为：Cu 281.3mg/kg、Zn601.7mg/kg、Pb 166.6mg/kg、Cd 2.1mg/kg、Cr 94.8mg/kg、Ni 65.6mg/kg、Hg 1.7mg/kg、As 7.53mg/kg。

其工艺是先将脱水污泥烘干，然后与粉煤灰、粘土和沸石粉混合后加压造粒，烧结成成品。烧制陶粒时按重量百分比为：污泥50％、粉煤灰25％、粘土15％，沸石粉10％。预热温度为350℃，时间为30分钟；烧结温度为1150℃，时间为15分钟。烧制时混合熔点降低，更易于烧结，陶粒更致密，无开裂现象，性能更好。

实施例1制备的陶粒作重金属的浸出试验和相关性能检测，其结果分别参见表1和表2。

表1陶粒浸出试验