[发明专利]一种用城市污水厂污泥制备轻质陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用城市污水厂污泥烧制轻质陶粒的方法，属于污水处理利用技术领域。

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，而利用污泥烧制轻质陶粒是充分利用污泥中有机物和无机物两种成分。

轻质陶粒是由粘土、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500-700kg/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轻质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。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种工艺简捷、成本低、经济适用的用城市污水厂污泥制备轻质陶粒的方法。

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，对最佳配比进行筛选，并考察了烧制过程中各主要因素如预热温度、预热时间、烧胀温度和烧胀时间对产品性能的影响，确定了烧制轻质陶粒的最佳工艺条件。

一种用城市污水厂污泥制备轻质陶粒的方法，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30-40份、5-10份、50-70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)将生料球置于常温下干燥10-20h；

(3)再将生料球放入350-400℃箱式电阻炉中，预热10-20min后立即转移到1150℃的管式电阻炉中焙烧5-10min，将陶粒置于室温冷却，即得到轻质陶粒。

所述生活污水脱水污泥灰分中含SiO₂不少于40％。

所述粉煤灰含Al₂O₃不少于10％。

所述粘土含SiO₂不少于60％，Al₂O₃不少于10％。

本发明的陶粒，其外观为赤褐色或深褐色表面粗糙的球状固体，松散容重为500-700kg/m³，颗粒容重为1018—1100kg/m³，吸水率为3.6—12.0％。

本发明制得的陶粒具有轻质、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(％)

具体实施方式

实施例1：

一种用城市污水厂污泥制备轻质陶粒的方法，步骤如下：

(1)分别称取烘干、粉碎后的城市污水厂脱水污泥、粉煤灰、粘土15g、5g、35g，置于烧杯中，搅拌均匀然后加水搅拌，直到呈粘稠状，然后制成生料球；

(2)将生料球置于常温下干燥12h；

(3)再将生料球放入350℃箱式电阻炉，预热20min后立即转移到1150℃管式电阻炉焙烧8min；自然冷却至室温，制得轻质陶粒。

所述生活污水脱水污泥灰分中含SiO₂不少于40％。

所述粉煤灰含Al₂O₃不少于10％。