[发明专利]用污泥烧制陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧制陶粒的方法，尤其涉及一种用污泥烧制陶粒的方法。

背景技术

城市生活污水和工业废水必须经过污水处理厂的处理，达到国家污水排放标准后才能排放，这是城市生态环境建设必不可少的环境工程措施。然而，各种污水在进行净化处理的过程中，污水中的绝大部分污染物转移到污泥中。根据国家环保“十一五”规划，至2010年我国所有城市都要建设污水处理设施，城市污水处理率不低于70％，预计全国城市污水处理能力将超过1亿吨/日，同时可以预计伴随产生的污泥(含水率80％左右)将高达3000万吨/年，加上污染河湖疏浚污泥和城市下水道污泥等，每年产生的城市污泥不仅数量非常巨大，并且每年还以10～15％的增长率而增加。城市污泥是一种含有病源微生物、多种有机和无机污染物，以及重金属的固液混合体，是一类危害性极大的固体废弃物，如果不加以彻底的处理与控制，将会对环境造成严重的二次污染。如何安全经济地处理处置城市污泥是世界共同面临的环境问题，解决这个世界性难题对我国来说更是刻不容缓。

目前，我国对城市污水处理厂污泥和河湖疏浚污泥主要采取临时堆埋的处置方法，不仅花费大量的资金和占用大量的土地资源，而且给生态环境造成严重的二次污染，特别是污泥中的污水下渗，给地下水资源带来的危害更是无法估计。面对污泥引起的环境问题日趋尖锐和污泥危害日益加剧的现实，人们尝试利用污泥作为肥料，用于农业或绿化，但是，污泥中所含的各种重金属和持久性有机污染物限制了土壤对污泥利用的适应性，它们会在土壤中富集，并通过作物的吸收进入食物链，最终危害到人体的健康。

有的地方试图通过焚烧来达到污泥减量的目的，但是，污泥焚烧设备投资额高，能源消耗量大，运行费用昂贵，污泥焚烧的费用在400元/吨以上，加上污泥在焚烧时，会给大气环境带来污染和焚烧后的残渣仍需处置等原因，根据我国的国情，污泥焚烧处理在经济上难以承受。

随着我国经济的快速发展和城市人口的迅速增长，城市污水的数量在不断地增加，与此同时人们对环境质量的要求越来越高，工业废水和城市生活污水的处理率也将不断提高，这意味着污水处理厂污泥的数量将与日俱增，因此，开辟一条符合我国国情的即安全又经济的城市污泥无害化、减量化和资源化处理新途径，已势在必行。

根据我们对城市污水处理厂经过机械脱水的污泥(含水率80％左右)，在180℃的温度下干化30min，加温至600℃，持续1h，冷却后得到的污泥无机部分的化学分析表明(表1)，在污泥无机部分的常量元素中，二氧化硅(SiO₂)和三氧化二铝(Al₂O₃)的含量最高，分别达到41.45％和16.03％，其次氧化钙(CaO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、五氧化二磷(P₂O₅)的含量也较高。表2列出的是可用于烧制陶粒的

表1污泥无机部分中常量元素的含量

化学组成分范围，对比污泥无机部分的主要化学成分可以发现，Al₂O₃和Na₂O+K₂O的含量在可用于烧制陶粒的化学组成范围内，SiO₂和Fe₂O₃的含量也接近于它们的下限，这说明了污水处理厂污泥基本具备烧制污泥陶粒的必要条件。

表2可用于烧制污泥灰陶粒的化学组成范围

根据污泥无机部分的化学成分与可用于烧制陶粒的化学组成分相近的特点，我们发明了用污泥烧制陶粒的方法。陶粒是一种适应现代建筑轻型化、高性能化需要的新型混凝土骨料，它主要可以代替重量质砂石，成为普遍用于轻质建筑材料生产和轻质混凝土的配料。由于陶粒轻质建材不仅可以解决重量、保温、防潮、隔热防火、隔音抗震等技术难题，还可以大大降低建筑成本，随着我国墙改力度的加大，陶粒轻质建材因有众多的优点和综合利用性能将被日益广泛应用，另外，陶粒还可以作为吸附材料，用于污水处理等方面。因此，利用污泥烧制的陶粒既能在轻质建筑材料领域上发挥作用，更重要的是，开辟了一条污泥资源化处理的新途径。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用污泥烧制陶粒的方法。

用污泥烧制陶粒的方法包括如下步骤：

1)污泥干化