[发明专利]利用给水污泥与污水污泥制备轻质陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质陶粒的制备方法。

背景技术

目前，世界上多数水源受到不同程度的污染，造成水源污染的主要原因是污水、废弃物未经处理或仅经部分处理就直接排入地表水体，与此同时，深受水源污染之害的自来水行业，却也向河流排放大量生产废水。因为城市给水厂在生产饮用水的同时，也产生了大量的污水。给水厂生产废水一般约占总净水量的4%-7%，其中包括浓缩后的悬浮物和有机物，以及残存在泥中的混凝剂，主要是沉淀池排泥水和滤池反冲洗排水。排泥水经浓缩后含固率增大，这种浓缩的排泥水常被称为给水污泥（Drinking-Water Treatment Sludge）。我国大部分给水厂的给水污泥基本上是不经处理直接排入水体，或直接排入市政排水管网。随着给水厂数量的增加和规模的不断扩大，给水污泥的排放量也日益增大，如果直接排入水体会造成淤塞河道，抬高河床，影响通航及行洪，污染水源，影响环境卫生和破坏生态平衡等后果。在当前水资源严重紧缺，水环境污染日益严重的情况下，给水污泥处理和处置的重要意义越来越受到人们的重视。实施给水污泥处理，不但可以控制水源污染，有效缓解水资源日益紧缺的矛盾，同时还具有节约引水工程的基建投资和日常运行费用的重要意义。

污水污泥（Wastewater Treatment Slduge或Biosolids）是污水处理厂对污水进行处理过程中产生的沉淀物质以及污水表面漂出的物质，其成分复杂，含有大量的微生物、病原体、重金属以及有机污染物等。污水污泥是城市污水处理厂处理污水过程中的必然产物，一个稳定运行的城市污水处理厂都会产生一定量的污水污泥。因此污水污泥的产生量和城市污水的总量有线性关系，并随着城市污水量的增加而增加。显然，如此大量的污泥如果处理不当，不仅会影响污水厂的正常运行，而且由于污泥中含有大量的有害物质，如重金属、细菌、各种寄生虫卵、大量的病源微生物等，很容易形成“二次污染”。但污泥中也含有许多营养元素，如氮、磷、钾等，即污泥也是一种有用的资源，如不利用会造成资源浪费。

如何安全有效地进行给水污泥和污水污泥处理和处置，既能降低成本，又不引起二次污染，实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化，是目前环境领域急需解决的问题，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供了利用给水污泥与污水污泥制备轻质陶粒的方法。

本发明利用给水污泥与污水污泥制备轻质陶粒的方法是按下述步骤进行的：

步骤一、将给水污泥自然干燥，烘干至恒重，破碎后过筛， 

步骤二、将污水污泥自然干燥，烘干至恒重，破碎后过筛；

步骤三、将经步骤一处理后的给水污泥和经步骤二处理后的污水污泥按（8/11~1.5）：1的质量比混合，置于球磨机中研磨10~15min，得到混合料；

步骤四、向混合料中加入硅酸钠（水玻璃具有很好的粘结性和凝胶性，与空气中的CO₂相作用可以逐渐分解成Na₂CO₃和SiO₂而使陶粒样品硬化）和水，硅酸钠用量是混合料质量的8%~15%，控制含水率为10%~20%，搅拌均匀，置于颗粒机内挤压成型，获得粒径为8~12mm的陶粒生料； 

步骤五、将陶粒生料自然干燥1~3天，在100~110℃干燥1~2h（充分脱去陶粒中的水分，以免在烧制过程中陶粒因水分过多而开裂）；

步骤六、然后将经步骤五处理后的陶粒生料以8~10℃/min进行升温，在105~300℃预热10~15min，升温至500℃处保温10~15min，升温至800℃处保温10~15min，升温至1000℃处保温25~35min，随炉冷却，即得到轻质陶粒。

给水污泥/污水污泥中含有多种有用物质，如含有较多的无机成分——硅、铝、铁、钙、镁等，是一种可以利用的、储量巨大的资源。而且，它们的成分与粘土的主要成分有相似之处，如果配比得当，应该可以替代粘土中的一些物质。因此，针对现阶段给水污泥和污水污泥资源化利用技术的优缺点、难以同时对两种污泥进行资源化利用的现状及两种污泥中所含成分的特点，本发明提出利用给水污泥和污水污泥为原料制备陶粒的技术路线。