[发明专利]一种污泥基生物炭制备陶粒的方法

说明书

本发明公开了一种污泥基生物炭制备陶粒的方法，选用污泥基生物炭和黄土作为原料；将污泥基生物炭和黄土研磨成粉，筛分后烘干备用；将研磨干燥后的污泥基生物炭和黄土按照重量比为1:1‑6的比例，混合均匀生料；将混合均匀生料进行造粒，制成粒径为0.5‑1cm的生料颗粒；烧制分为三个阶段,第一阶段为低温烘干阶段，第二阶段为中温预热阶段，第三阶段为高温烧结阶段。本发明提供了一种利用城镇污水处理厂80％的污泥经过热解炭化产生的污泥基生物炭制备陶粒的方法，实现了污泥基生物炭的大规模综合利用，将污泥进行废物再利用，为污泥热解炭化的终端产品应用提供了良好的解决方案。

技术领域

本发明涉及污泥热解炭化技术领域，具体为一种污泥基生物炭制备陶粒的方法。

背景技术

市政污泥是城市污水处理过程中产生的副产物，是一种特殊的泥水混合物，它含有大量水分、有机物、无机物和微生物。随着我国城市化进程的加快，污水的产生量在持续增加，污水处理过程中产生的大量污泥造成的环境问题日益突出。如何妥善处理城市生活污水处理厂污泥，实现污泥处置与资源化利用，是当前我国城市化进程中面临的一项重大课题，也是无废城市建设和绿色低碳发展的必然要求。

近年来，污泥热解炭化技术被认为是环境和经济都适宜的污泥处理处置技术，其作为污泥“四化”的新手段受到了污泥处置市场的广泛关注。污泥热解炭化，就是通过绝氧条件下给污泥“加温和加压”，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来同时又最大限度地保留了污泥中炭质的过程。污泥炭化的优势在于其能源消耗少，剩余产物中的炭含量高，发热量大，N、P含量高。除此之外，污泥热解炭化过程可以降低重金属的生物有效性，促进酸可溶态和可还原态向稳定的可氧化态和残渣态转化，从而显著降低了污泥资源化利用所带来的生态环境风险，有效解决污泥基生物炭资源化利用时的负面效应，使得污泥基生物炭的资源化利用成为可能。

目前，国内外关于污泥热解炭化的研究多侧重于产能，而非以物质利用尤其是固态产物的资源化处置技术为其主要目标，利用污泥炭化产物-污泥基生物炭制备陶粒的研究鲜见报道。

现有污泥制备陶粒技术主要存在以下缺陷：

(1)大部分只针对污水厂未经处理的原污泥，污泥体量大，占地面积广，易造成污泥大规模运输，成本高，鲜有结合污泥炭化技术制备污泥基生物炭陶粒；

(2)现有污泥烧制陶粒技术存在污泥利用率低，污泥陶粒使用时有重金属溶出等问题；

(3)现有污泥制备陶粒技术由于污泥的高含水率问题进一步限制了污泥的规模化利用。

为此我们提出一种污泥基生物炭制备陶粒的方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥基生物炭制备陶粒的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污泥基生物炭制备陶粒的方法

(1)材料选择：选用污水处理厂产生的含水率80％的污泥经过热解炭化技术得到的污泥基生物炭和黄土作为原材料；

(2)干燥：将污泥基生物炭和黄土进行粉碎研磨，并过100目筛进行筛分和在105℃下烘干备用；

(3)混合：将筛分过的污泥基生物炭和黄土按照重量比为1:3的比例进行混合，得到混合均匀生料；

(4)造粒：将混合均匀生料加水搅拌调湿，再将湿生料成型造粒，制成粒径为0.5-1cm的生料颗粒；

(5)烧制：烧制分为三个阶段，第一阶段为低温烘干阶段，将生料颗粒放在电热恒温鼓风干燥器内于100℃下进行烘干；第二阶段为中温预热阶段，将干燥后的生料球放入马弗炉中升温至350℃，预热30min；第三阶段为高温烧结阶段，烧制温度为950℃-1050℃，烧制时间为40min，自然降温，取出后冷却到室温，即制得污泥基生物炭陶粒。