CN104030719A

CN104030719A - 用污泥生产陶粒的方法

Info

Publication number: CN104030719A
Application number: CN201410279210.9A
Authority: CN
Inventors: 吕剑明; 王家福; 龙晓楷; 付习洪; 吴根军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-21
Filing date: 2014-06-21
Publication date: 2014-09-10

Abstract

本发明公开了一种用污泥生产陶粒的方法，首先选择原料并混合所述原料，所述原料包含污泥、煤矸石、赤泥、粘土，所述污泥含水率为72%～82%，所述污泥、煤矸石、赤泥、粘土的质量百分比为68.1%、9.5%、7.8%、13.0%～16.0%，将所述原料经练泥搅拌、挤压成球、干燥、预热、焙烧即得，其中：所述原料中还添加有废玻璃粉，所述废玻璃粉的质量百分比为2%～3%，粒度为200目～250目。本发明选择加入适量废玻璃粉，其在高温熔化时产生液相，有利于孔的形成和促进固相反应，降低烧成温度，使结构致密化，增强陶粒筒压强度和减少吸水率。另外，废玻璃粉的加入，提高了污泥的使用量。

Description

用污泥生产陶粒的方法

技术领域

本发明涉及陶粒的生产方法，特别是涉及一种利用污泥生产陶粒的方法。

背景技术

污泥是一种组成复杂、毒性物含量高、潜在环境污染风险巨大的污染物。随着城市化进程日益加快，城市规模不断扩大，人口急剧增加，大量产生的城市生活污水已成为江河和地下水质的主要污染源，其零污染处理难度非常大，几乎不可能，只有资源化利用起来，才可能零排放而零污染。世界各国上万人的城镇基本上都建有城市生活污水处理厂，产生大量的由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体——污泥。

污泥是城市生活污水处理的必然产物，其产生量相当于污水体积的0.3％～0.5％（指含水97％的液体污泥），其质量比为1～3吨干污泥/万吨污水，如果是深度处理，污泥量还会增加0.5～1倍，一般受到污水处理量、处理水平、污泥脱水程度等因素影响。目前我国城市污水处理量和处理效率虽然不高(25%左右) ,但城市污水处理厂每年排放的脱水污泥（含水67％）也是近7000万吨,而且每年还以大约20%的速度增长。在我国已十分严峻的环境污染下又带来新的污染源，资源化利用污泥就显得非常重要和紧迫。

陶粒是一种轻骨料，具有密度小、强度高、保温、隔热性能好等优点，其是一种性能优良的新型建筑基础材料，市场需求量很大。传统的陶粒由粘土矿物制成，由于受到粘土矿物价格的影响，生产成本较高，因此限制了粘土陶粒的产量，也制约了相关产业的蓬勃发展。将污泥作为原料来制备陶粒，不仅可利用污泥中的有机质来作为产气物使陶粒形成多孔性结构，减少其它燃料的消耗量，而且污泥中的无机成分也可以得到利用，同时还能通过高温固化污泥中的有毒重金属和灭活病原体，其环境、经济和社会效益较为显著。但是污泥中SiO₂ 的含量低，烧失量大，不具有烧胀性能，因此在制作污泥时必须添加一定量的辅料和添加剂，使得制作的陶粒的成分达到制作粘土陶粒的成分标准。

用脱水污泥生产陶粒在国内外虽有相关研究报道，但都是仅仅将污泥作为一种陶粒烧制过程中的辅助原料，使用量仅30%左右，达不到大规模处理污泥的目的。中国专利：利用污泥制作陶粒的方法（专利申请号：201310589084.2，公布日为2014.03.05）披露了一种利用污泥制作陶粒的方法，选择原料并混合所述原料，所述原料由污泥、工程弃土和煤灰组成；利用至少两条并行的陶粒烧制生产线将混合均匀的所述原料加工成陶粒，生产过程复杂，且随着污泥的含水率降低，其使用量也随之降低，且陶粒制作过程中因高温焙烧，能耗非常。

发明内容

发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种利用污泥生产陶粒的方法，解决污泥生产陶粒过程中污泥的使用量小，能耗大、制的陶粒质量较差的技术瓶颈问题。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种用污泥生产陶粒的方法，其特征在于。

选择原料并混合所述原料，所述原料包含污泥、煤矸石、赤泥、粘土，其中所述污泥含水率为72%～82%,所述污泥、煤矸石、赤泥、粘土的质量百分比为68.1%、9.5%、7.8%、13.0%～16.0%，将所述原料混合经练泥搅拌、挤压成球、预热、焙烧即得，所述原料中还添加有废玻璃粉。

所述废玻璃粉的质量百分比为2%～3%。

所述废玻璃粉的粒度为200目～250目。

所述原料中的赤泥直接添加到混料中使用。

所述焙烧步骤中，预热温度为550℃，预热时间为30min、烧成温度为1050℃、保温时间为50min、升温速度为15℃/min。

所述煤矸石在练泥搅拌之前在粉磨机中利用窑尾余热进行烘干，同时进行粉磨后过200目筛。

所述粘土在练泥搅拌之前在粉磨机中利用窑尾余热进行烘干，粉磨后过200目筛。

本发明的有益效果：选择加入适量添加剂废玻璃粉，废玻璃粉在试验中的作用是高温熔化产生液相，有利于孔的形成和促进固相反应，降低烧成温度，使结构致密化，增强陶粒筒压强度和减少吸水率。另外，废玻璃粉的加入，提高了污泥的使用量。

具体实施例及实施方式

下面结合具体实施例进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1

一种用污泥生产陶粒的方法，包括如下步骤：

（1）污泥原料采集

采集了贵阳小河污水处理厂、新庄污水处理厂、开阳县污水处理厂、白云区污水处理厂、二桥污水处理厂、花溪污水处理厂的脱水污泥均匀混合后作为原料。

采集的脱水污泥含水率为78%，外观呈黑色、发出恶臭味、含有大量水分的固体和流体胶状物质。分析表明污泥的固体成分主要是多种微生物形成的细菌菌体胶团与其吸附的有机物、无机质泥沙颗粒及其各种金属元素等，主体粒径10～200μm。无机成分以SiO₂、Al₂O₃ 和Fe₂O₃为主,类似粘土的主要成分，其含量约占污泥干重的25%～35%，而有机质的含量通常可占污泥干重的30%～40%。因污泥含较多的易分解或腐化的成分，都散发出难闻的气味，污染空气，污泥中有毒有害污染物的含量高, 含病原菌、寄生虫卵和重金属离子，造成的污染严重，极不易消除。

（2）其他原料采集

煤矸石：采集于贵州省六盘水六枝矿务局黑山沟煤矿，外观呈微黑、块状，密度较大；

赤泥：采集于贵州铝厂赤泥堆场，外观呈赤褐色、含少量水分，黏性较大，主体粒径10～90μm；

粘土: 采集于贵州大学北校区附近，呈黄色，含有少量的细砂，黏度较大；

废玻璃粉：来源于贵阳某玻璃生产企业的玻璃废料，所述废玻璃粉的粒度为220目。

（3）原料预处理

将采集的污泥自然堆放，直至含水率下降至65％～75％左右，不经任何处理利用其含水分直接用于实验，由于污泥的颗粒很小(10～200μm)，直接利用其微米级粒径免去粉磨。将采集的粘土、煤矸石在练泥搅拌之前在粉磨机中利用窑尾余热进行烘干，分别进行球磨和筛分处理，过200目筛（筛余1.8%）。所述赤泥作为污染严重、利用困难的工业废渣得到有效利用，不用经过任何处理（如烘干、粉磨等）直接加在混料中使用。

（4）原料称量与混合

将质量百分比为68.1%的污泥、质量百分比为9.5%的煤矸石，质量百分比为7.8%的赤泥，质量百分比为13.1%的粘土，质量百分比为2.46%的废玻璃，在小型搅拌机内调匀后在成球机内挤压成球。

（5）焙烧

转入GZX-GFl01-2-BS-Ⅱ 箱型烘干机内120℃下烘干2 h，再将烘干后的生料转入SX2-4-10型电阻箱炉中，升温速度15℃／min、预热温度550℃、预热时间30 min、烧成温度1050℃、保温时间50min后取出。放入通风橱内自然冷却至室温即得所述陶粒产品。

（6）产品性能检测

所述陶粒产品主要进行筒压强度、吸水率和堆积密度性能测试，具体测试指标如下：

筒压强度为4.3Mpa，吸水率为7.9%，堆积密度为593%。以上指标符合GB/T17431.1-2010中600级高强轻集料的要求。

实施例 2

其他条件不变，与实施例1的区别在于，步骤（1）中采集的脱水污泥含水率为80%，步骤（2）中废玻璃粉的粒度为230目；步骤（4）中的污泥、煤矸石、赤泥、粘土、废玻璃粉的质量百分比为70.6%、10%、8.5%、14.6%、2.6%；结果测得步骤（6）中的筒压强度为2.5Mpa，吸水率为11.5%，堆积密度为500%。

实施例 3

其他条件不变，与实施例1的区别在于，步骤（1）中采集的脱水污泥含水率为75%，步骤（2）中废玻璃粉的粒度为240目；步骤（4）中的污泥、煤矸石、赤泥、粘土、废玻璃粉的质量百分比为60.5%、10%、8.4%、15.4%、2.3%；结果测得步骤（6）中的筒压强度为4.5Mpa，吸水率为7.9%，堆积密度为612%。

实施例 4

其他条件不变，与实施例1的区别在于，步骤（1）中采集的脱水污泥含水率为82%，步骤（2）中废玻璃粉的粒度为240目；步骤（4）中的污泥、煤矸石、赤泥、粘土、废玻璃粉的质量百分比为55.2%、10%、8.4%、23.7%、2.7%；结果测得步骤（6）中的筒压强度为4.8Mpa，吸水率为7.0%，堆积密度为650%。

Claims

1.一种用污泥生产陶粒的方法，其特征在于：

2.如权利要求1所述的用污泥生产陶粒的方法，其特征在于：所述废玻璃粉的质量百分比为2%～3%。

3.如权利要求1所述的用污泥生产陶粒的方法，其特征在于：所述废玻璃粉的粒度为200目～250目。

4.如权利要求1所述的用污泥生产陶粒的方法，其特征在于：所述原料中的赤泥直接添加到混料中使用。

5.如权利要求1所述的用污泥生产陶粒的方法，其特征在于：所述焙烧步骤中，预热温度为550℃，预热时间为30min、烧成温度为1050℃、保温时间为50min、升温速度为15℃/min。

6.如权利要求1所述的用污泥生产陶粒的方法，其特征在于：所述煤矸石在练泥搅拌之前在粉磨机中利用窑尾余热进行烘干，同时进行粉磨后过200目筛。

7.如权利要求1所述的用污泥生产陶粒的方法，其特征在于：所述粘土在练泥搅拌之前在粉磨机中利用窑尾余热进行烘干，粉磨后过200目筛。