一種利用化工剩餘汙泥製備陶粒的工藝的製作方法
2023-08-11 03:38:31 1
專利名稱：一種利用化工剩餘汙泥製備陶粒的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業固體廢棄物的資源化處置，具體涉及一種利用化工剩餘汙泥製備陶粒的工藝。
背景技術：
目前，世界上超過90 %的汙水處理都採用活性汙泥法處理汙水，在處理過程中會產生佔汙水體積0.5% 1.0%的汙泥。汙泥含水率高，體積大，易腐爛，成分複雜，含化工剩餘、有害、難降解的有機物、病原菌寄生蟲(卵)及重金屬等，處理成本高，約佔整個汙水工藝運行成本的40% 60%。傳統汙泥處理與處置方式如填埋、排海、焚燒等都存在各自的利弊，對環境都會造成不同程度的影響。對汙泥進行減量化和資源化，不僅能實現物質的充分利用、變廢為寶，而且能促進循環經濟的建立和可持續發展。因而，探討汙泥治理，特別是屬於危險固廢的化工汙泥的減量化、無害化與資源化具有重要的現實意義。化工行業的汙泥不僅體積龐大，且有機毒物含量高，顆粒細，呈絮狀膠體結構，具有高親水性。我國現有大小化工園區1000餘個，擁有大小化工企業10萬餘家。這些化工企業每天產生數萬噸的剩餘汙泥，汙泥的含水率高達95%以上，且含有各種有機毒物。按照我國最新頒布的《國家危險廢物名錄》規定，眾多石化、醫藥和農藥等行業廢水處理過程中產生的剩餘汙泥為危險固體廢棄物，須送有資質的危險廢物處置中心集中處理。我國化工汙泥普遍採用焚燒處理，而焚燒費用高，許多化工企業轉而採用填埋或堆肥處理剩餘汙泥，由於汙泥中含有大量有機毒物，填埋或堆肥易產生嚴重的二次汙染，危害生態環境，且堆肥需佔用大量農田。因此，如何更有效地處置化工汙泥，如何將化工汙泥變廢為寶是迫切需要解決的問題。目前，用於制陶粒的汙泥主要是河道底泥、生活汙水處理產生的剩餘汙泥和市政汙泥，而以化工汙泥制陶粒的研究鮮有報導。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種利用化工剩餘汙泥製備陶粒的工藝，實現汙泥資源化利用。本發明的技術方案為一種利用化工剩餘汙泥製備陶粒的工藝，其具體步驟如下(1)、乾燥經機械脫水後的化工汙泥，得到幹化汙泥；(2)、向上述汙泥中添加輔料，攪拌混勻，得到幹混料，(3)、向幹混料中加水至質量含水率為5 15%，再攪拌混勻；(4)、造粒製得生料球；(5)、乾燥生料球；(6)、以10 30°C /min升溫速率，升溫至1050 1300°C，燒結10 20min ；冷卻
後，即得陶粒。上述經機械脫水後的化工汙泥的質量含水率通常為70 85%。
優選步驟(1)中乾燥溫度為105 120°C，乾燥時間為4 24h ；步驟(5)中的乾燥溫度為80 105°C，乾燥時間為4 24h。優選所述的輔料為粉煤灰、粘土或沸石粉中的任意一種、任意兩種或任意三種；輔料佔幹混料總質量的40 70%，幹化汙泥佔幹混料總質量的30 60%。本發明所製得的陶粒具有輕質、高強度、兼具一定的比表面積等特點，可廣泛用於工業廢水處理中。有益效果 與傳統汙泥處理工藝相比，具有如下優點1、以化工脫水汙泥為原料製備陶粒，突破了傳統的以粘土、頁巖等為主要原料的陶粒製備工藝，同時也開闢了固體廢棄物處理的新途徑。2、所製備的陶粒可廣泛用於廢水處理及生態修復中，達到了「變廢為寶」、「以廢治廢」目的，具有良好的環境效益、社會效益和經濟效益。3、高溫燒結後，汙泥中的有機物可得到完全礦化，陶粒的重金屬浸出濃度遠低於國標GB 5085. 3-2007 (危險廢物鑑別標準浸出毒性鑑別)中規定的浸出液最高允許濃度。
具體實施例方式汙泥均取自江蘇某化學工業園綜合汙水處理廠經帶式壓濾後的剩餘汙泥，質量含水率為75 85%，該化工園區內有農藥廠、石化廠、醫藥廠等多家化工企業。實施例1 取質量含水率為75%的該剩餘汙泥，110°C乾燥IOh ；分別取幹化汙泥50g、粘土 30g、粉煤灰10g、沸石粉10g，分別投入混料盆，充分攪拌混勻後，加水，至質量含水率為 12%，攪拌混勻後造粒，得生料球；將生料球在80°C乾燥12h後，以15°C /min的升溫速率， 升溫至1250°C，燒結15min ；冷卻後，即得陶粒。經測試，其堆積密度為0. 87g/cm3，筒壓強度為3. 83MPa，其重金屬浸出試驗結果見表1。實施例2 取質量含水率為80%的該剩餘汙泥，120°C乾燥4h;分別取幹化汙泥40g、粘土 20g、沸石粉20g，分別投入混料盆，充分攪拌混勻，加水控制質量含水率為10%，攪拌混勻後造粒，得生料球；將生料球在100°C乾燥6h後，以25°C /min升溫速率，升溫至1200°C，燒結12min ；冷卻後，即得陶粒，經測試，其堆積密度為0. 85g/cm3，筒壓強度為4. 4MPa，其重金屬浸出試驗結果見表1。實施例3 取質量含水率為85%的該剩餘汙泥，105°C乾燥24h ；分別取幹化汙泥35g、粘土 20g、粉煤灰25g，沸石粉20g，分別投入混料盆，充分攪拌混勻，加水控制質量含水率為 8%；，攪拌混勻後造粒，得生料球；將生料球在105°C乾燥4h後，以30°C /min的升溫速率， 升溫至1150°C，燒結IOmin ；冷卻後，即得陶粒。經測試，其堆積密度為0. 89g/cm3，筒壓強度為4. OMPa，其重金屬浸出試驗結果見表1。表1陶粒浸出毒性鑑別試驗浸出液中重金屬含量分析
權利要求
1.一種利用化工剩餘汙泥製備陶粒的工藝，其具體步驟如下(1)、乾燥經機械脫水後的化工汙泥，得到幹化汙泥；(2)、向上述汙泥中添加輔料，攪拌混勻，得到幹混料，(3)、向幹混料中加水至質量含水率為5 15%，再攪拌混勻；(4)、造粒製得生料球；(5)、乾燥生料球；(6)、以10 30°C/min升溫速率，升溫至1050 1300°C，燒結10 20min ；冷卻後，即得陶粒。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於步驟(1)中乾燥溫度為105 120°C，乾燥時間為4 24h ；步驟(5)中的乾燥溫度為80 105°C，乾燥時間為4 24h。
3.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於所述的輔料為粉煤灰、粘土或沸石粉中的任意一種、任意兩種或任意三種；輔料佔幹混料總質量的40 70%，幹化汙泥佔幹混料總質量的30 60%。
全文摘要
本發明涉及一種工業固體廢棄物的資源化工藝，公開了一種利用化工剩餘汙泥燒制陶粒的工藝。該工藝先將機械脫水後的汙泥，經乾燥、配料、幹混、加水後再攪拌混勻，經造粒得生料球，乾燥生料球後，於1050～1300℃的焙燒後，形成汙泥陶粒。重金屬浸出濃度遠低於GB 5085.3-2007(危險廢物鑑別標準浸出毒性鑑別)。該工藝不僅耗能少、生產成本低，而且開闢了以廢治廢和廢棄物循環利用的汙泥資源化處理新途徑。具有顯著的環境效益和經濟效益。
文檔編號C04B33/132GK102285786SQ20111015009
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者徐炎華, 胡俊, 趙賢廣 申請人:南京工業大學