一種利用化工汙泥焚燒灰渣製備陶粒的方法
2023-05-31 11:24:41 1
專利名稱：一種利用化工汙泥焚燒灰渣製備陶粒的方法
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汙泥焚燒灰渣製備陶粒的方法。
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，而以屬於危險廢物的化工汙泥焚燒灰渣製備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，提供一種利用化工汙泥焚燒灰渣製備陶粒的方法，實現汙泥資源化利用。本發明的技術方案為一種利用化工汙泥焚燒灰渣製備陶粒的方法，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)、幹化汙泥經1200 1300°C高溫焚燒10-30分鐘，得到汙泥焚燒灰渣；(3)、研磨汙泥焚燒灰渣，過30 100目篩；(4)、向上述研磨過的汙泥灰渣中添加輔料，攪拌混勻，得到幹混料；(5)、向幹混料中加水至含水率為5 15%，再攪拌混勻；(6)、造粒製得生料球；(7)、乾燥生料球；
(8)、以10 30°C /min升溫速率，在溫度為1050 1150°C下，燒結10 20min ；
冷卻後，即得陶粒。經過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)中的乾燥溫度為105 120°C，乾燥時間為4 24h ；步驟(6)生料球的乾燥溫度為80 105°C，乾燥時間為4 24h。優選所述的輔料為鋁粉和至少為粉煤灰或粘土中的一種的混合物；其中輔料佔幹混料總質量的40 50%，鋁粉佔幹混料總質量比的0. 1 2% ；汙泥灰渣佔幹混料總質量的50 60%。本發明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方法相比，具有如下優點1、該工藝不僅實現了化工剩餘汙泥的減量化，而且徹底實現了化工剩餘汙泥的資源化，易於工業化。2、用汙泥製備陶粒達到了「變廢為寶」、「以廢治廢」目的，具有良好的環境和社會效益。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 將質量含水率為75%的該剩餘汙泥，110°C乾燥8h，將幹化汙泥經1200°C高溫焚燒30分鐘後研磨，過30目篩；分別取篩後汙泥焚燒灰渣50g、粘土 18g、粉煤灰30g、鋁粉 2g，分別投入混料盆，充分攪拌混勻，加水控制質量含水率為10% ；混勻後造粒，得生料球； 在80°C乾燥12h後，控制升溫速率15°C /min，在1050°C燒結15min，即得陶粒。經測試，其堆積密度為0. 65g/cm3，筒壓強度為3. IMPa，其重金屬浸出試驗結果見表1。實施例2 將質量含水率為85%的該剩餘汙泥，，120°C乾燥6h，將幹化汙泥在1250°C高溫焚燒10分鐘後研磨，過60目篩；分別取篩後汙泥焚燒灰渣60g、粘土 39g、鋁粉lg，分別投入混料盆，充分攪拌、混勻，加水控制質量含水率為15%，混勻後造粒，得生料球；100°C乾燥6h 後，控制升溫速率25°C /min，在1100°C燒結12min，即得陶粒。經測試，其堆積密度為0. 73g/ cm3，筒壓強度為3. 5MPa，其重金屬浸出試驗結果見表1。實施例3 將質量含水率為85%的該剩餘汙泥，105°C乾燥24h，將幹化汙泥在1250°C高溫焚燒20分鐘後研磨，過100目篩；分別取篩後汙泥焚燒灰渣55g、粘土 19. 5g、粉煤灰25g，鋁粉0. 5g，分別投入混料盆，充分攪拌混勻，加水控制含水率為8% ；混勻後造粒，得生料球； 在105°C乾燥4h後，控制升溫速率30°C /min，在1150°C燒結lOmin，即得陶粒。經測試，其
4堆積密度為0. 8g/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
1.一種利用化工汙泥焚燒灰渣製備陶粒的方法，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)、幹化汙泥經1200 1300°C高溫焚燒10-30分鐘，得到汙泥焚燒灰渣；(3)、研磨汙泥焚燒灰渣，過30 100目篩；⑷、向上述研磨過的汙泥灰渣中添加輔料，攪拌混勻，得到幹混料；(5)、向幹混料中加水至含水率為5 15%，再攪拌混勻；(6)、造粒製得生料球；(7)、乾燥生料球；(8)、以10 30°C/min升溫速率，在溫度為1050 1150°C下，燒結10 20min ；冷卻後，即得陶粒。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(1)中的乾燥溫度為105 120°C，乾燥時間為4 24h ；步驟(6)生料球的乾燥溫度為80 105°C，乾燥時間為4 24h。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的輔料為鋁粉和至少為粉煤灰或粘土中的一種的混合物；其中輔料佔幹混料總質量的40 50%，其中鋁粉佔幹混料總質量比的 0. 1 2% ；汙泥灰渣佔幹混料總質量的50 60%。
全文摘要
本發明涉及一種工業固體廢棄物的資源化處置，公開了一種利用化工汙泥焚燒灰渣製備陶粒的方法。該方法首先將經過機械脫水後的汙泥，經乾燥、高溫焚燒、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1050～1150℃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)。該方法不僅耗能少、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C02F11/00GK102249730SQ201110150080
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者夏霆, 尤朝陽, 徐炎華, 胡俊 申請人:南京工業大學