一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法
2023-09-15 09:56:05
專利名稱：一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法
技術領域：
本發明屬於環境技術領域，涉及固體廢棄物的資源化利用，尤其涉及一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法。
背景技術：
市政汙泥，主要指汙水處理後的附屬品，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其複雜的非均值體，其成分會因經濟發展水平、生活習慣以及季節變化等因素產生不同程度的變化。隨著我國城市化進程的加速，城市汙水處理率逐年提高，汙水處理廠產生的汙泥排放量與日俱增。從汙水處理廠重力沉澱池排出的汙泥其含水率在90%以上，必須要經過機械脫水之後才能達標排放。GJ3025-1993《城市汙水處理廠汙水汙泥排放標準》中明確規定:在廠內經穩定處理後的城市汙水處理廠汙泥宜進行脫水處理，其含水率宜小於80%。近年來，考慮到汙泥在這個溼度下仍然易滋生微生物，有將該標準提高到60%以下的趨勢(參見《城市汙水廠汙泥處理處置技術規範(徵求意見稿)》)。然而，即便是含水率在60%以下的市政汙泥，其中還含有很多重金屬、有機物等有毒有害物質，如僅用填埋、堆肥等簡單方式處置極易造成土地的二次汙染。因此如何無害化、減量化、資源化處置市政汙泥已成為環保行業乃至各級政府的重要工作之一。有研究表明，市政汙泥的主要成分與粘土類原料比較接近，以其為主料製作陶粒能夠實現城鎮固體廢棄物的減量化、無害化和資源化，無疑是目前最好的處理方式。利用市政汙泥製作陶粒，目前主要有兩種工藝:(I)溼法制陶宜首先將汙泥幹化至含水率在60%以下，並添加一定量的輔料和添加劑，混合均勻後燒結(參見《城市汙水廠汙泥處理處置技術規範(徵求意見稿)》第14.3節，制陶粒)。也有文獻記載使用含水率為75%-85%的汙泥進行溼法制陶。但是，含水率低於85%的汙泥已呈半固態狀(圖1是含水率為85%的汙泥照片)，早已喪失流動性。同時，由於汙泥中還含有大量頭髮、絮狀物等雜質，在這種狀態下加入配料，攪拌起來非常困難，靠機械力很難使它們混合均勻。原料混合不均會直接影響陶粒的燒結成品率，燒制後的陶粒易開裂且易形成空腔，致使其硬度、外觀達不到要求。此外，由於原料含水率較高，燒制時就需要反覆烘乾，生產周期隨之被拉長。另一方面，含水率在60%-85%的汙泥黏性較強，對攪拌混合設備要求較高(比如要增大功率)，直接增加了生產成本。(2)幹法制陶先將從汙水處理廠排出的市政汙泥烘乾成絕幹泥，粉碎、研磨成小於200目的粉末，與其它配料混勻後加水調製、成型、燒制。幹法制陶時，原料在粉末狀態下混合，操作起來雖然比溼法混合容易很多，但仍然很難實現徹底混勻。更重要的事，原料需要經歷兩次烘乾和一次粉碎處理，需要加大設備投入，這無疑會增加生產成本。
發明內容
基於現有技術所存在 的種種問題，本發明提供了一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法。為達上述目的，本發明採取了如下技術方案:一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法，包括以下步驟:1)將汙泥含水率調節至90-99.6%，加入配料，攪拌均勻；2)將攪拌均勻的混合泥漿脫水幹化，得混合泥餅，對混合泥餅進行造粒成型、高溫燒結，即得陶粒成品。以重量計，20-40份絕幹汙泥所需配料為:氯化亞鐵3-8份、粉煤灰30_50份、氯化鎂3-8份、200目以上的電石渣或石灰2-5份、廢鋼渣或鋁礬土 10-20份。所述步驟2)中，脫水幹化將混合泥餅的含水率降低至20-60%。所述步驟2)中，利用高壓板框對混合泥漿進行壓濾脫水，然後送至汙泥乾燥棚幹化。從汙水處理廠重力沉澱池排出的汙泥含水率在90-99.6%，呈流體狀態，具有很好的流動性，可以直接利用。對於其他來源的汙泥，若含水率低、流動性差，可以通過加水來提高其含水率，滿足90-99.6%的含水率要求後亦適用本發明的方法。圖2是含水率為90%的汙泥照片，事實上，汙泥含水率在90-99.6%之間變化時，其外觀狀態看起來都比較接近。本發明以其為初始原料，往裡面投加配料後通過簡單攪拌就可使各原料混合均勻。脫水幹化將混合泥餅的含水率降低至20-60%，既有助於成型，又降低了燒制難度(含水率太高，燒制時間長且陶粒易炸裂)。配料中，氯化亞鐵、氯化鎂能夠促進水分從汙泥中析出；粉煤灰、電石渣或石灰在壓濾時可以起到支撐作用，有助於壓濾的順利進行；此外，粉煤灰還是構築陶粒骨架的重要成分，可以提升陶粒的支撐強度。本發明中，由於原料的混合均勻性大幅度提升，成品率也隨之提高，在95%以上。同時，與傳統的幹法制陶相比，本發明的能耗低，節約了烘乾、粉碎設備，具有較高的經濟效益，真正為市政汙泥的處理找到了出路。
圖1是含水率為85%的汙泥照片；
圖2是含水率為90%的汙泥照片。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。實施例1
一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法，包括以下步驟:
1)將汙泥含水率調節至90%，加入配料，攪拌均勻；以重量計，製備陶粒的原料組成為:絕幹汙泥40份、氯化亞鐵3份、粉煤灰35份、氯化鎂8份、電石渣(過200目篩)5份、廢鋼渣20份。2)利用高壓板框對攪拌均勻的混合泥漿進行壓濾脫水，然後送至汙泥乾燥棚幹化；當含水率達到60%時停止幹化得混合泥餅；對混合泥餅進行造粒成型、高溫燒結，即得陶粒成品。成品率為95%。實施例2
一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法，包括以下步驟:
1)將汙泥含水率調節至95%，加入配料，攪拌均勻；以重量計，製備陶粒的原料組成為:絕幹汙泥30份、氯化亞鐵5份、粉煤灰50份、氯化鎂3份、石灰(過240目篩)2份、廢鋼渣18份。
2)利用高壓板框對攪拌均勻的混合泥漿進行壓濾脫水，然後送至汙泥乾燥棚幹化；當含水率達到60%時停止幹化得混合泥餅；對混合泥餅進行造粒成型、高溫燒結，即得陶粒成品。成品率為98%。實施例3
一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法，包括以下步驟:
O將汙泥含水率調節至99.6%，加入配料，攪拌均勻；以重量計，製備陶粒的原料組成為:絕幹汙泥20份、氯化亞鐵8份、粉煤灰30份、氯化鎂5份、電石渣(過300目篩)3份、鋁帆土 10份。2)利用高壓板框對攪拌均勻的混合泥漿進行壓濾脫水，然後送至汙泥乾燥棚幹化；當含水率達到60%時停止幹化得混合泥餅；對混合泥餅進行造粒成型、高溫燒結，即得陶粒成品。成品率 為96%。
權利要求
1.一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法，其特徵在於，包括以下步驟:1)將汙泥含水率調節至90-99.6%，加入配料，攪拌均勻；2)將攪拌均勻的混合泥漿脫水幹化，得混合泥餅，對混合泥餅進行造粒成型、高溫燒結，即得陶粒成品。
2.如權利要求1所述利用高含水汙泥製備陶粒的方法，其特徵在於，以重量計，20-40份絕幹汙泥所需配料為:氯化亞鐵3-8份、粉煤灰30-50份、氯化鎂3-8份、200目以上的電石渣或石灰2-5份、廢鋼渣或鋁礬土 10-20份。
3.如權利要求1或2所述利用高含水汙泥製備陶粒的方法，其特徵在於，所述步驟2)中，脫水幹化將混合泥餅的含水率降低至20飛0%。
4.如權利要求3所述利用高含水汙泥製備陶粒的方法，其特徵在於，步驟2)中，利用高壓板框對混合泥漿進行壓 濾脫水，然後送至汙泥乾燥棚幹化。
全文摘要
一種利用高含水汙泥製備陶粒的方法，屬於環境技術領域，涉及固體廢棄物的資源化利用，具體包括以下步驟1)將汙泥含水率調節至90-99.6%，加入配料，攪拌均勻；2)將攪拌均勻的混合泥漿脫水幹化，得混合泥餅，對混合泥餅進行造粒成型、高溫燒結，即得陶粒成品。本發明以含水率90-99.6%的市政汙泥為初始原料，其流動性好，往裡面投加配料後通過簡單攪拌就可使各原料混合均勻。原料的混合均勻性大幅度提升，陶粒的燒結成品率會隨之提高，在95%以上。同時，與傳統的幹法制陶相比，本發明的能耗低，節約了烘乾、粉碎設備，具有較高的經濟效益，真正為市政汙泥的處理找到了出路。
文檔編號C04B33/132GK103073264SQ201310056179
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月7日
發明者趙明銀, 趙譽, 王新朝 申請人:河南華天環保科技有限公司