申请日2019.07.04
公开(公告)日2019.10.11
IPC分类号C04B33/132; C04B33/135; C04B38/06; B01J20/02; B01J20/30; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用，属于污染水体处理领域，该新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用采用河涌底泥、粉煤灰、秸秆，其中河涌底泥采用黑臭水体底泥，秸秆采用农作物秸秆，合理利用河底底泥和水稻秸秆掺杂烧制新型陶粒应用黑臭水体治理，实现固体废物资源化利用;同时陶粒具有吸附水体中的有害元素，细菌，矿化水质，同时具有多孔、质轻、表面强度高的特殊构造，适合水体修复，应用于黑臭水体治理能显著提升河流湖泊的水体质量。
权利要求书
1.一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用，其特征在于，该新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用采用下列成分制作新型陶粒：河涌底泥、粉煤灰、秸秆;其中河涌底泥、粉煤灰、秸秆之间质量比为2～3：0.1～0.2：0.1～0.2。
2.根据权利要求1所述的一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用，其特征在于，所述陶粒的直径为1～1.5cm，干基重量1～3g;
优选地，所述陶粒的抗压强度为10～20MPa;
优选地，所述陶粒的堆积密度为1100～1200kg/m3;
优选地，所述陶粒的吸附率为10%～20%;
优选地，所述陶粒的比表面积为2～4m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用，其特征在于，所述新型陶粒的制备方法包括下列步骤：
S1、将河涌底泥在105℃下烘6h，使其完全干燥，得到干燥后的河涌底泥;
S2、将S1中烘干过的河涌底泥用标准研磨机研磨粉碎，农作物秸秆采用秸秆粉碎机粉碎，河涌底泥、粉煤灰、秸秆分别过100目标准方孔筛，去除其中较大的杂质;
S3、将上述S11的河涌底泥、粉煤灰、秸秆以质量比为2～3：0.1～0.2：0.1～0.2混合均匀，加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到粒径为1-1.5cm的生料球;
S4、进行煅烧;把装有若干生料球的石英舟放置在已经升温至1200℃的数控管式加热炉内对其进行煅烧，煅烧过程中，控制空气流量。
4.根据权利要求1～3所述的一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用，其特征在于，所述新型陶粒在黑臭水体中的应用包括将制备好的陶粒按每立方米100～120颗投放至黑臭水体。
说明书
一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用
技术领域
本发明属于污染水体处理技术领域，具体涉及一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用。
背景技术
大量污废水及各种垃圾未经完全处理，通过各种途径排入河道，已远远超出了河流的纳污能力，导致水中有机物质大量增加，溶解氧锐减，并在微生物的作用下产生NH3-N、腐殖质、H2S、CH4等发臭物质和FeS、MnS等发黑物质，从而引发黑臭现象。黑臭水体不仅影响周边居民的工作、生活环境，还对人的身体健康造成巨大的危害。因此，黑臭水体的研究和治理日益成为一个关注的焦点。
大量研究表明，河道底泥增多，底质恶化是导致黑臭水体中有毒物质和有害微生物增加的罪魁祸首，也是造成水质恶化的重要原因。因此，如何有效改善和处理河涌底泥已经成为河道综合整治、治理黑臭水体的关键。
陶粒作为一种建筑用轻集料，以其质轻、高强、多孔、吸附效果好的特性受到人们的重视。目前烧制陶粒采用的污泥主要有城市生活污泥、皮革污泥、造纸污泥和印染污泥等，这些污泥具有高热值、低密度、矿物组分和重金属含量较高等特。现有技术烧制的陶粒存在膨胀度不够，吸水率较低，吸附效果不佳，对水体中污染物指标去除率不高等问题。
我国作为农业大国，农业发展十分迅速，作物秸秆产量愈来愈多。它们普遍的处理方法是填埋、直接焚烧，这不仅对环境造成了严重的污染，而且造成了资源浪费。
利用河涌底泥掺杂农作物秸秆烧制陶粒不仅有利于改善环境污染，具有较好的社会效益和经济效益，而且在一定程度上解决了处理后的底泥堆放和秸秆焚烧带来的大气污染等问题，实现“经济”和“环保”共存的双重效益。。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术的不足，提供了一种新型陶粒的制备方法及在治理黑臭水体中的应用，合理利用河底底泥和水稻秸秆掺杂烧制新型陶粒应用黑臭水体治理，实现固体废物资源化利用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用，该新型陶粒的制备方法及在黑臭水体中的应用采用下列成分制作新型陶粒：河涌底泥、粉煤灰、秸秆;其中河涌底泥、粉煤灰、秸秆之间质量比为2～3：0.1～0.2：0.1～0.2。
进一步，所述陶粒的直径为1～1.5cm，干基重量1～3g;
优选地，所述陶粒的抗压强度为10～20MPa;
优选地，所述陶粒的堆积密度为1100～1200kg/m3;
优选地，所述陶粒的吸附率为10%～20%;
优选地，所述陶粒的比表面积为2～4m2/g。
进一步，所述新型陶粒的制备方法包括下列步骤：
S1、将河涌底泥在105℃下烘6h，使其完全干燥，得到干燥后的河涌底泥;
S2、将S1中烘干过的河涌底泥用标准研磨机研磨粉碎，农作物秸秆采用秸秆粉碎机粉碎，河涌底泥、粉煤灰、秸秆分别过100目标准方孔筛，去除其中较大的杂质;
S3、将上述S11的河涌底泥、粉煤灰、秸秆以质量比为2～3：0.1～0.2：0.1～0.2混合均匀，加水至稳定成型后搅拌均匀进行湿法滚筒造粒，得到粒径为1-1.5cm的生料球;
S4、进行煅烧;把装有若干生料球的石英舟放置在已经升温至1200℃的数控管式加热炉内对其进行煅烧，煅烧过程中，控制空气流量。
进一步，所述新型陶粒在黑臭水体中的应用包括将制备好的陶粒按每立方米100～120颗投放至黑臭水体。
采用上述方案：以黑臭水体底泥、粉煤灰、农作物秸秆为原料制备陶粒可以实现底泥资源化利用，在实现固体废弃物资源化利用的同时避免了污泥堆放和大气污染的加剧，有利于生态农业和美好社会的建设和发展;采用粉煤灰，粉煤灰与黏土类似，其资源化利用的物质基础比污泥要好很多，是一种理想的烧制轻集料的原料。且因为陶粒具有吸附水体中的有害元素，细菌，矿化水质，同时具有多孔、质轻、表面强度高的特殊构造，适合水体修复;秸秆掺杂污泥、粉煤灰制备陶粒，此方法不仅有助于实现固体废物资源化利用，而且避免了秸秆直接焚烧带来的能源浪费和大气污染问题，应用于黑臭水体治理能显著提升河流湖泊的水体质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用河涌底泥、农作物秸秆制备陶粒，实现了固体废物资源化，能有效解决污泥处理和秸秆焚烧带来的问题，将陶粒用于黑臭水体治理能有效改善水质质量，降低有机物含量，提升水体氧溶解含量，污泥制备的陶粒重金属浸出率低，并且制备方法简单，成本低。（发明人易红伟;孙志光;张涛）
