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净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒

中国污水处理工程网 时间:2018-1-5 11:28:06

污水处理专利技术

  申请日2016.11.30

  公开(公告)日2017.03.22

  IPC分类号C04B38/08; C04B33/132

  摘要

  本发明涉及一种利用净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒及其方法,属于无机非金属材料领域。复合陶粒按照重量比计,原料包括:净水污泥60~90份;硅藻土20~30份;氧化钙10~20份。复合陶粒的制备步骤包括混合、成球、烘干、预热、焙烧。本发明利用给水厂在生产过程中产生的净水污泥和啤酒厂助滤用产生的废硅藻土为原料,能够有效地解决这两种固体废弃物的处理处置问题,通过资源化利用实现“以废治废”。

  权利要求书

  1.一种净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒,其特征在于:所用原料为净水污泥、硅藻土、氧化钙,按照一定比例混合、成球、烘干、400℃预热25min、900~1200℃焙烧30min而成。

  2.根据权利1所述的一种净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒,其特征在于:所用原料为净水污泥、硅藻土、氧化钙,所述比例按重量计:净水污泥60~90份;硅藻土20~30份;氧化钙10~20份。

  3.按照权利1所述的一种净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒,其特征在于:所述硅藻土为回收的啤酒厂用于助滤的废硅藻土或者普通硅藻土原料的一种或多种,所述原料采用回收啤酒厂助滤用废硅藻土时,需要对废硅藻土进行水热法预处理:加热温度为160℃、加热时间为6h,获得除去杂质的硅藻土原料。

  说明书

  一种净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒

  技术领域

  本发明属于无机非金属材料领域,具体涉及一种净水污泥和硅藻土制备的用于污水处理的复合陶粒。

  背景技术

  净水污泥是自来水厂在净化原水过程中产生的副产物,它主要来自于滤池反冲洗排水、沉淀池或澄清池的排泥水。由于在原水沉淀过程中会加入混凝剂和软化药剂,污泥中会含有相应的氧化物和氢氧化物,诸如Fe2O3、SiO2、CaO、Mg(OH)2等,净水污泥几乎含有原水所流经的地表层的所有元素和化合物,以无机成分为主,腐殖质等有机成分较少。目前净水污泥主要是作为废弃物进行填埋处理,既增加了自来水厂的生产成本,同时也占用了大量的土地资源,净水污泥若不妥善处置,将存在对环境产生“二次污染”的危险。由于净水污泥的主要成分与常规粘土相似,因此可以利用净水污泥来代替粘土进行陶粒的制备,这对污泥的减量化、无害化、资源化利用有着积极的意义。

  硅藻土是一种多孔性质的生物硅质岩石,它的主要成分SiO2,还含有少量的铁钙镁铝等金属氧化物,通常SiO2含量越高则硅藻土性能越好。硅藻土壳体上具有大量有序排列的微孔,因此硅藻土的孔体积和比表面积很大、堆积密度很小,具有较强的吸附性能和过滤能力,工业上常被用在污水处理吸附剂、啤酒厂助滤、催化剂载体等方面。

  目前对于陶粒并没有一个严格意义上的定义,陶粒属于一种轻集料,参照人造轻集料的定义:陶粒是一种堆积密度小于1100kg/m3,粒径在5~20mm,具备一定抗压强度,表面有陶质或釉质的外壳的轻集料。从使用功能上来看,陶粒主要分为建筑用陶粒和水处理陶粒。当前我国的陶粒以粘土陶粒和页岩陶粒为主,粘土材料取材于耕地,页岩材料需要开采山体,这会导致土地资源加剧紧张和生态环境遭到破坏,因此结合固体废弃物资源化利用来开发新型陶粒材料就具有重要的实际意义。

  已有一些分别利用污泥或硅藻土来制备陶粒的发明专利:CN101148348A公布了一种城市生活污水污泥烧结制陶粒的方法,以70%以上城镇污泥为主要原料,粉煤灰和粘土为辅料,经过干燥、粉碎混合,再经过混料、加压成型、预热、焙烧等工艺得到陶粒产品。CN102757255A公布了一种利用净水污泥与污水污泥制备轻质陶粒的方法,以净水污泥和污水污泥为主要原料,利用烧结技术制成。CN102491729A提供了一种用于微污染水预处理的沸水给水污泥陶粒的制备方法,该陶粒由一定比例的给水厂脱水污泥、改性沸石粉及发泡剂按质量比50~60%、35%~49%、1%~5%比例均匀混合在造粒机上成球,生料烘干后焙烧得到陶粒,将其冷却至室温后进行筛分即得到陶粒成品。CN102775120A公布了一种硅藻土多孔陶粒的制备方法,该方法首先将氢氧化钠、水玻璃和水按照4:17:1:5混合制备陈化剂;按照质量百分比45%~55%硅藻土、10%~18%膨润土、35%~38%水均匀混合,压制成球形颗粒;按照质量百分比配备20%~30%粉煤灰、20%~30%硅藻土、50%陈化剂均匀混合制备外壳粉料;将上述制备好的球形颗粒和外壳粉料按3:1的质量比投入汤圆机中滚动制得陶粒。CN104785203A公布了一种硅藻土净水陶粒的生产方法,该陶粒由硅藻土和膨润土按照10:1的质量比例经过配料、制泥、制粒、干燥、焙烧等工序制成,制得的陶粒质地通透,具备吸附性和过滤性,有利于微生物的附着与繁衍。

  发明内容

  本发明的目的在于解决给水厂净水污泥所造成对对环境产生二次污染问题,同时结合啤酒厂所产生的废硅藻土进行固体废弃物资源化利用,开发出一种利用净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒。从污泥的成分来看,污泥的有机质和热量含量均较高,可以满足烧制时的基本要求,但是污泥中的SiO2和Al2O3含量较低,单独利用污泥烧制陶粒不能够成球,因此可以加入以SiO2为主要成分的硅藻土,同时掺和少量的氧化钙作为粘结剂。

  技术方案:本发明公开了一种净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒,包括下述特征:所用原料为净水污泥、硅藻土、氧化钙,按照一定比例混合、成球、烘干、400℃预热25min、900~1200℃焙烧30min而成。

  所述的一种净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒,其特征在于:所用原料为净水污泥、硅藻土、氧化钙,所述比例按重量计:净水污泥60~90份;硅藻土20~30份;氧化钙10~20份。

  进一步的,所述的一种净水污泥和硅藻土制备的复合陶粒,其特征在于:所述硅藻土为回收的啤酒厂用于助滤的废硅藻土或者普通硅藻土原料的一种或多种,所述原料采用回收啤酒厂助滤用废硅藻土时,需要对废硅藻土进行水热法预处理:加热温度为160℃、加热时间为6h,获得除去杂质的硅藻土原料。

  本发明具有如下的有益效果:

  1.污泥的掺和量高达60%以上,污泥的熔点低,污泥成分的提高可以显著降低混合物的熔点,烧制能耗降低;能够大规模地处理处置净水污泥,实现污泥的资源化利用,有效解决给水厂净水污泥传统的填埋处置所存在的二次污染问题。

  2.以硅藻土为辅料,为啤酒厂助滤用产生的废硅藻土提供了一种资源化利用的新途径,实现“以废治废”的目的。

  3.制得的复合陶粒产品强度较好,孔隙结构发达,吸水率高,吸附性能佳,适宜作为水处理材料。

  4.本方法实用先进,操作简单,成本低廉,无二次污染,能够将社会效益、生态效益和经济效益有机统一。