申请日2013.02.22
公开(公告)日2013.05.01
IPC分类号C04B33/132
摘要
一种利用高含水污泥制备陶粒的方法，属于环境技术领域，涉及固体废弃物的资源化利用，具体包括以下步骤：1)将污泥含水率调节至90-99.6%，加入配料，搅拌均匀;2)将搅拌均匀的混合泥浆脱水干化，得混合泥饼，对混合泥饼进行造粒成型、高温烧结，即得陶粒成品。本发明以含水率90-99.6%的市政污泥为初始原料，其流动性好，往里面投加配料后通过简单搅拌就可使各原料混合均匀。原料的混合均匀性大幅度提升，陶粒的烧结成品率会随之提高，在95%以上。同时，与传统的干法制陶相比，本发明的能耗低，节约了烘干、粉碎设备，具有较高的经济效益，真正为市政污泥的处理找到了出路。
权利要求书
1.一种利用高含水污泥制备陶粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将污泥含水率调节至90-99.6%，加入配料，搅拌均匀;2)将搅拌均匀的混合泥浆脱水干化，得混合泥饼，对混合泥饼进行造粒成型、高温烧结，即得陶粒成品。
2.如权利要求1所述利用高含水污泥制备陶粒的方法，其特征在于，以重量计，20-40份绝干污泥所需配料为：氯化亚铁3-8份、粉煤灰30-50份、氯化镁3-8份、200目以上的电石渣或石灰2-5份、废钢渣或铝矾土10-20份。
3.如权利要求1或2所述利用高含水污泥制备陶粒的方法，其特征在于，所述步骤2)中，脱水干化将混合泥饼的含水率降低至20~60%。
4.如权利要求3所述利用高含水污泥制备陶粒的方法，其特征在于，步骤2)中，利用高压板框对混合泥浆进行压滤脱水，然后送至污泥干燥棚干化。
说明书
一种利用高含水污泥制备陶粒的方法
技术领域
本发明属于环境技术领域，涉及固体废弃物的资源化利用，尤其涉及一种利用高含水污泥制备陶粒的方法。
背景技术
市政污泥，主要指污水处理后的附属品，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均值体，其成分会因经济发展水平、生活习惯以及季节变化等因素产生不同程度的变化。随着我国城市化进程的加速，城市污水处理率逐年提高，污水处理厂产生的污泥排放量与日俱增。从污水处理厂重力沉淀池排出的污泥其含水率在90%以上，必须要经过机械脱水之后才能达标排放。GJ3025-1993《城市污水处理厂污水污泥排放标准》中明确规定：在厂内经稳定处理后的城市污水处理厂污泥宜进行脱水处理，其含水率宜小于80%。近年来，考虑到污泥在这个湿度下仍然易滋生微生物，有将该标准提高到60%以下的趋势(参见《城市污水厂污泥处理处置技术规范(征求意见稿)》)。然而，即便是含水率在60%以下的市政污泥，其中还含有很多重金属、有机物等有毒有害物质，如仅用填埋、堆肥等简单方式处置极易造成土地的二次污染。因此如何无害化、减量化、资源化处置市政污泥已成为环保行业乃至各级政府的重要工作之一。
有研究表明，市政污泥的主要成分与粘土类原料比较接近，以其为主料制作陶粒能够实现城镇固体废弃物的减量化、无害化和资源化，无疑是目前最好的处理方式。利用市政污泥制作陶粒，目前主要有两种工艺：(1)湿法制陶 宜首先将污泥干化至含水率在60%以下，并添加一定量的辅料和添加剂，混合均匀后烧结(参见《城市污水厂污泥处理处置技术规范(征求意见稿)》第14.3节，制陶粒)。也有文献记载使用含水率为75%-85%的污泥进行湿法制陶。但是，含水率低于85%的污泥已呈半固态状(图1是含水率为85%的污泥照片)，早已丧失流动性。同时，由于污泥中还含有大量头发、絮状物等杂质，在这种状态下加入配料，搅拌起来非常困难，靠机械力很难使它们混合均匀。原料混合不均会直接影响陶粒的烧结成品率，烧制后的陶粒易开裂且易形成空腔，致使其硬度、外观达不到要求。此外，由于原料含水率较高，烧制时就需要反复烘干，生产周期随之被拉长。另一方面，含水率在60%-85%的污泥黏性较强，对搅拌混合设备要求较高(比如要增大功率)，直接增加了生产成本。(2)干法制陶 先将从污水处理厂排出的市政污泥烘干成绝干泥，粉碎、研磨成小于200目的粉末，与其它配料混匀后加水调制、成型、烧制。干法制陶时，原料在粉末状态下混合，操作起来虽然比湿法混合容易很多，但仍然很难实现彻底混匀。更重要的事，原料需要经历两次烘干和一次粉碎处理，需要加大设备投入，这无疑会增加生产成本。
发明内容
基于现有技术所存在的种种问题，本发明提供了一种利用高含水污泥制备陶粒的方法。
为达上述目的，本发明采取了如下技术方案：一种利用高含水污泥制备陶粒的方法，包括以下步骤：1)将污泥含水率调节至90-99.6%，加入配料，搅拌均匀;2)将搅拌均匀的混合泥浆脱水干化，得混合泥饼，对混合泥饼进行造粒成型、高温烧结，即得陶粒成品。
以重量计，20-40份绝干污泥所需配料为：氯化亚铁3-8份、粉煤灰30-50份、氯化镁3-8份、200目以上的电石渣或石灰2-5份、废钢渣或铝矾土10-20份。
所述步骤2)中，脱水干化将混合泥饼的含水率降低至20~60%。
所述步骤2)中，利用高压板框对混合泥浆进行压滤脱水，然后送至污泥干燥棚干化。
从污水处理厂重力沉淀池排出的污泥含水率在90-99.6%，呈流体状态，具有很好的流动性，可以直接利用。对于其他来源的污泥，若含水率低、流动性差，可以通过加水来提高其含水率，满足90-99.6%的含水率要求后亦适用本发明的方法。图2是含水率为90%的污泥照片，事实上，污泥含水率在90-99.6%之间变化时，其外观状态看起来都比较接近。本发明以其为初始原料，往里面投加配料后通过简单搅拌就可使各原料混合均匀。脱水干化将混合泥饼的含水率降低至20~60%，既有助于成型，又降低了烧制难度(含水率太高，烧制时间长且陶粒易炸裂)。配料中，氯化亚铁、氯化镁能够促进水分从污泥中析出;粉煤灰、电石渣或石灰在压滤时可以起到支撑作用，有助于压滤的顺利进行;此外，粉煤灰还是构筑陶粒骨架的重要成分，可以提升陶粒的支撑强度。
本发明中，由于原料的混合均匀性大幅度提升，成品率也随之提高，在95%以上。同时，与传统的干法制陶相比，本发明的能耗低，节约了烘干、粉碎设备，具有较高的经济效益，真正为市政污泥的处理找到了出路。
