[發明專利]一種超輕陶粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201110058145.3
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102180607A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王云峰;黃德勝;嚴捍東
• 申請（專利權）人: 廈門市萬景霖科技有限公司
• 主分類號: C04B14/02
• 分類號: C04B14/02;C04B33/132
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種超輕建筑陶粒，尤其是涉及一種采用精對苯二甲酸(Pure?Terephthalic?Acid，PTA)石化沉淀污泥、海泥、淤泥、廢石粉等固體廢渣為原料的超輕陶粒及其制備方法。

背景技術

污泥是指用物理法、化學法、物理化學法和生物法等處理廢水時產生的沉淀物、顆粒物和漂浮物。污泥一般指介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵輸送，但它很難通過沉降進行固液分離。懸浮物濃度一般在1％～10％，低于此濃度常常稱為泥漿。由于污泥的來源及水處理方法不同，產生的污泥性質不一，污泥的種類很多，分類比較復雜，目前，一般可以按以下方法分類^[1，2]：

(1)按污泥的來源分，主要分為給水污泥、生活污水污泥和工業廢水污泥三類。給水污泥是指城市生活用水的過濾、消毒過程中產生的污泥，其主要成分來源于城市給水原水所含顆粒、膠體和部分可溶性物質，以無機物為主。生活污水污泥是指城市污水處理廠處理生活污水過程中產生的污泥，其主要成分為有機物。而工業廢水污泥是工業生產過程中產生的廢水處理時產生的污泥，以無機物為主，重金屬含量較高，且成分復雜，處理十分困難。

(2)按污泥的成分性質分，可以分為有機污泥和無機污泥。以有機物為主要成分的稱為有機污泥，其主要特征是有機物含量高，易腐化發臭，比重較小，顆粒較細，含水率高，且不易脫水。它是呈膠狀結構的親水性物質，易用管渠輸送。其中往往還含有很多植物營養元素、寄生蟲卵、致病微生物及重金屬離子等。初次沉淀池、二次沉淀池的沉淀物均屬有機污泥。以無機物為主要成分的稱為無機污泥，又稱沉渣，其主要特性是顆粒較粗，比重較大，易于脫水，但流動性差，不易用管渠輸送，也不易腐化。主要來自沉砂池、某些工業廢水的物理以及化學處理過程中的沉淀物。

(3)按污泥在不同的處理階段分，又可分為生污泥、濃縮污泥、消化污泥、脫水干化污泥、干燥污泥以及污泥焚燒灰等。

(4)按水處理的階段分，還可分為初沉污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥與化學污泥(深度處理污泥)等。

隨著各地城市污水處理設施的興建及污水處理率的提高，國內污水廠污泥產量越來越大，且其成分相對于工業廢水污泥更為簡單，是國內外在污泥無害化、資源化綜合利用領域的主要研究對象。污泥陶粒最早由Nakouzi?S.等提出，是以污泥為主要原料，摻加適量輔料，經過成球、焙燒而成的。由于陶粒密度小，內部多孔，形態成分較均一，且具有一定強度和堅固性，因而具有質輕、耐腐蝕、抗凍、抗震和良好的隔絕性等多功能特點，利用陶粒這些優異的性能，可以將它廣泛應用于建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門。

杜欣等^[3，4]使用北京清河污水處理廠的脫水污泥作為主要原料，綜合考慮強度與經濟性，適宜的物料配比是干污泥50％、粉煤灰30％～40％、粘土10％～20％，并加入廢石粉。綜合考慮產品性能與經濟性，污泥最大摻加量可達80％，燒結工藝為350℃預熱20min，1060℃燒結15min。

黃川等^[5]使用重慶市井口污水廠脫水消化剩余污泥和重慶珞璜電廠粉煤灰為主要原料，建筑工地粘土為輔料。

許韶波^[1]以活性污泥為主要原料，添加一定量的高嶺土、粉煤灰等，原料造粒后經100～110℃干燥，400℃預熱20min，再經1150℃燒脹5min。

岳敏等[6]以污泥作為主要原料，添加粉煤灰與粘土作為輔料，可以燒制出性能良好的陶粒。污泥與輔料的最佳質量配比為污泥∶粉煤灰∶粘土＝2∶3∶1，燒制陶粒的最佳工藝條件為：干燥時間1h，預熱溫度300℃，預熱時間20min，焙燒溫度1100℃，焙燒時間8min。最佳條件下燒制的陶粒的比表面積為4.222m²/g，堆積密度為635kg/m³，顆粒密度為1146kg/m³，孔隙率為22.4％，鹽酸可溶率為0.18％，破碎率為0.4％。

賀君等^[7]設計了以天津凌莊自來水廠的給水廠污泥和天津東郊污水處理廠的污水廠污泥2種污泥為原料焙燒陶粒的工藝流程。通過實驗，研究了其工藝過程中的影響因素并確定了工藝參數。性能檢驗結果表明，添加量為30％的混合污泥陶粒，在1140℃焙燒5min，可得到強度標號為40MPa的高強陶粒。