[發(fā)明專利]一種活性污泥摻混粉煤灰免燒陶粒的制備方法

有效

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• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102351557A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬放;黃旭;邱珊;徐善文;劉子述
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B28/04;C04B18/30;B28B1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 金永煥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陶粒的制備方法。

背景技術(shù)

中國是世界上的產(chǎn)煤大國，到目前為止，粉煤灰作為排放量最大的工業(yè)廢料產(chǎn)量己經(jīng)超過億噸。粉煤灰的排放不僅占用土地資源，造成資金的浪費(fèi)，更重要的是造成嚴(yán)重的大氣污染、土壤污染和水資源污染，危害自然環(huán)境和人類健康。所以，對粉煤灰進(jìn)行綜合研究，合理的回用隨意排放的粉煤灰，對于保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境、造福人類，具有明顯的研究價值和社會意義。

在污水處理過程中，產(chǎn)生大量污泥，其數(shù)量約占處理水量的0.3％～0.5％左右(以含水率97％計(jì))。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)保意識的增強(qiáng)，污水處理事業(yè)不斷發(fā)展，污水廠總處理水量和處理程度不斷擴(kuò)大和提高，產(chǎn)生的污泥量日益增加。污泥中含有大量的有毒有害物質(zhì)，如寄生蟲卵、病原微生物、細(xì)菌、合成有機(jī)物及重金屬離子等，因此污泥需要及時處理與處置以確保污水處理效果，使有毒有害物質(zhì)得以妥善處理或利用，并使容易腐化發(fā)臭的有機(jī)物得到穩(wěn)定處理。污泥處理處置的投資和運(yùn)行費(fèi)較高，如處置不當(dāng)，將造成“二次污染”，這已成為環(huán)保領(lǐng)域的難題，備受關(guān)注。

我國大部分生產(chǎn)的陶粒都以燒結(jié)工藝為主。燒結(jié)法生產(chǎn)陶粒存在著建廠投資大、工藝技術(shù)復(fù)雜、耗能高的問題，這不僅約束了陶粒制品的應(yīng)用，而且也嚴(yán)重地限制了陶粒生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。

目前市場大量需求陶粒，針對燒結(jié)工藝的缺陷，很早以前，人們就開始了對免燒陶粒制備工藝上的研究，雖然己經(jīng)開發(fā)出產(chǎn)品，但并未被推廣使用，主要問題是密度偏高，不適應(yīng)作為曝氣生物濾池中的填料，較低的空隙率致使它無法提供微生物生長的場所，也不能夠截留污水中的SS和剩余污泥；填料的性質(zhì)直接影響到曝氣生物濾池中微生物降解有機(jī)物性能的優(yōu)劣并影響到污水廠的處理成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決燒結(jié)法制備陶粒存在成本高、污染大，及免燒陶粒密度大的問題，而提供了一種活性污泥摻混粉煤灰免燒陶粒的制備方法。

活性污泥摻混粉煤灰免燒陶粒的制備方法按以下步驟進(jìn)行：一、粉煤灰、膠凝材料和外加劑進(jìn)行預(yù)處理后按質(zhì)量比7～9∶6～8∶1～3混合，得粉料；二、將膠凝材料質(zhì)量35％～65％的城市污水廠二沉池污泥與粉料混合，然后放入成球造粒機(jī)中，在成球盤的角度為45～75°、轉(zhuǎn)速為30～70r/min的條件下成球造粒機(jī)運(yùn)行30～50min，運(yùn)行期間需重復(fù)操作粉碎、混勻和再次成球的過程3～5次，獲得粒徑為5～8mm的陶粒；三、步驟二中所得陶粒采用覆蓋濕潤草席的方法養(yǎng)護(hù)14～18h，得到初養(yǎng)陶粒；四、初養(yǎng)陶粒采用80～85℃的蒸汽養(yǎng)護(hù)6～10h，得免燒陶粒，即完成活性污泥摻混粉煤灰免燒陶粒的制備；其中步驟一中膠凝材料為硅酸鹽水泥，外加劑為生石灰。

本發(fā)明以城市污水廠二沉池污泥、熱電廠燃后的粉煤灰為原料加以利用，對于粉煤灰和剩余物泥的減量化和資源化提出了一種新的思路；另外二者均為廢棄物，其成本較頁巖和粘土等低廉，同時減輕了固廢堆放對周邊環(huán)境造成的污染，實(shí)現(xiàn)了資源的再利用，遵從國家關(guān)于構(gòu)建兩型社會的倡導(dǎo)，具有顯著的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明制備所得活性污泥摻混粉煤灰免燒陶粒，可用于水處理工程；本發(fā)明克服了燒結(jié)法制備陶粒成本高、污染大的缺點(diǎn)；除此之外，由于添加污泥使其具備了容重輕、孔隙率高的優(yōu)點(diǎn)，在處理工程中作為載體時可負(fù)載較大生物量。

本發(fā)明中陶粒強(qiáng)度形成的原因是膠凝材料中的硅氧化物、鋁氧化物和粉煤灰中的玻璃體在堿性條件下溶解后釋放的硅氧化物和鋁氧化物可以發(fā)生水化反應(yīng)，具有成硬的特性。

本發(fā)明中采用濕潤草席，覆蓋陶粒進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)；這是因?yàn)橥ㄟ^造粒得到的球形物表面較為濕潤，直接進(jìn)行高溫蒸養(yǎng)，表面易碎裂，使得成品陶粒強(qiáng)度低于5Mpa，對此需要先進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)14～18h可使初養(yǎng)陶粒被硬殼包裹，避免開裂問題。將自然養(yǎng)護(hù)后的陶粒進(jìn)行高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)，可加快無機(jī)膠凝材料的水化反應(yīng)進(jìn)程，同時高溫還可使二沉池污泥中微生物體內(nèi)水分脫除，進(jìn)而在陶粒內(nèi)部形成孔隙，提高陶粒的孔隙率(孔隙率為45％～60％)。

附圖說明

圖1為具體實(shí)施方式十五中所得活性污泥摻混粉煤灰免燒陶粒的電鏡圖。

具體實(shí)施方式