[發明專利]一種石油化工有機廢水生物處理剩余污泥資源化利用方法

無效

• 申請號: 201310475444.6
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103553702A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 張文藝;戴如娟;鄭澤鑫;劉芳;吳凌云
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B33/132;B01D39/20
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技術領域

本發明屬于固體廢棄物資源化利用領域，具體涉及一種以石油化工有機廢水生物處理過程中產生的剩余污泥（簡記：石化剩余污泥）及河道底泥、粉煤灰、民用建筑廢玻璃等大宗量固體廢棄物為原料制備水處理濾料的制備方法。

背景技術

石油化工有機廢水作為一種典型的有機化工類工業廢水，在使用活性污泥法（或生物膜法）凈化處理時，剩余污泥中除含有生物殘體外，還包括微生物降解過程中產生的中間產物、吸附在活性污泥表面的膠狀體和溶解性有機物、部分無機物及少量重金屬元素（Cr、Ni、Zn、Co、Pb等）。這些污泥含水率通常大于99.5%。為減少污泥體積，脫水過程中一般通過添加調理劑（生石灰），使得脫水后的污泥含水率小于40%。我國對這類石油化工污泥廣泛采用焚燒或填埋處置，但存在操作成本高、二次污染等問題，特別是焚燒過程中的二噁英污染。而國外采用的溶劑萃取、固液分離等技術，由于投資、操作成本及技術等原因，在國內也很難得到應用和推廣。同時，這些含有生石灰的生物污泥，由于大量Ca的存在，使得其也不能像市政污泥那樣直接用作制磚、水泥及工業陶粒原料。因而，尋求一種資源化石化剩余污泥處置方法意義重大。

濾料作為生物膜法微生物載體，其性能的好壞直接影響著水處理效果。傳統陶粒濾料主要使用粘土、頁巖等不可再生資源為原料，限制了陶粒濾料的產量。近年來，分別以粉煤灰、煤矸石、市政污泥、各類工業污泥（如電鍍污泥、造紙污泥、電解污泥等）、河浜底泥等大宗量固體廢棄物為原料的陶粒濾料制備逐漸成為研究熱點。本發明人（張文藝）利用河浜底泥為原料（專利授權公告號：CN101711931B）成功燒制出比表面積大、孔隙率高、性價比高的水處理專用濾料。南京工業大學分別利用化工企業經過機械壓濾脫水后的污泥、化工污泥焚燒灰渣（專利授權公告號：CN102285786B；CN102285787B）燒制出污泥陶粒，陶粒的重金屬浸出濃度遠低于《GB5085.3-2007危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》中規定的浸出液最高允許濃度。

發明內容

本發明的目的是提供一種石化剩余污泥資源化利用方法，即以石化剩余污泥、河道底泥、粉煤灰、民用建筑廢玻璃、粘土按一定比例混合作為原料制備球形、輕質水處理濾料的方法。由此方法制造的濾料專門用于污水處理。

本發明采用的污泥取自中石化集團某石化污水處理廠，為石油化工有機廢水生物處理過程中產生的污泥（含水率99.5%以上）通過添加調理劑（生石灰）脫水后的污泥餅（含水率小于40%）。該污泥有機物含量高、熱值大，CaO含量較高（干燥后的污泥CaO質量分數為30-40%），含有一定量的Si、Al、Fe礦物成分和少量的Mg、K、Na等無機成分。

本發明的水處理濾料的原料各組分的質量配比為：石化剩余污泥10-20%；粉煤灰20-30%；河道底泥30-50%，廢玻璃粉10%；粘土0-25%；另加原料總重量25-30%的水，依次經過造粒、干燥與高溫燒結形成本發明的水處理濾料。

本發明濾料制造方法包含以下步驟：

（1）原料干化

將石化剩余污泥、河道底泥、粘土分別在105℃條件下烘干，隨后置于行星式球磨機中粉碎，過100目篩分后，收集備用。粉煤灰經105℃條件下烘干，過100目篩后備用。將民用建筑廢玻璃，經機械破碎至5mm以下后，置于行星式球磨機中粉碎，過100目篩分后，收集備用。

（2）原料混合、造粒及干燥

將石化剩余污泥、河道底泥、粉煤灰、廢玻璃粉等原料按照一定比例混合均勻，加入原料重量25-30%的水進行造粒得到污泥生料顆粒，該生料顆粒粒徑控制在4-7mm；并將其置于烘箱中于105℃條件下烘干。

（3）濾料煅燒

將烘干后的污泥生料顆粒置于管式燒結爐中，以4℃/min的升溫速率升溫至300-450℃，在此溫度下恒溫20min，使污泥中有機質充分燃燒，形成內外相通的孔隙。再以2-4℃/min的升溫速率將溫度升至1130-1150℃，在此溫度下恒溫20min，使生料顆粒開始軟化并形成液相，同時產生少量的氣體，進一步促進內部孔隙的形成。

（4）最后，關閉管式燒結爐，自然冷卻至室溫，即得到污泥水處理濾料成品。

按上述方法制備的水處理濾料各項理化指標均達到國家《CJ-T299-2008水處理用人工陶粒濾料》標準規定要求。其中：堆密度710-790kg/m³，空隙率46-52%，1h吸水率12%-26%，鹽酸可溶率＜2%，比表面積2.0-2.7m²/g。

本發明的有益效果：