[發明專利]一種利用調理脫水后污泥燒制陶粒的方法

有效

• 申請號: 201310662705.5
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103693943A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 李依麗;楊珊珊;李艷玲;尹晶
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明屬于環保領域中固體廢物處理技術領域，具體涉及的是一種城市生活污泥的處理處置方法。

背景技術

城市污水處理廠污泥是污水處理的伴生產物，組成極其復雜，體積大、易腐敗、有惡臭。污泥所具有的高含水量及疏松顆粒結構等物理性質和多變、極不穩定的化學特性，不僅使其處理過程耗資巨大，而且使其高效處理仍存在一定的技術難度。因此，污泥處理處置問題已經成為城市污水廠的沉重負擔，甚至成為某些污水廠正常運營的巨大障礙。我國2009年實施的《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策(試行)》特別強調“污泥處理設施必須與污水處理設施同時投入運行”，因此如何合理地處理、處置污泥，已成為城市污水廠和相關部門必需引起重視的問題。由于城市污水污泥的主要成分與粘土類的原材料比較接近，以其為主料制作陶粒能夠實現城鎮固體廢棄物的減量化、無害化和資源化，已經漸漸成為近年來污泥處理處置領域的研究熱點和發展方向。

污泥燒制陶粒之前必須先進行脫水預處理，降低污泥的含水率。目前主要是通過有效的污泥調理，提高污泥的脫水性能，實現污泥高干度脫水。就目前污泥處理方法來看，最為有效的方法是通過投加化學藥劑來改善污泥的脫水性能，使污泥顆粒絮凝，結構增強，以利于機械脫水，但是污水處理廠產生的剩余污泥經脫水處理后含水率仍較高，基本維持在80%左右，難以滿足污泥資源化利用的要求。經研究發現添加物理調理劑，如粉煤灰、石膏、鋸末、麥麩等，作為污泥絮體結構的“骨架”，被認為可以有效提高污泥的透水性，降低濾餅含水率。因此兩種藥劑聯合調理污泥是目前污泥調理脫水研究的方向和主流。同時，有些物理調理劑中含有大量的SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO,Na₂O和K₂O等成分。其中SiO₂、Al₂O₃為陶粒形成強度和結構的主要結構基礎,而適量的MgO、CaO、Na₂O和K₂O等堿性金屬氧化物作為助熔劑可降低燒制溫度，擴大燒制的溫度范圍，并能防止坯料在燒制中粘結，增加膨脹氣體的產生,有利于料球的膨脹。將調理脫水后的濾餅直接制成生料球，可以大幅度的減少原料混勻前烘干、研磨過程所消耗的能源，降低成本，縮短生產周期，更能有效地利用污泥中的可燃性物質在燒制過程產生的熱量，使其真正實現資源化。

發明內容

本發明是針對現有技術中的不足，提供了一種有效的處理、處置城市污水污泥的方法，并建立了一套污泥資源化利用的流水線，用于制備一種輕質，力學性能好、生產成本低的污泥陶粒。

本發明是通過如下技術方案實現的，具體包括以下步驟：

（1）原料配比：以干污泥的重量為基準的污水污泥、活性白土、廢石膏、植物性園林廢棄物、三氯化鐵和硫酸鋁的質量百分比為（30%～50%）：（20%～40%）：（10%～20%）：（2%～5%）：（3%～7%）：（1%～3%）；

（2）混勻過程：將污水污泥的含水率調節至99.6‐99.8%泵入到攪拌機中，按照步驟（1）中所述的原料配比，先加入三氯化鐵和硫酸鋁，混勻至少30min后，再分別投入活性白土、廢石膏和園林廢棄物粉末，攪拌均勻制成混合料；

（3）壓濾成型過程：將步驟（2）中所述的混和料送到轉筒離心機中脫水，將脫水后含水率為65～70%的泥餅晾曬24～36h，待其含水率為55～60%時送到造粒機中，制成粒徑8～10mm的生料球；

（4）干燥與焙燒過程：將步驟（3）所述的生料球在105℃下烘干1～2h，干燥的目的為了去除料球中的部分水分，防止焙燒過程中裂球；然后將生料球送入馬弗爐中預熱和燒結，預熱是為進一步調整生料球的化學組成，主要是降低燒脹前料球中碳的含量，以達到最佳的燒脹結果，設定升溫速率為10～15℃/min，在250～350℃下預熱20～30min，之后以相同的升溫速率升至600℃，在600℃下保持15～20min，調整升溫速率以30～50℃/min快速升溫至900～1000℃恒溫焙燒10～15min；

（5）出料冷卻過程：將燒好的陶粒隨爐冷卻到550℃后取出冷卻至室溫；

（6）篩分：將步驟（5）所得的的陶粒進行篩分，得到不同粒徑的產品。

所述的園林廢棄物是指綠化植物自然或養護過程中所產生的喬灌木修剪物（間伐物）、草坪修剪物、落葉、枝條、花園和花壇內廢棄草花以及雜草等植物性材料。將其干燥后粉碎過100目篩。