[發明專利]一種磷石膏基污泥干化劑的制備方法及其在干化污泥上的應用

有效

• 申請號: 201410168559.5
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104045298A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 黃緒泉
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B7/21;C02F11/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明專利涉及一種磷石膏基污泥干化劑的制備方法，以磷石膏為基礎原料主，經摻雜礦渣、熟料混合后，添加激發劑制得快速干化脫水污泥、提高污泥固化體強度的常溫干化劑，并將該干化劑應用于脫去城市污水污泥中的水分。?

背景技術

磷石膏是以磷礦原料濕法生產磷酸的工業副產品，1噸磷酸產生磷石膏5～6t(干基),實物量約7t，全國每年產生量約5000萬噸，磷石膏的累積量已超過2億噸，均以渣場堆存形式處置,各類渣場用地達18000畝以上。磷石膏中所含酸、氟化物等雜質，在堆存過程中造成對水、土壤的環境污染。磷石膏資源化綜合利用是解決磷石膏環境污染問題的最住途徑，但由于磷石膏中殘留磷、氟會造成水泥過度緩凝和強度降低；制作砌塊強度不高；用作粉刷石膏等因其含雜質呈灰黑色影響外觀；用做道路基層耐水性和抗凍性差；制硫酸銨和聯產水泥投資大、生產成本過高等問題，這些導致磷石膏資源化利用率和附加值均不高。?

高爐礦渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的廢物。在冶煉過程中，當爐溫達到1400～1600℃時，加入高爐的鐵礦石、燃料(焦炭)和助熔劑發生高溫反應生成生鐵和高爐礦渣，其中高爐礦渣以富含SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO等化學成分組成的易熔混合物，在急冷下具有較高潛在活性。因礦石種類和冶煉方法各異，高爐礦渣排放量也不同，通常情況生成1噸生鐵，產生0.25～1.2噸高爐礦渣。?

目前我國鋼鐵企業每年的礦渣排放量高達6000萬t以上，隨著鋼鐵工業的發展,各種高爐礦渣的堆積量日益增多，截至2010年，我國高爐礦渣排放量已超過1億噸。大量的高爐礦渣若不及時處理和綜合利用，會出現渣滿為患，占用土地、填滿溝溪、淤塞河道、破壞環境并造成污染，同時影響鋼鐵工業可持續發展。?

目前我國生活污水處理廠每年排放的污泥量以含固率20％計，全國每年的污泥總產量已經突破3000萬噸，年增長率大于10％，伴隨我國城市污水處理率迅速提高，污泥產生量將?不可避免地相應增長，據推測在2020～2025年之間每年的污泥總產量更將突破6000萬噸大關，消納問題日益突出，急待解決。但由于城市污泥經過常規的濃縮脫水后含水率仍高達70％～85％。而作為制磚用污泥含水率要求≤40％(CJ/T289-2008)；混合填埋用泥要求污泥含水率≤60％(CJ/T249-2007，GB/T23485-2009)，最大只能摻入8％污泥，作為填埋場覆蓋土含水率＜45％(CJ/T249-2007，GB/T23485-2009)；作為土地改良用污泥含水率＜65％(CJ/T291-2008)，pH值6.5～10；作為農用污泥含水率＜60％(CJ/T309-2009)；作為園林綠化用污泥含水率＜40％(GB?T23486-2009)，因此，過高的污泥含水率必然會直接影響污泥處置與資源化的實施，污泥的有效干化是關鍵。?

目前污泥干化技術主要有熱干化、生物干化和無機材料干化三種方式，其中以生物干化問題多應用很少，熱干化技術使用最為普遍，但其耗能高、投入設備大，也不便就地處理湖底污泥，無機材料干化應用比較多是石灰和水泥等進行干化，但是干化時間長、干化后污泥耐水性差，另外石灰和水泥生產是需要煅燒的、資源也有限。?

發明內容

本發明的目的在于利用礦渣、鋼渣等對磷石膏進行改性激發制備出了一種新型污泥干化劑，原料為工業廢棄物、成本低廉、干化效果良好，有利于消納大量廢棄的、污染大的磷石膏同時，解決城市污泥干化問題。?

本發明是這樣實現上述目的的：?

一種磷石膏基污泥干化劑的制備方法，以磷石膏為基礎原料，添加高爐礦渣、鋼渣、熟料后攪拌30～45min制得膠凝材料，膠凝材料混合均勻后在再加入化學激發劑配成磷石膏基污泥干化劑。磷石膏基污泥干化劑的組分包括磷石膏、高爐礦渣、鋼渣、熟料、化學激發劑，按重量百分比計，磷石膏為40～60％，高爐礦渣為20～40％，鋼渣5～15％，熟料5～15％，化學激發劑0.5～1.5％。進一步優選為：按重量百分比計，磷石膏為40％，高爐礦渣為40％，鋼渣10％，熟料10％，化學激發劑0.75％。?