[發明專利]一種摻雜紙粉的自來水廠污泥基多孔陶粒的制備方法

在審

• 申請號: 201710077815.3
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106747612A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 鄭育毅;張鵬帥;劉常青;劉文偉;吳春山;王菲鳳;趙由才;李家兵;孫啟元;謝蓉蓉;汪清環
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B33/132;C04B33/32;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及一種多孔陶粒的制備方法，特別是涉及一種作為污水處理材料的自來水廠污泥基多孔陶粒，摻雜紙粉以提高燒結時陶粒的孔隙率，提升其吸附性能摻雜紙粉的自來水廠污泥基多孔陶粒制備方法。

背景技術

陶粒是指粘土或污泥球狀顆粒經高溫煅燒制成的具有較高表面孔隙率的物質。它具有一定的比表面積和多孔結構，具有較好的吸附性能，可作為污水處理的吸附劑吸附污水中的重金屬、有機物、磷酸鹽等，也可作為填料，表面附長微生物。

伴隨城鎮化進程，城鎮自來水廠建設數量與規模快速增加，污泥作為自來水生產副產物的總量也迅速攀升，處置不當就會造成環境的二次污染。自來水廠污泥處理與處置也成為當今環境發展過程中亟需解決的問題。

自來水廠污泥源于制水過程的絮凝反應階段，主要成分是混凝劑水解殘渣和被混凝劑絮凝包裹的粘土類懸浮物，因而當中含有一定量的鐵鹽和鋁鹽，使其對污水中的磷酸鹽有很好的去除效果，可作為制備吸附磷酸鹽的原材料。

由于污泥所含有機質很低，在燒結制得得陶粒孔隙率不高，很大影響了性能和應用范圍與價值。

紙粉是指成品紙、紙品加工廢料、廢紙、紙漿或漿板經研磨再加工形成的細纖維或粉末。摻入紙粉到污泥中，可提高污泥的有機質含量，在污泥燒結時可增加陶粒的孔隙率，使其比表面積更大、吸附性能更佳。

本發明采取向自來水廠污泥中摻雜紙粉制備多孔陶粒，提高污泥基陶粒的比表面積和吸附性能，同時實現污泥和廢紙的資源化利用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種摻雜紙粉的自來水廠污泥基多孔陶粒的制備方法與應用，以一種簡單可操作的方式，改善污泥基陶粒的性能，提升其在污水處理應用中的功效。

本發明的目的是通過如下方案實現的：

1、原料準備

自來水廠污泥在自然條件下風干，除去大顆粒石質雜物后破碎至4‐8mm，再經研磨、過100目篩得到粉末狀污泥。將紙品經專用設備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀。

2、摻雜配比(重量份比)

污泥：紙粉＝10～20:1

3、制備步驟：

⑴將摻好比例的污泥和紙粉用水調勻，團制成粒徑0.5-0.8cm的微球，自然風干。

⑵將步驟⑴的微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度400-600℃，停留2-3h后，停止加熱并降溫至80℃出料得到煅燒料，放在干燥器內冷卻.

⑶待煅燒料冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105-110℃烘干至恒重，最終獲得摻雜紙粉的污泥基多孔陶粒。

本發明紙品是指成品紙、廢紙或紙漿。。

本發明的優點在于：

本發明工藝簡單，成本低廉，解決了傳統污泥基多孔陶粒孔隙率不足的問題，大幅度提升了污泥基陶粒的性能與污水處理功效，促進自來水廠污泥和廢紙變廢為寶的資源化利用。

具體實施方式

實施例1

⑴將取回來的自來水廠污泥(含水率65‐80％)在自然條件下風干，除去大顆粒石質雜物后破碎至4‐8mm，再經研磨、過100目篩得到粉末狀污泥。廢紙經專用設備破碎、研磨、過篩，成為100目的紙粉。

⑵將10kg過100目篩網的污泥和1kg廢紙紙粉按10:1的比例用水調勻，團制成粒徑0.5‐0.8cm的微球，自然風干。

⑶將⑵置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度400℃，煅燒時間3h后，停止加熱并降溫至80℃出料得到煅燒料，放在干燥器內冷卻。

⑷待煅燒料冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105℃烘干至恒重，得到本實施例的摻雜紙粉的污泥基多孔陶粒。

比表面積測定：與單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒比表面積4.03×10⁴cm²·g^‐1相比較，本實施例所制備的自來水廠污泥基多孔陶粒比表面積為10.48×10⁴cm²·g^‐1，提升了1.60倍。