[發明專利]一種利用剩余污泥制備泡沫液和多孔陶瓷濾料的方法

有效

• 申請號: 201710112091.1
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106927860B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張東;李艷;陳偉;張思宇
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;C04B38/10;C04B38/08;C04B33/132;C04B33/13;C04B28/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 劉忠達

本發明公開了一種利用剩余污泥制備泡沫混凝土用泡沫液和具有吸附重金屬功能的水處理用多孔陶瓷濾料的方法。其涉及剩余污泥的綜合利用和水處理材料的制備。包括如下步驟：（1）取新鮮的剩余污泥，加入硫酸溶液和納米鈦酸鈣粉體，攪拌反應，再加入硅藻土，加熱反應，固液分離，得到液體A和固體A；（2）于固體A中加入氫氧化鈉溶液，加熱反應，固液分離，得到液體B和固體B，將液體A和液體B混合，調整pH值為5?8，固液分離，得到固體C和泡沫液；（3）將固體B和固體C球磨，混合，成型，干燥，煅燒，即可得到多孔陶瓷材料，可用作重金屬吸附劑或具備吸附重金屬功能的陶瓷濾料。本發明工藝簡單，穩定性好，處理和利用剩余污泥的同時，得到了泡沫液和陶瓷濾料，成本低，無二次污染，具有良好的經濟效益和環境效益。

技術領域

本發明屬于環境技術和建筑材料領域，具體涉及一種利用剩余污泥制備泡沫混凝土用泡沫液和具有吸附重金屬功能的多孔陶瓷濾料的方法。

技術背景

污水處理廠在生化法處理廢水的同時會產生大量的剩余污泥，污泥中含有大量有毒有害物質，必須及時的處理處置。目前，對于剩余污泥的處理和處置方法主要有填埋、焚燒和堆肥等。填埋法需要大量的土地，同時也存在著安全隱患；焚燒法能耗高，易產生二噁英等有害廢氣；而堆肥時污泥中的有害物質不能徹底去除，這些有害物質進入環境生態系統，對生物造成危害。污泥的資源化利用是最理想的方案，目前已經有很多報道，如利用污泥提取蛋白質，制備蛋白質發泡液（相玉琳，60Co C-ray/H2O2 法與化學法對污泥蛋白發泡液性能的改善研究，天津大學，碩士論文，2011年；李亞東，用污泥水解蛋白質生產泡沫混凝土的方法，發明專利， CN 100441545C；污泥蛋白提取資源化技術研究進展，唐霞 等，廣東化工，2013.12:97）；將污泥作為一種成分添加燒制建筑用磚，制水泥，制陶瓷和制備活性炭等（李鴻江 等，污泥資源化利用技術，冶金工業出版社，2010年；周中德，發明專利，污泥環保砌塊，授權公告號 CN 102627433 B）。提取污泥中的蛋白質制備發泡劑主要采用酶催化水解法，酸高壓熱催化水解法和堿高壓熱催化水解法等。這些方法中，酶法成本高，酸或堿熱解法都需要高溫和高壓條件，這在實際應用中成本高，對設備工藝要求高，而且水解后還會產生大量的固體廢棄物，還需進一步處理。在燒制水泥、制磚和燒制陶粒應用技術中，都是將干縮污泥直接加入，這樣受產品有害物質限量的影響，使用過程中污泥的添加量有限，而且污泥中有用的蛋白質類物質直接燒掉，沒有得到利用。梁林華和梁彬采用生石灰改性污泥，直接與水泥混合，加入發泡劑，制備污泥發泡輕質混凝土（發明專利：ZL200810171725.1，污泥處理方法和該方法生產的污泥發泡輕質混凝土及用途）。該方法雖然綜合利用了污泥制備了輕質發泡混凝土，但是該方法需要額外添加發泡劑，成本高；而且，污泥成分復雜，雜質未去除，會影響混凝土的強度和耐久性；同時污泥中的重金屬等有害物質未去除、也未很好地固化，混在混凝土中，隨著混凝土材料的風化脫落和日后的拆除，會進入環境，存在嚴重的環境污染風險。

在現有的生物濾池使用的濾料中，陶粒濾料具有微孔豐富、比表面積高、掛膜性能好和截污能力強等優點，越來越受到業界的重視。目前，陶粒濾料主要包括黏土陶粒濾料、頁巖陶粒濾料、粉煤灰陶粒濾料和污泥陶粒濾料等。這些陶粒濾料，燒制材料都使用粘土等不可再生資源作為粘合劑；雖然污泥陶粒濾料能夠利用一部分污泥，但是添加的污泥量有限。同時，在水處理實踐過程中，很多時候廢水中重金屬與有機物同時存在，生化法雖然能很好地去除有機物，但是對重金屬的處理能力有限，一般還需要進一步處理重金屬，制備一種具有吸附重金屬功能的陶瓷濾料即可解決這一問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用剩余污泥制備泡沫液和具有吸附重金屬功能的多孔陶瓷濾料的方法。本發明利用污泥制備出泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷濾料，成本低，有利于環境綜合治理，且有顯著的經濟和社會效益。

采用的技術方案是：

一種利用剩余污泥制備泡沫液和多孔陶瓷濾料的方法，包括下述步驟：