[發明專利]一種基于改性污泥燒制陶粒的方法

在審

• 申請號: 202010833680.0
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111943715A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 張發文;陳辰慧;朱秀紅;楊建濤;袁遠;張建偉
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B33/132;C04B33/13
• 代理公司: 鄭州萬創知識產權代理有限公司 41135
• 代理人: 任彬

本發明提供了一種基于改性污泥燒制陶粒的方法，具體步驟如下：（1）改性材料選用原料及其重量百分比含量為：高爐礦渣50～60%、粉煤灰20～30%、生石灰12～17%、碳酸氫鈉2～6%，石膏1～2%；（2）將各原料按比例混合均勻后，粉磨3～5min；（3）改性污泥選用原料及其重量份數配比為：脫水污泥80～85份，改性材料15～20份；（4）混合造粒；（5）料球顆粒常溫下靜置1～3d進行改性；（6）高溫燒制；本發明由工業副產品完全代替黏土，減少重金屬溶出等不穩定因素產生，且無需另外添加起泡劑，使污泥的物理化學性質通過配料混合后有一定的改進，利用改性過程代替預燒、焙燒，降低對原材料堆場要求，且減少預燒、焙燒過程中的能源浪費。

技術領域

本發明涉及固體廢棄物處理處置及資源化技術領域，具體涉及一種基于改性污泥燒制陶粒的方法。

背景技術

目前我國每年產生的市政剩余污泥產量己超(含水率按80％計)6000萬噸，污泥是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體，目前污泥的處置方式主要是填埋、堆肥和燒磚等，對環境造成二次污染，且對人體健康也有極大危害，而以污泥為主要原料制取陶粒，既實現了污泥的無害化處理，又具有可觀的經濟效益。

目前來看，我國陶粒行業既是傳統行業，也是朝陽行業，已成為消納污泥等固體廢棄物的一只主力軍，但仍存在大量問題，其主要問題有：

(1)我國陶粒產品目前仍以黏土陶粒為主，現有研究以部分污泥代替黏土但污泥摻量較小，未將污泥作為主要燒結原料且燒結后的陶粒在使用時可能會有重金屬溶出的問題：如公開號為CN1367156的“一種利用污水處理廠生物污泥燒制粘土陶?！薄⒐_號為CN101148346的“一種用城市污水廠污泥制備陶粒的方法”、公開號為CN101386526的“一種用城市污水廠污泥制備輕質陶粒的方法”等專利中出現此類問題；

(2)生產過程能源消耗過大，工藝設備粗糙簡陋，一般需采用預燒、焙燒相結合的兩段式或多段式燒結過程，產品質量不均勻且品種單一，造成能源浪費及操作復雜，如公開號為CN107216126A的“以城市污泥為原料的陶粒的制備方法”、公開號為CN101148348的“城市生活污水污泥燒結制陶粒的方法”、公開號為CN108821780A的“一種利用活性污泥制備陶粒的方法”、公開號為CN1644565的“一種用給水廠和污水廠污泥制備輕質陶粒的方法”等專利中出現此類問題；

(3)出現在污泥陶粒的生產方法中將污泥與配料按照一定比例混合均勻，采用烘干法制球后，又按照一定比例將各種原料加水混合，造成資源的浪費且很難達到完全混合均勻，影響產品質量及未充分體現資源化目的，如公開號為CN103130489A的“一種利用污水廠污泥制備陶粒的技術”、公開號為CN108821780A的“一種利用活性污泥制備陶粒的方法”、公開號為CN102731055A的“一種利用污水污泥與河道底泥燒輕質陶粒的制備方法”等專利中出現此類問題；

(4)除此之外，目前技術對于烘干、預燒、焙燒等階段溫度控制未避開劇毒物質二噁英的產生溫度區域，且部分煙氣停留時間較長，煙氣處理裝置單一落后，清潔生產不達標，如公開號為CN107188601A的“一種利用城市污水污泥制備輕質多孔陶粒的方法”、公開號為CN106995306A的“一種利用活性污泥燒制陶粒的方法”、公開號為CN108821780A的“一種利用活性污泥制備陶粒的方法”等專利中皆有此類問題出現。

(5)雖然有些技術采用礦渣、鋼渣、粉煤灰、生石灰、石膏等一系列工業廢渣和污泥制備免燒陶粒，但主要是利用水泥等膠凝材料和粉煤灰、礦渣等具有潛在水硬性的輔助性膠凝材料對污泥硬化從而產生一定的強度，因此，污泥的利用率較低，其含量一般在10％以下，而且自然養護周期較長，如公開號為CN106966621A的“一種電鍍污泥制備免燒陶粒的方法”等專利出現此類問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以大大提高重金屬穩定化效果，減少能量消耗及資源浪費，能夠燒制出優質陶粒的一種基于改性污泥燒制陶粒的方法。