專利名稱：一種化工污泥制備陶粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)固體廢棄物的資源化處置，具體涉及一種化工污泥制備陶粒的方法。
背景技術(shù)：
目前，世界上超過(guò)90 %的污水處理都采用活性污泥法處理污水，在處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生占污水體積0.5% 1.0%的污泥。污泥含水率高，體積大，易腐爛，成分復(fù)雜，含化工剩余、有害、難降解的有機(jī)物、病原菌寄生蟲(卵)及重金屬等，處理成本高，約占整個(gè)污水工藝運(yùn)行成本的40% 60%。傳統(tǒng)污泥處理與處置方式如填埋、排海、焚燒等都存在各自的利弊，對(duì)環(huán)境都會(huì)造成不同程度的影響。對(duì)污泥進(jìn)行減量化和資源化，不僅能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的充分利用、變廢為寶，而且能促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建立和可持續(xù)發(fā)展。因而，探討污泥治理，特別是屬于危險(xiǎn)固廢的化工污泥的減量化、無(wú)害化與資源化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。化工行業(yè)的污泥不僅體積龐大，且有機(jī)毒物含量高，顆粒細(xì)，呈絮狀膠體結(jié)構(gòu)，具有高親水性。我國(guó)現(xiàn)有大小化工園區(qū)1000余個(gè)，擁有大小化工企業(yè)10萬(wàn)余家。這些化工企業(yè)每天產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)噸的剩余污泥，污泥的含水率高達(dá)95%以上，且含有各種有機(jī)毒物。按照我國(guó)最新頒布的《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》規(guī)定，眾多石化、醫(yī)藥和農(nóng)藥等廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥為危險(xiǎn)固體廢棄物，須送有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處置中心集中處理。我國(guó)化工污泥普遍采用焚燒處理，而焚燒費(fèi)用高，許多化工企業(yè)轉(zhuǎn)而采用填埋或堆肥處理剩余污泥，由于污泥中含有大量有機(jī)毒物，填埋或堆肥易產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染，危害生態(tài)環(huán)境，且堆肥需占用大量農(nóng)田。因此，如何更有效地處置化工污泥，如何將化工污泥變廢為寶是迫切需要解決的問(wèn)題。目前，用于制陶粒的污泥主要是河道底泥、生活污水處理產(chǎn)生的剩余污泥和市政污泥，而以化工污泥制陶粒的研究鮮有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種化工污泥制備陶粒的方法，實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種化工污泥制備陶粒的方法，其具體步驟如下(1)、干燥經(jīng)機(jī)械脫水后的化工污泥，得到干化污泥；(2)、向上述污泥中添加輔料，攪拌混勻，得到干混料，(3)、向干混料中加水至質(zhì)量含水率為5 15%，再攪拌混勻；(4)、造粒，制得生料球；(5)、干燥生料球；(6)、干燥后的生料球以10 20°C /min升溫速率，升溫至350 450°C，保溫 0. 5 lh，再以10 20°C /min升溫速率，升溫至1050 1200°C，保溫10 20min ；冷卻
后，制得陶粒。上述的經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水后的化工污泥的質(zhì)量含水率通常為70 85%。
優(yōu)選步驟(1)中的干燥溫度為105 120°C，干燥時(shí)間為4 24h ；步驟(4)生料球的干燥溫度為80 105°C，干燥時(shí)間為4 24h。上述的輔料為重油和至少為粉煤灰、粘土、長(zhǎng)石粉中的一種的混合物；其中干化污泥占干混料總質(zhì)量的30 50% ；輔料占干混料總質(zhì)量的50 70%，其中，重油占干混料總質(zhì)量的5 10%。本發(fā)明制得的陶粒具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、兼具一定的比表面積等特點(diǎn)，可廣泛用于工業(yè)廢水處理中。有益效果

與傳統(tǒng)污泥處理方法相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、該方法不僅實(shí)現(xiàn)了污泥的減量化，而且徹底實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化。以化工脫水污泥為原料制備陶粒，突破了傳統(tǒng)的以粘土、頁(yè)巖等為主要原料的陶粒制備工藝，同時(shí)也開辟了固體廢棄物處理的新途徑。2、采用化工行業(yè)剩余污泥為原料，制備陶粒達(dá)到了“變廢為寶”、“以廢治廢”目的，
具有良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。3、高溫?zé)Y(jié)后，污泥中的有機(jī)物可得到完全礦化，陶粒的重金屬浸出濃度遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)GB 5085. 3-2007 (危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別)中規(guī)定的浸出液最高允許濃度。
具體實(shí)施例方式污泥均取自江蘇某化學(xué)工業(yè)園綜合污水處理廠經(jīng)帶式壓濾后的剩余污泥，質(zhì)量含水率為75 85%，該化工園區(qū)內(nèi)有農(nóng)藥廠、石化廠、醫(yī)藥廠等多家化工企業(yè)。實(shí)施例1 取質(zhì)量含水率為75%的該剩余污泥，于120°C干燥5h，分別取干化污泥50g、粘土 13g、粉煤灰20g、重油7g，分別投入混料盆，充分?jǐn)嚢杌靹蚝?，加水，控制質(zhì)量含水率為 10%，攪拌、混勻后造粒，得生料球；在80°C干燥12h后，以20°C /min的升溫速率，在400°C 保溫0. 5h ；再以15°C /min的升溫速率，升溫至1150°C，保溫IOmin ；冷卻后，即得陶粒。經(jīng)測(cè)試，其堆積密度為0. 76g/cm3，筒壓強(qiáng)度為4. 4MPa，其重金屬浸出試驗(yàn)結(jié)果見表1。實(shí)施例2 取質(zhì)量含水率為80%的該剩余污泥，于110°C干燥9h，分別取干化污泥30g、粘土 15g、粉煤灰50g，重油5g，分別投入混料盆，充分?jǐn)嚢杌靹蚝?，加水，控制質(zhì)量含水率為 30%，攪拌、混勻后造粒，得生料球；100°C干燥6h后，以升溫速率10°C /min，升溫至400°C， 保溫Ih ；再以10°C /min的升溫速率，在1100°C保溫12min ；冷卻后，即得陶粒。經(jīng)測(cè)試，堆積密度為0. 80g/cm3，筒壓強(qiáng)度為4. 63MPa，其重金屬浸出試驗(yàn)結(jié)果見表1。實(shí)施例3 取質(zhì)量含水率為85%的該剩余污泥，于105°C干燥24h，分別取干化污泥45g、粘土 15g、長(zhǎng)石粉25g，重油10g，分別投入混料盆，充分?jǐn)嚢杌靹蚝?，加水，控制質(zhì)量含水率為9%，攪拌、混勻后造粒，得生料球；在105°C干燥4h后，以升溫速率15°C /min，升溫至 450°C，保溫Ih ；再以20°C /min的升溫速率，升溫至1200°C，保溫IOmin ；冷卻后，即得陶粒。 經(jīng)測(cè)試，堆積密度為0. 5g/cm3，筒壓強(qiáng)度為3. 78MPa，其重金屬浸出試驗(yàn)結(jié)果見表1。表1陶粒浸出毒性鑒別試驗(yàn)浸出液中重金屬含量分析
權(quán)利要求
1.一種化工污泥制備陶粒的方法，其具體步驟如下(1)、干燥經(jīng)機(jī)械脫水后的化工污泥，得到干化污泥；(2)、向上述污泥中添加輔料，攪拌混勻，得到干混料，(3)、向干混料中加水至質(zhì)量含水率為5 15%，再攪拌混勻；(4)、造粒，制得生料球；(5)、干燥生料球；(6)、干燥后的生料球以10 20°C/min升溫速率，升溫至350 450°C，保溫0. 5 lh，再以10 20°C /min升溫速率，升溫至1050 1200°C，保溫10 20min ；冷卻后，制得陶粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于步驟(1)中的干燥溫度為105 120°C，干燥時(shí)間為4 24h ；步驟(4)生料球的干燥溫度為80 105°C，干燥時(shí)間為4 24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述的輔料為重油和至少為粉煤灰、粘土、 長(zhǎng)石粉中的一種的混合物；其中干化污泥占干混料總質(zhì)量的30 50% ；輔料占干混料總質(zhì)量的50 70%，其中，重油占干混料總質(zhì)量的5 10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)固體廢棄物的資源化方法，提供一種化工污泥制備陶粒的方法；該方法首先取化工企業(yè)經(jīng)過(guò)機(jī)械壓濾脫水后的污泥，經(jīng)干燥、配料、干混、加水后再攪拌混勻，經(jīng)造粒得生料球，干燥生料球后，按照預(yù)設(shè)的燒結(jié)制度，高溫焙燒、冷卻，制得污泥基陶粒。陶粒的重金屬浸出濃度遠(yuǎn)低于GB 5085.3-2007(危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別)。該方法開辟了污泥資源化新途徑。具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，符合我國(guó)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向。
文檔編號(hào)C04B33/132GK102285787SQ201110150119
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者孫文全, 徐炎華, 趙浩 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)