以城市污泥為原料的陶粒的制備方法技術

本發明專利技術提供了以城市污泥為原料的陶粒的制備方法，由以下具體步驟制成：干燥；配料包括污泥、粉煤灰、高嶺土、煉鋼爐渣、沸石、赤鐵礦、鈣質頁巖、垃圾焚燒飛灰、Fe2O3、廢玻璃、碳酸鈣、十二烷基硫酸鈉、苯甲酸鈉；將各原料攪拌均勻后投入造粒機中造粒；造粒后的料球顆粒干燥、預熱，然后迅速轉移至燒結設備中先進行低溫燒結、后進行高溫燒結；對大塊的燒成物破碎；對破碎后的物料分篩。按照本發明專利技術的方法制備得到的陶粒減少了大塊燒成物的產生，從而也相應的減少了后續的破碎工作，節省了能耗；制備得到的陶粒的筒壓強度大，堆積密度低，明顯改善了陶粒的品質和性能；將廢棄物進行轉化、循環利用方式，有利于保護環境。

【技術實現步驟摘要】
以城市污泥為原料的陶粒的制備方法
本專利技術屬于陶粒制備領域，具體涉及到一種以城市污泥為原料的陶粒的制備方法。
技術介紹
近年來，隨著我國城市的飛速發展，人口的增多，城市污泥量明顯增加，對于城市污泥傳統的處理方法是堆肥、焚化、填海，其中的大量有害微生物及重金屬及其瀝出物所造成的污染已經引起了人們的關注。近年來的環保法規對城市污泥處理已經作出了嚴格的規定，如幾年前城市污泥可以直接作農業肥料，由于污泥中的重金屬含量較高，現在已經禁止污泥作為肥料使用。利用城市污泥生產陶粒是最有效的城市污泥處理方法之一，不僅有效的解決了城市污泥的堆放問題，避免排放不當對環境造成的二次污染，而且陶粒作為輕骨料可以用于基礎建筑，也緩解了砂、石等建材緊張的資源危機，符合當前國家固體廢棄物資源化利用的政策。但是目前污水處理廠的城市污泥中有機質含量過高，其絕干比重占70％以上，單純使用這種污泥焙燒陶粒在通常情況下是不可行的。如果生料球處于高溫之下，首先失去的是占總體積90％以上的可燃物，可燃物變成灰燼體積急劇變小，料球失去支撐而瓦解，粉末狀的無機物質在高溫下會形成一些微小顆粒或崩散為粉末，也有少量小顆粒會破壁相互粘連形成較大顆粒，但為數不多，可被稱為渣滓，這些渣滓具有一定的活性，理論上可作為生產水泥的填充料，但因為原料污泥本身的不穩定，這些渣滓的活性也極不穩定，所以很難被采用。將城市污泥制備成陶粒，焙燒工藝是重要的因素，不僅決定了焙燒的燒脹過程，而且對于陶粒的微觀結構及晶相組成有重要的影響。除此之外，陶粒原料成分、配比結構也對陶粒的品質影響顯著。中國專利申請號2011101491242(申請日為2011.06.03)的《城市污水處理廠污泥處置及資源化利用的方法》公開了一種城市污水處理廠污泥處置及資源化利用的方法，以城市污水處理廠的居民生活污泥為原料，經過干燥、攪拌、造粒、燒結、破碎、除塵、粉篩的步驟，將污泥燒制為能為人們所利用的陶粒，由于該方法以單一的城市污泥為原料，污泥成分比較單一，得到的陶粒在性能及其應用方面有一定的局限性。中國專利申請號021149380(申請日為2002.03.07)的《一種利用污水處理廠生物污泥燒制粘土陶粒的方法》公開了一種利用污水處理廠生物污泥燒制粘土陶粒的方法，具體的原料組分包括粘土、污水處理廠干生物污泥、石灰石、鐵粉，該方法使用了較多的粘土，造成資源的浪費。因此，需要探索一種將城市污泥和各種輔料相結合，輔以特定的生產工藝的制備陶粒的方法，以得到性能和品質有所改善的適應不同需求的陶粒，進而擴大陶粒的應用范圍。
技術實現思路
為了解決現有技術的問題，本專利技術提供了一種以城市污泥為原料的陶粒的制備方法。該制備方法制得的陶粒強度較高、堆積密度小，不僅有利于保護環境，節約資源，而且符合國家標準要求，滿足市場需求，使該陶粒更好的向市場推廣。為了達到上述目的，本專利技術提供以下技術方案：以城市污泥為原料的陶粒的制備方法，由以下具體步驟制成：(1)干燥：對城市污泥濃縮、消化、機械脫水、烘干，得到含水率為22～24％的原料污泥；以上的消化步驟為，采用普通厭氧工藝法去除污泥中的易生化的有機物，具體為，將城市污泥投入消化池中，加入兼性菌和厭氧菌，將城市污泥中的可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等物質；(2)配料：按以下的重量份數配比取各原料：原料污泥80～120、粉煤灰10～20、高嶺土1～5、煉鋼爐渣5～20、沸石5～15、赤鐵礦1～5、鈣質頁巖5～15、垃圾焚燒飛灰5～20、Fe2O30.5～2、廢玻璃1～4、碳酸鈣0.1～2、十二烷基硫酸鈉0.1～2、苯甲酸鈉0.1～1.5；(3)取步驟(2)中的各原料，混合、攪拌均勻，將攪拌后的物料投入造粒機中造粒，粒徑控制在15～20mm之間；(4)將造粒后的料球顆粒置于90-110℃下干燥1～2小時，再在220～280℃預熱10～20分鐘，然后迅速轉移至燒結設備中燒結；燒結設備中進行兩段式燒結，先低溫燒結，后高溫燒結；燒結設備有兩個爐膛，爐膛A中提供的溫度為600～800℃，爐膛B提供的溫度為900～1100℃；預熱后的物料在爐膛A中燒制3～5分鐘，再迅速轉移到爐膛B中燒制4～6分鐘，冷卻至室溫；(5)將冷卻后的物料卸下，并且對大塊的燒成物破碎，使破碎物料的最大粒徑控制在20～26mm之間；(6)對破碎后的物料分篩，分篩出粒徑為5～15mm的陶粒，15～26mm的陶粒，0.5～5mm的陶砂，粒徑小于0.5mm的細末。優選地，垃圾焚燒飛灰來自于城市固體廢物處理廠。采用上述技術方案，本專利技術的有益效果是：(1)按照本專利技術的方法制備得到的陶粒減少了大塊燒成物的產生，從而也相應的減少了后續的破碎工作，節省了能耗；(2)制備得到的陶粒的筒壓強度大，堆積密度低，明顯改善了陶粒的品質和性能，擴大了應用范圍，可更好的向市場推廣；(3)利用城市污泥、煉鋼爐渣、垃圾焚燒飛灰、廢玻璃等進行陶粒的制備，是廢棄物的轉化的一種循環利用方式，有利于保護環境。具體實施方式下面結合實施例進一步說明本專利技術。實施例1以取自青島市某污水處理廠的城市污泥為原料的陶粒的制備方法，由以下具體步驟制成：(1)干燥：對城市污泥進行濃縮、消化、機械脫水、烘干，得到的原料污泥含水率為23％左右；消化的具體步驟為：將城市污泥投入至消化池中，在消化池中加入甲烷菌菌劑、產乙酸菌菌劑，調節城市污泥的pH為6.5左右，于37℃左右厭氧處理30小時左右；其中每噸城市污泥中投入甲烷菌劑2升，投入產乙酸菌菌劑2升，每升菌劑中，活菌數量為109-1012cfu/g；(2)配料：按以下重量份數取各原料原料污泥100、粉煤灰15、高嶺土4、煉鋼爐渣8、沸石12、赤鐵礦4、鈣質頁巖12、垃圾焚燒飛灰15、Fe2O31、廢玻璃2、碳酸鈣1.5、十二烷基硫酸鈉1.5、苯甲酸鈉1.2；(3)取步驟(2)中的各原料，混合、攪拌均勻，將攪拌后的物料投入造粒機中造粒，粒徑控制在15～20mm之間；(4)將造粒后的料球顆粒置于100℃下干燥1.5小時，再在260℃預熱15分鐘，然后迅速轉移至燒結設備中燒結；燒結設備有兩個爐膛，爐膛A中提供的溫度為700℃，爐膛B提供的溫度為1040℃；預熱后的物料在爐膛A中燒制4分鐘，再迅速轉移到爐膛B中燒制5分鐘，冷卻至室溫；(5)將冷卻后的物料卸下，并且對大塊的燒成物破碎，使破碎物料的最大粒徑控制在20～26mm之間；(6)對破碎后的物料分篩，分篩出粒徑為5～15mm的陶粒，15～26mm的陶粒，0.5～5mm的陶砂，粒徑小于0.5mm的細末。垃圾焚燒飛灰來自于城市固體廢物處理廠。設置4組對照例，分別制備陶粒，并對陶粒的性質進行比較。對照例1：陶粒的各原料的重量份數配比為：原料污泥250、粉煤灰15、高嶺土4、煉鋼爐渣8、沸石12、赤鐵礦4、鈣質頁巖12、垃圾焚燒飛灰15、Fe2O31、廢玻璃2、碳酸鈣1.5、十二烷基硫酸鈉1.5、苯甲酸鈉1.2。對照例1將城市污泥的量調整為較高的比例，城市污泥的重量百分比約為82％，其他步驟與實施例1相同。對照例2：陶粒的各原料的重量份數配比為：原料污泥20、粉煤灰15、高嶺土4、煉鋼爐渣8、沸石12、赤鐵礦4、鈣質頁巖12、垃圾焚燒飛灰15、Fe2O31、廢玻璃2、碳酸鈣1.5、十二烷基硫本文檔來自技高網...

【技術保護點】
以城市污泥為原料的陶粒的制備方法，其特征是，由以下具體步驟制成：(1)干燥：對城市污泥濃縮、消化、機械脫水、烘干，得到原料污泥；消化步驟為，采用普通厭氧工藝法去除污泥中的易生化的有機物；(2)配料：按以下重量份數配比取各原料：原料污泥80～120、粉煤灰10～20、高嶺土1～5、煉鋼爐渣10～20、沸石5～15、赤鐵礦1～5、鈣質頁巖5～15、垃圾焚燒飛灰5～20、Fe2O3?0.5～2、廢玻璃1～4、碳酸鈣0.1～2、十二烷基硫酸鈉0.1～2、苯甲酸鈉0.1～1.5；(3)取步驟(2)中的各原料，混合、攪拌均勻，將攪拌后的物料投入造粒機中造粒，粒徑控制在15～20mm；(4)將造粒后的料球顆粒置于90?110℃下干燥1～2小時，再在220～280℃預熱10～20分鐘，然后迅速轉移至燒結設備中燒結；(5)將冷卻后的物料卸下，并且對大塊的燒成物破碎，使破碎物料的最大粒徑控制在20～26mm之間；(6)對破碎后的物料分篩，分篩出粒徑為5～15mm的陶粒，15～26mm的陶粒，0.5～5mm的陶砂，粒徑小于0.5mm的細末。

【技術特征摘要】
1.以城市污泥為原料的陶粒的制備方法，其特征是，由以下具體步驟制成：(1)干燥：對城市污泥濃縮、消化、機械脫水、烘干，得到原料污泥；消化步驟為，采用普通厭氧工藝法去除污泥中的易生化的有機物；(2)配料：按以下重量份數配比取各原料：原料污泥80～120、粉煤灰10～20、高嶺土1～5、煉鋼爐渣10～20、沸石5～15、赤鐵礦1～5、鈣質頁巖5～15、垃圾焚燒飛灰5～20、Fe2O30.5～2、廢玻璃1～4、碳酸鈣0.1～2、十二烷基硫酸鈉0.1～2、苯甲酸鈉0.1～1.5；(3)取步驟(2)中的各原料，混合、攪拌均勻，將攪拌后的物料投入造粒機中造粒，粒徑控制在15～20mm；(4)將造粒后的料球顆粒置于90-110℃下干燥1～2小時，再在220～280℃預熱10～20分鐘，然后迅速轉移至燒結設備中燒結；(5)將冷卻后的物料卸下，并且對大塊的燒成物破碎，使破碎物料的最大粒徑控制在20～26mm之間；(6)對破碎后的物料分篩，分篩出粒徑為5～15mm的陶粒，15～26mm的陶粒，0....

【專利技術屬性】
技術研發人員：林榮亮，
申請(專利權)人：青島易生態環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37