申请日2010.03.23
公开(公告)日2011.09.28
IPC分类号C04B33/132; B09B3/00; C04B38/00; C04B35/622
摘要
本发明涉及一种以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法，包括原料配比步骤、均化步骤、造粒成球步骤、预热步骤、焙烧步骤和冷却步骤，在所述原料配比步骤中，选取的原料包括自来水厂脱水污泥、城市污水厂脱水污泥和城市污水厂污泥焚烧灰分，且各组成成分的干基质量比为：自来水厂脱水污泥80%～95%、城市污水厂脱水污泥0%～10%、城市污水厂污泥焚烧灰分5%～15%。发明所用原料均为城市产生的固体废弃物，不仅可以处置大量的自来水厂脱水污泥，还可以适量处置污水厂污泥及污水厂污泥焚烧产生的灰分，实现这三种废弃物的资源化综合利用，同时，还能得到性能优良的轻质陶粒甚至超轻陶粒以应用于建材行业。
权利要求书
1.一种以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法，包括原料配比步骤、均化步骤、造粒成球步骤、预热步骤、焙烧步骤和冷却步骤，其特征在于：
在所述原料配比步骤中，选取的原料包括自来水厂脱水污泥、城市污水厂脱水污泥和城市污水厂污泥焚烧灰分，且各组成成分的干基质量比为：自来水厂脱水污泥80%～95%、城市污水厂脱水污泥0%～10%、城市污水厂污泥焚烧灰分5%～15%;
所述预热步骤是将经所述造粒成球步骤形成的料球在温度范围为250℃～400℃的条件下，预热20min～30min;
所述焙烧步骤是将经所述预热步骤预热的料球在温度范围为1100℃～1175℃的条件下，焙烧10min～15min。
2.根据权利要求1所述的以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法，其特征在于，在所述的造粒成球步骤之前还包括风干步骤，将经所述均化步骤形成的混合料风干至其含水率达到20%～30%。
说明书
一种以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法
技术领域
本发明涉及一种以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法。
背景技术
利用固体废弃物烧制普通陶粒或轻质陶粒，是近年来快速发展的一门技术。可供利用的固体废弃物包括粉煤灰、工业污泥、矿渣、炉渣、污水污泥、河道淤泥等等，但以自来水厂脱水污泥为主要原料烧制陶粒的研究还很少见。来源于自来水厂或污水厂的固体废弃物主要是以下几种：
以地表水为水源的城市自来水厂，在生产自来水的过程中会产生大量污泥，污泥含有大量SS(悬浮固体)和从原水中去除的有机污染物，直接排放会对受纳水体造成污染。近年来我国各大中城市环保部门均要求自来水厂实施污泥处理，污泥处理后产生泥饼的处置目前仍是一个没有很好解决的难题。
城市污水处理厂同样会产生大量富含有机质的生物污泥，污水污泥的处置目前在我国也是一个难题。目前污水污泥处置通常有焚烧、填埋及堆肥等几条技术路线。例如上海石洞口污水处理厂产生的污泥就全部进行焚烧处置，但污泥焚烧后仍然会产生灰分，依然存在处置的问题。
自来水厂污泥无论从化学组成成分还是颗粒粒径分布来看，都近似于粘土或亚粘土，可以作为粘土资源加以利用。污水厂污泥含有大量有机物、少量矿物质元素。污水污泥焚烧灰均为矿物质成分，其中含有一定量的铁质元素，可作为焙烧陶粒时形成外层熔融包覆材料的原料。
以上三种固体废弃物均在单独处置方面存在困难，但它们都可以作为变废为宝的替代资源而越来越受到人们的关注，将它们按一定比例进行配比烧制具有广泛用途的轻质陶粒应用于建材行业，符合我国固体废物处置的无害化、减量化和资源化原则，将有广阔的发展前景。
利用固体废弃物烧制陶粒，通常需要原料配比和预处理、制球造粒、预热和焙烧这几道工序。原料的种类和配比决定了料球的化学成分组成，直接影响烧成陶粒的产品性能，预处理包括原料的磨细、均化等，也在一定程度上决定陶粒的质量。焙烧温度的范围也很重要，通常一个陶粒原料配比要实现烧制陶粒的生产应用，要求陶粒的烧成温度范围要≥75℃，这样才能保证生产窑炉控制的灵活性，确保烧成陶粒的质量符合产品质量要求。
在申请号为200410093930.2中公开了《一种用给水厂和污水厂污泥制备轻质陶粒的方法》，该专利申请中以自来水厂和污水厂污泥为原料，且两种原料重量配比为：水厂污泥：70%～100%;污水厂污泥0%～30%;预热温度和时间条件为：300℃～500℃，10～30min;焙烧温度和时间条件为：1130℃～1170℃，5～15min。虽然该技术在理论上可以制备出陶粒，但是，由于陶粒焙烧温度在1130℃～1170℃之间，温度范围只有40℃，因此，较难在生产上实现应用，从而造成难以确保烧成陶粒的质量符合产品质量要求的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法，在得到性能优良的轻质陶粒甚至超轻陶粒以应用于建材行业的同时，不仅可以处置大量的自来水厂脱水污泥，还可以适量处置污水厂污泥及污水厂污泥焚烧产生的灰分，实现这三种废弃物的资源化综合利用。
本发明所述的一种以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法，包括原料配比步骤、均化步骤、造粒成球步骤、预热步骤、焙烧步骤和冷却步骤，
在所述原料配比步骤中，选取的原料包括自来水厂脱水污泥、城市污水厂脱水污泥和城市污水厂污泥焚烧灰分，且各组成成分的干基质量比为：自来水厂脱水污泥80%～95%、城市污水厂脱水污泥0%～10%、城市污水厂污泥焚烧灰分5%～15%;
所述预热步骤是将经所述造粒成球步骤形成的料球在温度范围为250℃～400℃的条件下，预热20min～30min;
所述焙烧步骤是将经所述预热步骤预热的料球在温度范围为1100℃～1175℃的条件下，焙烧10min～15min。
在上述的以自来水厂污泥为主料烧制轻质陶粒的方法中，在所述的造粒成球步骤之前还包括风干步骤，将经所述均化步骤形成的混合料风干至其含水率达到20%～30%。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明实现了以自来水厂脱水污泥为主料，城市污水厂脱水污泥及城市污水厂污泥焚烧灰分为辅料，资源化处理利用废弃物以混合烧制轻质陶粒的目的，其具体的有益效果如下：
(1)本发明以自来水厂脱水污泥为主要原料，适量加入污水厂脱水污泥和污水厂污泥焚烧灰分，可以烧制各项指标均符合中华人民共和国国家标准GB/T 17431.1-1998《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中轻质或超轻陶粒的要求，该陶粒广泛应用于建材;
(2)以自来水厂污泥为主要原料，加入污水厂污泥和污水厂污泥焚烧灰分烧制的陶粒，应用价值高，不但处置了大量的自来水厂污泥、污水厂污泥和污水厂污泥焚烧灰分，实现这三种固体废弃物的综合利用，同时还能得到性能较好的轻质陶粒;
(3)污泥陶粒和粘土陶粒相比，具有利废、节能、不毁坏土地，可以保护生态环境的优点，同时还实现了废弃物的资源化循环利用，是绿色建材产品，是实现社会可持续发展的典型技术，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。