申请日2019.07.19
公开(公告)日2019.09.13
IPC分类号C04B38/06; C04B33/132; C04B33/13; C04B33/04
摘要
本发明提供了一种利用城市污水污泥烧制的污泥陶粒及制备方法，包括以下重量份的原料：城市污泥50‑80份、长石5‑35份、粘土10‑65份。所述的污泥陶粒的制备方法，步骤如下：(1)将城市污泥、长石和粘土混合均匀，形成混合料;(2)将混合料压制成型，之后室温下困料三天;(3)将步骤(2)成型物料程序升温烧结，得到污泥陶粒。本发明利用城市污水污泥为主要原料加以一定量的铺料、外加剂制备的建材产品陶粒，可以用来做过滤材料、混凝土原料，覆盖土壤材料等，可有效地解决现有城市污水处理厂污水污泥处理问题，有效地解决污水污泥的环境污染问题。
权利要求书
1.一种利用城市污水污泥烧制的污泥陶粒，其特征在于包括以下重量份的原料：城市污泥50-80份、长石5-35份、粘土10-65份。
2.权利要求1所述的污泥陶粒的制备方法，其特征在于步骤如下：
(1)将城市污泥、长石和粘土混合均匀，形成混合料;
(2)将混合料压制成型，之后室温下困料三天;
(3)将步骤(2)成型物料程序升温烧结，得到污泥陶粒。
3.根据权利要求2所述的污泥陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中城市污泥以干法方法加入，具体步骤为：将未脱水的城市污泥置于干燥箱中干燥24h，干燥后研磨成粉状，再与长石和粘土混合均匀。
4.根据权利要求3所述的污泥陶粒的制备方法，其特征在于：采用半干法加入方式，步骤(2)中压制成型的方法为将粉状的混合料放入磨具中压制成型;或者将粉状的混合料放入磨具的同时加入一定的湿润剂，然后压制成型。
5.根据权利要求2所述的污泥陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中城市污泥以半干法方法加入，具体步骤为：将未脱水的城市污泥置于干燥箱中100℃干燥至含水量60%，之后与长石和粘土混合均匀。
6.根据权利要求2所述的污泥陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中城市污泥以湿法方式加入，具体步骤为：将未脱水的城市污泥直接与长石和粘土混合均匀，然后放入干燥箱中干燥，使混合料的塑性达到12.5-13.0cm。
7.根据权利要求2所述的污泥陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中程序升温烧结的具体工艺为：室温以3-5℃/min升温至400-500℃保温30-60min，再从400-500℃以3-5℃/min升温至1150-1200℃保温30-60min，之后冷却至室温。
说明书
一种利用城市污水污泥烧制的污泥陶粒及制备方法
技术领域
本发明涉及城市污泥处理领域，具体涉及一种利用城市污水污泥烧制的污泥陶粒及制备方法。
背景技术
近几十年来，随着我国城市污水处理力度和污水处理设施建设的加快，城市污水处理率不断提高，但同时也带来了一个新的问题和挑战，就是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥，已经成为新的环境污染源。实际上，城市污水污泥也是一种可以利用的资源，它可以产生沼气、变成有机肥等。伴随着快速城市化进程，污泥处理负荷急剧增加。从处理处置的技术路线来讲，发达地区主要通过快速、有效的减量化手段作为污泥处置的应急方式，如污泥深度脱水。而对于经济欠发达和落后地区，污泥主要仍以卫生填埋、堆肥和土地利用为主。
随着快速发展的建材行业对粘土的大量需求，作为建筑材料之一的墙体材料面临着两个方面的限制：一方面是随着国家保护耕地政策的实施，墙体材料要转向节土型产品，同时要拓宽原材料的来源;另一方面是处理生产污水和生活污水所产生的大量污泥一般都是填埋或堆放，既浪费了资源又污染了环境。
目前就全国而言，已建成污水处理厂约427座，年处理能力为113.6亿立方米。污泥量通常占污水量的0.3%～0.5%(体积)或者约为污水处理量的l%～2%(质量)。”由于污泥中含有大量的有机物和大量的氮，磷等物质，如果排入水中，势必会导致水体中的氧的含量大量减少，从而引起水质恶化。除此之外，污泥中还有多种有毒物质，重金属和致病菌，寄生虫卵等有害物质。所以污泥的妥善处理，以便实现减量化、稳定化、无害化和资源化的目标。因此污泥的合理处理和处置，对可持续发展具有极大的意义。目前国内外污泥处置的主要方式有填埋、焚烧、投海和土地利用等方法。虽然这些方法都能容纳大量的污泥，是污泥处置的有效途径，但也存在诸多问题。
陶粒，作为一种建筑用轻骨料，以其轻体、保温、环保等特性受到了人们的极大重视。当前我国陶粒主要以粘土陶粒为主，而粘土原料的来源绝大部分取自于耕地，不符合可持续发展战略。因此以污水厂的污泥为主要原料，加以一定量的辅料、外加剂，经过脱碳和烧胀制成具有一定强度的轻质陶粒，可以大量的消耗脱水污泥，不但处理成本大大低于焚烧法，而且可以避免污泥二次污染，尤其符合我国固废处理的无害化、减量化和资源化原则将有广阔的发展前景。
发明内容
本发明提出了一种利用城市污水污泥烧制的污泥陶粒及制备方法，利用城市污水污泥为主要原料加以一定量的铺料、外加剂制备的建材产品陶粒，可以用来做过滤材料、混凝土原料，覆盖土壤材料等，可有效地解决现有城市污水处理厂污水污泥处理问题，有效地解决污水污泥的环境污染问题。
实现本发明的技术方案是：
一种利用城市污水污泥烧制的污泥陶粒，包括以下重量份的原料：城市污泥50-80份、长石5-35份、粘土10-65份。
所述的污泥陶粒的制备方法，步骤如下：
(1)将城市污泥、长石和粘土混合均匀，形成混合料;
(2)将混合料压制成型，之后室温下困料三天;
(3)将步骤(2)成型物料程序升温烧结，得到污泥陶粒。
所述步骤(1)中城市污泥以干法方法加入，具体步骤为：将未脱水的城市污泥置于干燥箱中干燥24h，干燥后研磨成粉状，再与长石和粘土混合均匀。
采用半干法加入方式，步骤(2)中压制成型的方法为将粉状的混合料放入磨具中压制成型;或者将粉状的混合料放入磨具的同时加入一定的湿润剂，然后压制成型。
所述步骤(1)中城市污泥以半干法方法加入，具体步骤为：将未脱水的城市污泥置于干燥箱中100℃干燥至含水量60%，之后与长石和粘土混合均匀。
所述步骤(1)中城市污泥以湿法方式加入，具体步骤为：将未脱水的城市污泥直接与长石和粘土混合均匀，然后放入干燥箱中干燥，使混合料的塑性达到12.5-13.0cm。
所述步骤(3)中程序升温烧结的具体工艺为：室温以3-5℃/min升温至400-500℃保温30-60min，再从400-500℃以3-5℃/min升温至1150-1200℃保温30-60min，之后冷却至室温。
本发明的有益效果是：本发明专利可以更大程度上地利用城市污水中的污泥，制成的污泥陶粒强度较高，质量较好，其应用价值大。