一种基于改性污泥烧制陶粒的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111943715A(43)申请公布日2020.11.17(21)申请号202010833680.0(22)申请日2020.08.18(71)申请人河南农业大学地址450002河南省郑州市金水区文化路95号(72)发明人张发文陈辰慧朱秀红杨建涛袁远张建伟(74)专利代理机构郑州万创知识产权代理有限公司41135代理人任彬(51)Int.Cl.C04B38/02(2006.01)C04B33/132(2006.01)C04B33/13(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于改性污泥烧制陶粒的方法(57)摘要本发明提供了一种基于改性污泥烧制陶粒的方法，具体步骤如下：（1）改性材料选用原料及其重量百分比含量为：高炉矿渣50～60%、粉煤灰20～30%、生石灰12～17%、碳酸氢钠2～6%，石膏1～2%；（2）将各原料按比例混合均匀后，粉磨3～5min；（3）改性污泥选用原料及其重量份数配比为：脱水污泥80～85份，改性材料15～20份；（4）混合造粒；（5）料球颗粒常温下静置1～3d进行改性；（6）高温烧制；本发明由工业副产品完全代替黏土，减少重金属溶出等不稳定因素产生，且无需另外添加起泡剂，使污泥的物理化学性质通过配料混合后有一定的改进，利用改性过程代替预烧、焙烧，降低对原材料堆场要求，且减少预烧、焙烧过程中的能源浪费。CN111943715ACN111943715A权利要求书1/1页1.一种基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）改性材料组成：选用高炉矿渣、粉煤灰、生石灰、碳酸氢钠、石膏为改性材料的原料，各原料的重量百分比含量为：高炉矿渣50～60%、粉煤灰20～30%、生石灰12～17%、碳酸氢钠2～6%，石膏1～2%；（2）改性材料制备：将步骤（1）中的各原料按比例混合均匀后，进行粉磨，制得改性材料；（3）改性污泥组成：选用污水处理厂产生的含水率为75～85%的脱水污泥和步骤（2）制得的改性材料作为原料，按以下重量份数配比取各原料：脱水污泥80～85份，改性材料15～20份；（4）混合造粒：取步骤(3)中的各原料，均匀混合、搅拌，将搅拌后的物料投入造粒机中造粒，得料球颗粒；（5）静置改性：将料球颗粒置于常温下静置1～3d进行改性；（6）高温烧制：在焚烧炉内以15～20oC/min的速率从室温升温至1200～1280oC，将改性后的料球颗粒进行烧制，制得陶粒。2.根据权利要求1所述的基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的粉磨时间为3～5min。3.根据权利要求1所述的基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：所述步骤（2）中制得的改性材料比表面积为3400～3600cm2/g。4.根据权利要求1所述的基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：所述步骤（3）中选用的脱水污泥含水率为80%。5.根据权利要求1所述的基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：经所述步骤（5）改性后的污泥含水率降至45～55%。6.根据权利要求1所述的基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：经所述步骤（5）改性后的污泥性状由黑色膏状胶类物质转变为无臭的类黏土材料。7.根据权利要求1所述的基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：所述步骤（6）中的烧制时间为20～25min。8.根据权利要求1所述的基于改性污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：所述步骤（6）中制得的陶粒得减量比为65～75%，堆积密度为450～600kg/m3，吸水率为4.5～12.5%，筒压强度为1.5～2.8MPa。9.根据上述权利要求1-8中的任一项制得的陶粒。2CN111943715A说明书1/7页一种基于改性污泥烧制陶粒的方法技术领域[0001]本发明涉及固体废弃物处理处置及资源化技术领域，具体涉及一种基于改性污泥烧制陶粒的方法。背景技术[0002]目前我国每年产生的市政剩余污泥产量己超(含水率按80％计)6000万吨，污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，目前污泥的处置方式主要是填埋、堆肥和烧砖等，对环境造成二次污染，且对人体健康也有极大危害，而以污泥为主要原料制取陶粒，既实现了污泥的无害化处理，又具有可观的经济效益。[0003]目前来看，我国陶粒行业既是传统行业，也是朝阳行业，已成为消纳污泥等固体废弃物的一只主力军，但仍存在大量问题，其主要问题有：[0004](1)我国陶粒产品目前仍以黏土陶粒为主，现有研究以部分污泥代替黏土但污泥掺量较小，未将污泥作为主要烧结原料且烧结后的陶粒在使用时可能会有重金属溶出的问题：如公开号为CN1367156的“一种利用污水处理厂生物污泥烧制粘土陶粒”、公开号为CN1011