[发明专利]一种利用调理脱水后污泥烧制陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于环保领域中固体废物处理技术领域，具体涉及的是一种城市生活污泥的处理处置方法。

背景技术

城市污水处理厂污泥是污水处理的伴生产物，组成极其复杂，体积大、易腐败、有恶臭。污泥所具有的高含水量及疏松颗粒结构等物理性质和多变、极不稳定的化学特性，不仅使其处理过程耗资巨大，而且使其高效处理仍存在一定的技术难度。因此，污泥处理处置问题已经成为城市污水厂的沉重负担，甚至成为某些污水厂正常运营的巨大障碍。我国2009年实施的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》特别强调“污泥处理设施必须与污水处理设施同时投入运行”，因此如何合理地处理、处置污泥，已成为城市污水厂和相关部门必需引起重视的问题。由于城市污水污泥的主要成分与粘土类的原材料比较接近，以其为主料制作陶粒能够实现城镇固体废弃物的减量化、无害化和资源化，已经渐渐成为近年来污泥处理处置领域的研究热点和发展方向。

污泥烧制陶粒之前必须先进行脱水预处理，降低污泥的含水率。目前主要是通过有效的污泥调理，提高污泥的脱水性能，实现污泥高干度脱水。就目前污泥处理方法来看，最为有效的方法是通过投加化学药剂来改善污泥的脱水性能，使污泥颗粒絮凝，结构增强，以利于机械脱水，但是污水处理厂产生的剩余污泥经脱水处理后含水率仍较高，基本维持在80%左右，难以满足污泥资源化利用的要求。经研究发现添加物理调理剂，如粉煤灰、石膏、锯末、麦麸等，作为污泥絮体结构的“骨架”，被认为可以有效提高污泥的透水性，降低滤饼含水率。因此两种药剂联合调理污泥是目前污泥调理脱水研究的方向和主流。同时，有些物理调理剂中含有大量的SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO,Na₂O和K₂O等成分。其中SiO₂、Al₂O₃为陶粒形成强度和结构的主要结构基础,而适量的MgO、CaO、Na₂O和K₂O等碱性金属氧化物作为助熔剂可降低烧制温度，扩大烧制的温度范围，并能防止坯料在烧制中粘结，增加膨胀气体的产生,有利于料球的膨胀。将调理脱水后的滤饼直接制成生料球，可以大幅度的减少原料混匀前烘干、研磨过程所消耗的能源，降低成本，缩短生产周期，更能有效地利用污泥中的可燃性物质在烧制过程产生的热量，使其真正实现资源化。

发明内容

本发明是针对现有技术中的不足，提供了一种有效的处理、处置城市污水污泥的方法，并建立了一套污泥资源化利用的流水线，用于制备一种轻质，力学性能好、生产成本低的污泥陶粒。

本发明是通过如下技术方案实现的，具体包括以下步骤：

（1）原料配比：以干污泥的重量为基准的污水污泥、活性白土、废石膏、植物性园林废弃物、三氯化铁和硫酸铝的质量百分比为（30%～50%）：（20%～40%）：（10%～20%）：（2%～5%）：（3%～7%）：（1%～3%）；

（2）混匀过程：将污水污泥的含水率调节至99.6‐99.8%泵入到搅拌机中，按照步骤（1）中所述的原料配比，先加入三氯化铁和硫酸铝，混匀至少30min后，再分别投入活性白土、废石膏和园林废弃物粉末，搅拌均匀制成混合料；

（3）压滤成型过程：将步骤（2）中所述的混和料送到转筒离心机中脱水，将脱水后含水率为65～70%的泥饼晾晒24～36h，待其含水率为55～60%时送到造粒机中，制成粒径8～10mm的生料球；

（4）干燥与焙烧过程：将步骤（3）所述的生料球在105℃下烘干1～2h，干燥的目的为了去除料球中的部分水分，防止焙烧过程中裂球；然后将生料球送入马弗炉中预热和烧结，预热是为进一步调整生料球的化学组成，主要是降低烧胀前料球中碳的含量，以达到最佳的烧胀结果，设定升温速率为10～15℃/min，在250～350℃下预热20～30min，之后以相同的升温速率升至600℃，在600℃下保持15～20min，调整升温速率以30～50℃/min快速升温至900～1000℃恒温焙烧10～15min；

（5）出料冷却过程：将烧好的陶粒随炉冷却到550℃后取出冷却至室温；

（6）筛分：将步骤（5）所得的的陶粒进行筛分，得到不同粒径的产品。

所述的园林废弃物是指绿化植物自然或养护过程中所产生的乔灌木修剪物（间伐物）、草坪修剪物、落叶、枝条、花园和花坛内废弃草花以及杂草等植物性材料。将其干燥后粉碎过100目筛。