[发明专利]污泥多孔材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及污泥的处理再利用领域，特别是涉及一种污泥多孔材料及其制备方法。

背景技术

伴随着我国城市化进程的加快，城市污水处理量也逐渐年增加，导致城市污水处理厂的产泥量也急剧增加。污水污泥已成为城市产生的重要废弃物之一。在我国污泥处理占整个污水厂投资及运行费用的25-65％污泥处理已成为沉重负担。目前我国污泥处理的方式主要采用填埋、焚烧、填海等方式。填埋处置需占用大量土地、污染地下水。焚烧处置设备投资高、运行费用高、有机物燃烧会产生二噁英等有毒物质污染大气。填海处置会污染海洋，对海洋生态系统造成严重的破坏。因此，上述污泥处置方式都是不可持续发展的。污泥的最终处置应是将其作为资源进行开发利用、变废为宝。

多孔材料一般分成两类，一类为天然材料，如沸石矿物等，第二类为人造材料或经过加上的材料，如煤渣、活性碳、FSM分子筛等。

国内在污泥产业化利用方面做过许多工作，前期主要集中在制砖，这几年发展至生产轻质陶粒，制作生物水泥等。但由于城市污泥含水率高、剩余有机质含量大，污泥的脱水干化成本高，制作和烧制过程散发臭气和污泥的掺和量太小，使污泥的利用率和应用程度受到极大的限制。

专利号为200910052058.X的中国发明专利，公开了一种用于废水处理的球型轻质多孔材料，以粉煤灰、城市污水厂剩余污泥为主要原料，以粘土为粘结剂，以燃煤电厂脱硫石膏为膨胀剂，其各组分的质量百分比组成为：粉煤灰占63.2～85％，城市污水厂剩余污泥占15～35％，石膏占0.3～1.2％，粘土占0.2～0.8％。本发明是一种以粉煤灰、城市污水处理厂剩余污泥为主要原料经高温烧结而成的球型轻质多孔净水材料，其松散容重551KG／M3左右，颗粒容重100KG／M3左右，吸水率48.44％左右，盐酸可溶率0.24％左右。专利号为200710053641.3的中国专利申请提供了一种利用城市污泥和湿排粉煤灰生产轻质高强烧结砖的方法，该烧结砖是以30％-50％城市污泥和45％-65％湿排粉煤灰为主要原料，添加少量助熔造孔剂，按一定的生产工艺烧制而成。但以上发明对于污泥的利用没有提供任何启示，而且若将普通的煤灰与污泥混合，污泥的性状没有本质的改变，仅能利用很少甚至无法利用污泥来制多孔材料。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种污泥多孔材料及其制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种污泥多孔材料，按重量百分含量计，原料包括：

污泥 30-50％；

煤矸石 30-50％；

页岩 10-30％；

天然沸石 2-8％；

白云岩 0.2-1.5％；

碳酸钠 0.2-1.5％；

氧化铁 0.2-0.8％。

作为优选方式，所述污泥为城市污泥、印染污泥、造纸污泥其中的一种或多种。

作为优选方式，按重量百分含量计，所述的污泥组成如下：城市污泥50％、印染污泥25％、造纸污泥25％。

本发明还提供了一种污泥多孔材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料加工

(1-1)首先对污泥进行预处理，强化脱水，烘干后备用；

(1-2)将天然沸石破碎，烘干后备用。

(1-3)按照上述配比，将污泥、煤矸石、页岩、白云岩、碳酸钠、氧化铁、天然沸石混匀，加水，得到混合物；

(2)、制粒、干燥

采用双螺旋挤压造粒机，将上述混合物做成球状，成球后进行烘干；

(3)、陶粒烧制

将球状物料烧制成陶粒。

作为优选方式，所述步骤(1-1)进一步为：首先要对污泥进行预处理，强化脱水，在105℃下烘干后备用。

由于污泥含水率高，为了降低能耗，根据混合污泥的组成特征，无机物和有机物的含量等，首先要对污泥进行预处理，通过污泥调理，强化脱水，这一过程将利用热解炉余热，以控制合理水分和入料温度。

作为优选方式，所述步骤(1-2)进一步为：将天然沸石经颚式破碎机破碎、球磨机球磨后过100目标筛，然后在105℃下烘于后备用。

由于城市污泥呈胶体状态，表面电性强，粒度细，添加天然矿物沸石，利用沸石多孔、比表面积大、具有吸附和离子交换性能的特点，破坏污泥表面双电层，有利于污泥颗粒间隙水的释放，同时可吸附氨氮，降低多孔材料制备过程产生的臭气。