CN102285786B - 一种利用化工剩余污泥制备陶粒的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业固体废弃物的资源化工艺，公开了一种利用化工剩余污泥烧制陶粒的工艺。该工艺先将机械脱水后的污泥，经干燥、配料、干混、加水后再搅拌混匀，经造粒得生料球，干燥生料球后，于1050～1300℃的焙烧后，形成污泥陶粒。重金属浸出浓度远低于GB 5085.3-2007(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)。该工艺不仅耗能少、生产成本低，而且开辟了以废治废和废弃物循环利用的污泥资源化处理新途径。具有显著的环境效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业固体废弃物的资源化处置，具体涉及一种利用化工剩余污泥制备陶粒的工艺。
背景技术
目前，世界上超过90％的污水处理都采用活性污泥法处理污水，在处理过程中会产生占污水体积0.5％～1.0％的污泥。污泥含水率高，体积大，易腐烂，成分复杂，含化工剩余、有害、难降解的有机物、病原菌寄生虫(卵)及重金属等，处理成本高，约占整个污水工艺运行成本的40％～60％。传统污泥处理与处置方式如填埋、排海、焚烧等都存在各自的利弊，对环境都会造成不同程度的影响。对污泥进行减量化和资源化，不仅能实现物质的充分利用、变废为宝，而且能促进循环经济的建立和可持续发展。因而，探讨污泥治理，特别是属于危险固废的化工污泥的减量化、无害化与资源化具有重要的现实意义。
化工行业的污泥不仅体积庞大，且有机毒物含量高，颗粒细，呈絮状胶体结构，具有高亲水性。我国现有大小化工园区1000余个，拥有大小化工企业10万余家。这些化工企业每天产生数万吨的剩余污泥，污泥的含水率高达95％以上，且含有各种有机毒物。按照我国最新颁布的《国家危险废物名录》规定，众多石化、医药和农药等行业废水处理过程中产生的剩余污泥为危险固体废弃物，须送有资质的危险废物处置中心集中处理。
我国化工污泥普遍采用焚烧处理，而焚烧费用高，许多化工企业转而采用填埋或堆肥处理剩余污泥，由于污泥中含有大量有机毒物，填埋或堆肥易产生严重的二次污染，危害生态环境，且堆肥需占用大量农田。因此，如何更有效地处置化工污泥，如何将化工污泥变废为宝是迫切需要解决的问题。目前，用于制陶粒的污泥主要是河道底泥、生活污水处理产生的剩余污泥和市政污泥，而以化工污泥制陶粒的研究鲜有报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用化工剩余污泥制备陶粒的工艺，实现污泥资源化利用。
本发明的技术方案为：一种利用化工剩余污泥制备陶粒的工艺，其具体步骤如下：
(1)、干燥经机械脱水后的化工污泥，得到干化污泥；
(2)、向上述污泥中添加辅料，搅拌混匀，得到干混料，
(3)、向干混料中加水至质量含水率为5～15％，再搅拌混匀；
(4)、造粒制得生料球；
(5)、干燥生料球；
(6)、以10～30℃/min升温速率，升温至1050～1300℃，烧结10～20min；冷却后，即得陶粒。
上述经机械脱水后的化工污泥的质量含水率通常为70～85％。
优选步骤(1)中干燥温度为105～120℃，干燥时间为4～24h；步骤(5)中的干燥温度为80～105℃，干燥时间为4～24h。
优选所述的辅料为粉煤灰、粘土或沸石粉中的任意一种、任意两种或任意三种；辅料占干混料总质量的40～70％，干化污泥占干混料总质量的30～60％。
本发明所制得的陶粒具有轻质、高强度、兼具一定的比表面积等特点，可广泛用于工业废水处理中。
有益效果：
与传统污泥处理工艺相比，具有如下优点：
1、以化工脱水污泥为原料制备陶粒，突破了传统的以粘土、页岩等为主要原料的陶粒制备工艺，同时也开辟了固体废弃物处理的新途径。
2、所制备的陶粒可广泛用于废水处理及生态修复中，达到了“变废为宝”、“以废治废”目的，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
3、高温烧结后，污泥中的有机物可得到完全矿化，陶粒的重金属浸出浓度远低于国标GB 5085.3-2007(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)中规定的浸出液最高允许浓度。
具体实施方式
污泥均取自江苏某化学工业园综合污水处理厂经带式压滤后的剩余污泥，质量含水率为75～85％，该化工园区内有农药厂、石化厂、医药厂等多家化工企业。
实施例1：
取质量含水率为75％的该剩余污泥，110℃干燥10h；分别取干化污泥50g、粘土30g、粉煤灰10g、沸石粉10g，分别投入混料盆，充分搅拌混匀后，加水，至质量含水率为12％，搅拌混匀后造粒，得生料球；将生料球在80℃干燥12h后，以15℃/min的升温速率，升温至1250℃，烧结15min；冷却后，即得陶粒。经测试，其堆积密度为0.87g/cm3，筒压强度为3.83MPa，其重金属浸出试验结果见表1。
实施例2：
取质量含水率为80％的该剩余污泥，120℃干燥4h；分别取干化污泥40g、粘土20g、沸石粉20g，分别投入混料盆，充分搅拌混匀，加水控制质量含水率为10％，搅拌混匀后造粒，得生料球；将生料球在100℃干燥6h后，以25℃/min升温速率，升温至1200℃，烧结12min；冷却后，即得陶粒，经测试，其堆积密度为0.85g/cm3，筒压强度为4.4MPa，其重金属浸出试验结果见表1。
实施例3：
取质量含水率为85％的该剩余污泥，105℃干燥24h；分别取干化污泥35g、粘土20g、粉煤灰25g，沸石粉20g，分别投入混料盆，充分搅拌混匀，加水控制质量含水率为8％；，搅拌混匀后造粒，得生料球；将生料球在105℃干燥4h后，以30℃/min的升温速率，升温至1150℃，烧结10min；冷却后，即得陶粒。经测试，其堆积密度为0.89g/cm3，筒压强度为4.0MPa，其重金属浸出试验结果见表1。
表1陶粒浸出毒性鉴别试验浸出液中重金属含量分析
Claims (2)
1.一种利用化工剩余污泥制备陶粒的工艺，其具体步骤如下：
⑴、干燥经机械脱水后的化工污泥，得到干化污泥；
⑵、向上述污泥中添加辅料，搅拌混匀，得到干混料，所述的辅料为粉煤灰、粘土或沸石粉中的任意一种、任意两种或任意三种；辅料占干混料总质量的40～70%，干化污泥占干混料总质量的30～60%；
⑶、向干混料中加水至质量含水率为5～15％，再搅拌混匀；
⑷、造粒制得生料球；
⑸、干燥生料球；
⑹、以10～30℃/min升温速率，升温至1050～1300℃，烧结10～20min；冷却后，即得陶粒。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤（1）中干燥温度为105～120℃，干燥时间为4～24h；步骤（5）中的干燥温度为80～105℃，干燥时间为4～24h。
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