CN104446359A - 一种利用化工剩余污泥制备超轻填料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用化工剩余污泥制备超轻填料的方法。将干燥经机械脱水后的化工剩余污泥，得到干化污泥；将干化污泥、灰渣和辅料按一定比例称量后混匀；加水造粒，制备生料球；将生料球自然干燥后放入干燥箱，再次干燥；干燥后的生料球放入箱式电阻炉中，以10～20℃/min升温至300～500℃，保温5～15min，取出冷却至20～28℃；箱式电阻炉再以10～20℃/min升温至1120～1200℃后，将生料球放入焙烧5～15min；冷却后，制得所述的超轻填料。本发明制得的填料具有轻质、高强度、具有较高的比表面积等特点，可广泛用于工业废水处理中。
Description
技术领域
本发明属于废弃物再利用领域，涉及一种工业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超轻填料的方法。
背景技术
化工剩余污泥是污水处理厂在化工废水处理过程中产生的固体废弃物，含水率高，成分复杂，含多种有机毒物、重金属和病原微生物等。化工剩余污泥由于成分复杂、危害较大，属于危险固体废弃物。若得不到科学的处理处置，易对环境造成二次污染，对人和环境造成危害。
根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，化工剩余污泥必须经过妥善处理，特别是污泥中的重金属要经稳定处理后才能排放。目前我国有数百家化工园，数十万家化工企业，每天要产生数量巨大的化工剩余污泥。化工园数量巨大的污泥如何处理、去往何处，是一个必须重视的问题。因此将化工剩余污泥有效地、高效地减量，同时无害化，进而资源化是目前处理化工剩余污泥的主要研究方向。
所以，在无害化前提下将污泥进行综合利用，是污泥处理与处置的最佳出路，不仅能获得良好的环境效益，而且还具有一定的社会效益和经济效益。化工剩余污泥减量化、无害化的技术在国内是广泛普及的，但是化工剩余污泥资源化还未能广泛推广。目前，利用化工剩余污泥制备水处理超轻填料还鲜有报道。水处理超轻填料较传统填料，具有强度高、密度小、焙烧时间短等特点，应用在水处理构筑物中，其动能消耗较低，具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种化工剩余污泥制备超轻填料的工艺，实现对现有填料性能的提高。
本发明的目的可通过以下技术方案实现：
一种利用化工剩余污泥制备超轻填料的方法，包括如下步骤：
(1)干燥经机械脱水后的化工剩余污泥，得到干化污泥；
(2)将干化污泥、灰渣和辅料粉碎后，按一定比例称量后混匀；
(3)加入适量水后再次搅拌，使得混合料含水率在5％～15％，混匀，造粒，制备直径为6～10mm的生料球；
(4)将生料球自然干燥后放入干燥箱，再次干燥；
(5)干燥后的生料球放入箱式电阻炉中，以10～20℃/min升温至300～500℃，保温5～15min，取出冷却至20～28℃；
(6)箱式电阻炉升温至1120～1200℃后，将生料球放入焙烧5～15min；
(7)冷却后，制得所述的超轻填料。
其中，步骤(1)中所述干燥温度优选105～120℃，干燥时间优选6～8h。
步骤(2)中干化污泥、灰渣和辅料粉碎后优选过100目筛，再进行混合。
步骤(2)中所述的灰渣是将干化污泥在600～800℃，保温1～1.5h后，冷却所得。
步骤(2)中所述辅料优选自页岩、粘土中的一种或多种。
步骤(2)中所述一定比例优选干化污泥15～35wt％、灰渣5～25wt％、辅料50～70wt％。
步骤(4)中所述生料球自然干燥时间优选4～8h；干燥箱干燥温度优选105～120℃，干燥时间优选1～3h。
步骤(6)优选箱式电阻炉以10～20℃/min升温至1120～1200℃后，将生料球放入其中焙烧5～15min。
按照本发明上述方法制备的超轻填料。
本发明所述的超轻填料在水处理、建筑行业中的应用。本发明制得的填料具有轻质、高强度、具有较高的比表面积等特点，可广泛用于工业废水处理中。
有益效果：
1、该方法在实现化工剩余污泥减量化、无害化的同时，而且彻底实现了污泥的资源化。该方法的配方和焙烧制度可以有效地固定工污泥中的重金属，使得化工剩余污泥达到无害化目的，而且制备的填料质量轻、强度高，因此化工剩余污泥为原料制备填料具有可行性，同时具有竞争优势，也开辟了化工剩余污泥处理的新途径。
2、采用化工剩余污泥为原料制备填料达到了“变废为宝”、“以废治废”的目的，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
3、生料球的焙烧过程中，急速升温使得填料具有轻质的特点，能够达到超轻填料的要求，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
化工剩余污泥取自南京某化工企业污水厂生化剩余污泥，是其化工废水生化处理后产生的剩余污泥，经机械脱水后，含水率为83.8％，pH值为6.34，热值约2000kJ/kg，颜色为黑褐色，有刺激性恶臭味。
实施例1
取化工剩余污泥于120℃干燥6小时得到干化污泥，干化污泥于800℃通氧保温1h，冷却得到灰渣。分别取粉碎过100目筛的干化污泥20g、页岩60g、灰渣20g，分别投入混料盆，充分搅拌混匀后，加水，使得混合料含水量在10％，搅拌、混匀后造粒，得直径为8mm左右的生料球；生料球自然干燥6h后，放入干燥箱，在105℃干燥2h；干燥后的生料球放入箱式电阻炉中，以10℃/min升温至350℃，保温10min，取出冷却至室温；箱式电阻炉再以10℃/min升温至1140℃后，将生料球放入其中焙烧12min；冷却至室温后，即得化工剩余污泥基超轻填料。经测试，堆积密度为0.48g/cm3，抗压强度为2.7MPa。
实施例2
取化工剩余污泥于120℃干燥6小时得到干化污泥，干化污泥于800℃通氧保温1h，冷却得到灰渣，分别取粉碎过100目筛的干化污泥25g、页岩60g、灰渣15g，分别投入混料盆，充分搅拌混匀后，加水，使得含水量在10％，搅拌、混匀后造粒，得8mm左右的生料球；生料球自然干燥6h后，放入干燥箱，在105℃干燥2h；干燥后的生料球放入箱式电阻炉中，以10℃/min升温至350℃，保温10min，取出冷却至室温；箱式电阻炉再以10℃/min升温至1150℃，将生料球放入焙烧10min；冷却至室温后，即得化工剩余污泥基超轻填料。经测试，堆积密度为0.46g/cm3，抗压强度为2.4MPa。
实施例3
取化工剩余污泥于120℃干燥6小时得到干化污泥，干化污泥于800℃通氧保温1h，冷却得到灰渣，分别取粉碎过100目筛的干化污泥30g、页岩60g、灰渣10g，分别投入混料盆，充分搅拌混匀后，加水，使得含水量在10％，搅拌、混匀后造粒，得8mm左右的生料球；生料球自然干燥6h后，放入干燥箱，在105℃干燥2h；干燥后的生料球放入箱式电阻炉中，以10℃/min升温至350℃，保温10min，取出冷却至室温；箱式电阻炉再以10℃/min升温至1160℃，将生料球放入焙烧8min；冷却至室温后，即得化工剩余污泥基超轻填料。经测试，堆积密度为0.44g/cm3，抗压强度为2.3MPa。
Claims (10)
1.一种利用化工剩余污泥制备超轻填料的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)干燥经机械脱水后的化工剩余污泥，得到干化污泥；
(2)将干化污泥、灰渣和辅料粉碎后，按一定比例称量后混匀；
(3)加入水后再次搅拌，使得混合料含水率在5％～15％，混匀，造粒，制备直径为6～10mm的生料球；
(4)将生料球自然干燥后放入干燥箱，再次干燥；
(5)干燥后的生料球放入箱式电阻炉中，以10～20℃/min升温至300～500℃，保温5～15min，取出冷却至20～28℃；
(6)箱式电阻炉升温至1120～1200℃后，将生料球放入其中焙烧5～15min；
(7)冷却后，制得所述的超轻填料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述干燥温度为105～120℃，干燥时间6～8h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述辅料选自页岩、粘土中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述的灰渣是将干化污泥在600～800℃，保温1～1.5h后，冷却所得。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述比例为干化污泥15～35％、灰渣5～25％、辅料50～70％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中干化污泥、灰渣和辅料粉碎后过100目筛。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中所述生料球自然干燥时间为4～8h，干燥箱干燥温度为105～120℃，干燥时间为1～3h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(6)箱式电阻炉以10～20℃/min升温至1120～1200℃后，将生料球放入其中焙烧5～15min。
9.根据权利要求1所述的方法制备的超轻填料。
10.权利要求7所述的超轻填料在水处理、建筑行业中的应用。
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