化工污泥焚燒灰渣摻加復(fù)合穩(wěn)定劑制備填料的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化工污泥焚燒灰渣摻加復(fù)合穩(wěn)定劑制備填料的工藝。主要特征是：化工污泥焚燒灰渣作為原料，頁(yè)巖或粉煤灰作為輔料，木屑、秸稈或稻殼作為造孔劑，摻加少量復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑，按一定比例混合，經(jīng)加水?dāng)嚢?、水浴反?yīng)、造粒、干燥、燒結(jié)，制備成一種重金屬浸出率小的超輕填料。填料的燒制采用無(wú)需預(yù)熱階段的快速燒結(jié)制度，即料球從室溫驟升至燒結(jié)溫度，中途不經(jīng)歷勻速升溫和預(yù)熱過(guò)程。該工藝耗時(shí)短、效率高，制得的填料輕質(zhì)、多孔、高強(qiáng)。本發(fā)明較常規(guī)的化工污泥處理與處置方式具有運(yùn)行成本低、處置周期短、二次污染少和利廢率高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
化工污泥焚燒灰渣慘加復(fù)合穩(wěn)定劑制備填料的工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種危險(xiǎn)固體廢棄物的資源化工藝，具體設(shè)及一種化工污泥焚燒灰渣 滲加復(fù)合穩(wěn)定劑制備填料的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 化工污泥成分復(fù)雜，毒性大，含氯酪（CPs)、氯苯（CBs)、硝基苯（NBs)、多氯聯(lián)苯 (PCBs)、多環(huán)芳控(PA化)及重金屬等多種有害物質(zhì)，與城市污水廠產(chǎn)生的剩余污泥相比，其 處置更為困難，成本也更加高昂。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)調(diào)研顯示，此類危廢仍主要采用簡(jiǎn)單填埋的處 置方式，部分企業(yè)甚至將其隨意堆放或丟棄，給環(huán)境帶來(lái)了很大的安全隱患。目前，焚燒法 被認(rèn)為是化工行業(yè)污泥處理中效果最佳、發(fā)展最為成熟的技術(shù)，被世界各國(guó)廣泛使用。在焚 燒過(guò)程中，污泥中的有機(jī)物燃燒去除，但其中的重金屬仍殘留在灰渣中，故化工污泥焚燒灰 渣也屬于危險(xiǎn)固廢，須送危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)安全填埋。但安全填埋存在費(fèi)用高、現(xiàn)有填埋場(chǎng)處 置能力不足等問(wèn)題，已有報(bào)道采用垃圾焚燒飛灰、電子工業(yè)污泥等危險(xiǎn)固廢制備填料的廢 物資源化方法，為化工污泥焚燒灰渣的安全處置提供了新的思路。
[0003] 重金屬的穩(wěn)定化是含重金屬的危險(xiǎn)固體廢棄物資源化的技術(shù)關(guān)鍵。常用的重金屬 穩(wěn)定化方法有水泥固化、燒結(jié)穩(wěn)定化和藥劑穩(wěn)定化，但運(yùn)些方法都存在一定的缺陷和不足。 水泥固化技術(shù)固化體增容大，易受酸性介質(zhì)浸蝕;燒結(jié)穩(wěn)定化技術(shù)能耗大;藥劑穩(wěn)定化技術(shù) 一般僅添加一些穩(wěn)定化機(jī)理單一的穩(wěn)定劑，對(duì)重金屬的穩(wěn)定化效果欠佳，對(duì)不同的重金屬 成分和形態(tài)不具有普適性。
[0004] 超輕填料是指堆積密度在200~500kg/m3之間的填料，其輕質(zhì)、多孔的特點(diǎn)十分有 利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，常作為水處理填料用于曝氣生物濾池。當(dāng)前超輕填料多^粘±為 原料，而粘±絕大部分取自于耕地，為了保護(hù)±地資源，國(guó)家已明令禁止生產(chǎn)、銷售和使用 粘±類燒結(jié)材料?；の勰喾贌以c粘±的化學(xué)成分相似，可取代粘±制備超輕填料。超 輕填料的燒制一般采用預(yù)熱一燒結(jié)兩步式賠燒工藝:室溫一一勻速升溫一一預(yù)熱溫度(保 持一定時(shí)間）一一勻速升溫一一燒結(jié)溫度(保持一定時(shí)間），運(yùn)種工藝的缺點(diǎn)在于燒制時(shí)間 長(zhǎng)、工藝效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種化工污泥焚燒灰渣滲加復(fù)合穩(wěn) 定劑制備填料的工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工污泥的無(wú)害化與資源化處置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)填料性能和燒 制工藝效率的提高。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種化工污泥焚燒灰渣滲加復(fù)合穩(wěn)定劑制備填料的工藝， 其具體步驟為:一種化工污泥焚燒灰渣滲加復(fù)合穩(wěn)定劑制備填料的工藝，其特征在于：
[0007] (1)化工污泥焚燒灰渣、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和輔料研磨，過(guò)篩;有機(jī)造孔劑粉碎，過(guò) /tA* 師； 1 (2)填料原料按W下重量份配比構(gòu)成:化工污泥焚燒灰渣20~56份，復(fù)合重金屬穩(wěn) 定劑2~8份，有機(jī)造孔劑4~12份，輔料32~66份;干料混合后，加水充分?jǐn)埌?，攬拌均勻?水浴反應(yīng)，冷卻后造粒，制成生料球；
[0009] (3)生料球在烘箱內(nèi)干燥;再采用無(wú)預(yù)熱階段的快速燒結(jié)制度賠燒;賠燒后自然冷 卻至室溫，制得填料。
[0010] 優(yōu)選述的復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑由A、B和C組成;其中A為沸石或膨潤(rùn)±，B為憐酸二氨 鋼或憐酸氨二鋼，C為氧化儀或氧化巧;A占復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量的20~30%，B占復(fù)合重 金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量的45~55%，C占復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量的15~35%。
[0011] 優(yōu)選上述的有機(jī)造孔劑至少為木屑、賴桿或稻殼中的一種;所述的輔料至少為頁(yè) 巖或粉煤灰中的一種。
[0012] 優(yōu)選步驟(1)化工污泥焚燒灰渣、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和輔料研磨，過(guò)100目篩;有機(jī) 造孔劑粉碎，過(guò)32目篩。
[0013] 優(yōu)選步驟(2)所述的水浴反應(yīng)溫度為60~80°C，反應(yīng)時(shí)間為20~40min。
[0014] 優(yōu)選步驟(3)所述的干燥溫度為100~120°C，干燥時(shí)間為2~地。
[0015] 優(yōu)選步驟(3)所述的無(wú)預(yù)熱階段的快速燒結(jié)制度為:干燥后的料球移入已升溫至 1100~1200 °C的箱式電阻爐中，賠燒10~20min。
[0016] 有益效果：
[0017] 1、本發(fā)明提供的化工污泥資源化方法較常規(guī)的化工污泥處理與處置方法具有W 下優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行成本低，處置周期短，二次污染少，利廢率高。
[0018] 2、本發(fā)明提供的污泥基超輕填料燒制工藝燒制時(shí)間短，工藝的效率高。
[0019] 3、本發(fā)明制得的填料輕質(zhì)多孔，有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖和填料的反沖洗。
[0020] 4、本發(fā)明配制的復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑用量少、成本低、重金屬穩(wěn)定化效果好，對(duì)不同 重金屬成分和形態(tài)具有普適性，制得填料的重金屬浸出率較小。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 本實(shí)例原料采用化工污泥焚燒灰渣，本研究所用化工污泥焚燒灰渣的重金屬浸出 濃度見(jiàn)表1。
[0023] 表1化工污泥焚燒灰渣浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0024]
[0025] 沸石、憐酸二氨鋼和氧化儀按一定質(zhì)量比混合，沸石占混合物質(zhì)量的20%，憐酸二 氨鋼占混合物質(zhì)量的45%，氧化儀占混合物質(zhì)量的35%，充分?jǐn)埌瑁旌暇鶆?，配制成?fù)合 重金屬穩(wěn)定劑?；の勰喾贌以?fù)合重金屬穩(wěn)定劑和頁(yè)巖研磨，過(guò)100目篩;木屑粉碎， 過(guò)32目篩。填料原料按W下重量份配比構(gòu)成:化工污泥焚燒灰渣20份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑2 份，木屑12份，頁(yè)巖66份;干料混合后，加水充分?jǐn)埌瑁瑪埌杈鶆蚝笤?0°C水浴下反應(yīng)40min， 冷卻后造粒，制成生料球。生料球在溫度為ioo°c的烘箱內(nèi)干燥地;再移入已升溫至Iioor 的箱式電阻爐中，賠燒20min;賠燒后自然冷卻至室溫，制得超輕填料。制得填料的堆積密度 為228.化g/m3，破碎率與磨損率之和為3.65 %。
[0026] 實(shí)施例1制備的填料做重金屬浸出實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表2。
[0027] 表2填料浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[002引
[0029] 由表2填料的浸出實(shí)驗(yàn)可知：本發(fā)明用化工污泥焚燒灰渣作為原料，頁(yè)巖作為輔 料，木屑作為造孔劑，添加復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑，制成填料，其浸出液中重金屬濃度較低。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 本實(shí)例原料采用化工污泥焚燒灰渣，本研究所用化工污泥焚燒灰渣的重金屬浸出 濃度見(jiàn)表3。
[0032] 表3化工污泥焚燒灰渣浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0033]
[0034] 沸石、憐酸二氨鋼和氧化儀按一定質(zhì)量比混合，膨潤(rùn)±占混合物質(zhì)量的25%，憐酸 氨二鋼占混合物質(zhì)量的50%，氧化巧占混合物質(zhì)量的25%，充分?jǐn)埌?，混合均勻，配制成?fù) 合重金屬穩(wěn)定劑?；の勰喾贌以?fù)合重金屬穩(wěn)定劑和頁(yè)巖研磨，過(guò)100目篩;賴桿粉 碎，過(guò)32目篩。填料原料按W下重量份配比構(gòu)成:化工污泥焚燒灰渣38份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定 劑5份，賴桿8份，頁(yè)巖49份；干料混合后，加水充分?jǐn)埌瑁瑪埌杈鶆蚝笤?0°C水浴下反應(yīng) 30min，冷卻后造粒，制成生料球。生料球在溫度為110°C的烘箱內(nèi)干燥化;再移入已升溫至 115(TC的箱式電阻爐中，賠燒15min;賠燒后自然冷卻至室溫，制得超輕填料。制得填料的堆 積密度為289.化g/m3,破碎率與磨損率之和為1.16%。
[0035] 實(shí)施例2制備的填料做重金屬浸出實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表4。
[0036] 表4填料浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0037]
[0038] 由表4填料的浸出實(shí)驗(yàn)可知：本發(fā)明用化工污泥焚燒灰渣作為原料，頁(yè)巖作為輔 料，賴桿作為造孔劑，添加復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑，制成填料，其浸出液中重金屬濃度較低。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 本實(shí)例原料采用化工污泥焚燒灰渣，本研究所用化工污泥焚燒灰渣的重金屬浸出 濃度見(jiàn)表5。
[0041] 表5化工污泥焚燒灰渣浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0042]
[0043] 沸石、憐酸二氨鋼和氧化儀按一定質(zhì)量比混合，沸石占混合物質(zhì)量的30%，憐酸二 氨鋼占混合物質(zhì)量的55%，氧化儀占混合物質(zhì)量的15%，充分?jǐn)埌?，混合均勻，配制成?fù)合 重金屬穩(wěn)定劑?；の勰喾贌以?、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和粉煤灰研磨，過(guò)100目篩;稻殼粉 碎，過(guò)32目篩。填料原料按W下重量份配比構(gòu)成:化工污泥焚燒灰渣56份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定 劑8份，稻殼4份，粉煤灰32份;干料混合后，加水充分?jǐn)埌?，攬拌均勻后?0°C水浴下反應(yīng) 20min，冷卻后造粒，制成生料球。生料球在溫度為120°C的烘箱內(nèi)干燥化;再移入已升溫至 1200°C的箱式電阻爐中，賠燒IOmin;賠燒后自然冷卻至室溫，制得超輕填料。制得填料的堆 積密度為371.化g/m3，破碎率與磨損率之和為1.1 %。
[0044] 實(shí)施例3制備的填料做重金屬浸出實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表6。
[0045] 表6填料浸出連騎結(jié)果
[0046]
[0047] 由表6填料的浸出實(shí)驗(yàn)可知:本發(fā)明用化工污泥焚燒灰渣作為原料，粉煤灰作為輔 料，稻殼作為造孔劑，添加復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑，制成填料，其浸出液中重金屬濃度較低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化工污泥焚燒灰渣摻加復(fù)合穩(wěn)定劑制備填料的工藝，其特征在于： (1) 化工污泥焚燒灰渣、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和輔料研磨，過(guò)篩;有機(jī)造孔劑粉碎，過(guò)篩； (2) 填料原料按以下重量份配比構(gòu)成:化工污泥焚燒灰渣20~56份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑 2~8份，有機(jī)造孔劑4~12份，輔料32~66份;干料混合后，加水充分?jǐn)嚢?，攪拌均勻后水?反應(yīng)，冷卻后造粒，制成生料球； (3) 生料球在烘箱內(nèi)干燥;再采用無(wú)預(yù)熱階段的快速燒結(jié)制度焙燒;焙燒后自然冷卻至 室溫，制得填料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述的復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑由A、B和C組成;其 中A為沸石或膨潤(rùn)土，B為磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉，C為氧化鎂或氧化鈣;A占復(fù)合重金屬穩(wěn) 定劑質(zhì)量的20~30%，B占復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量的45~55%，C占復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量 的15~35%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述的有機(jī)造孔劑至少為木肩、秸桿或稻殼 中的一種;所述的輔料至少為頁(yè)巖或粉煤灰中的一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于步驟（1)化工污泥焚燒灰渣、復(fù)合重金屬穩(wěn) 定劑和輔料研磨，過(guò)1 〇〇目篩;有機(jī)造孔劑粉碎，過(guò)32目篩。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于步驟（2)所述的水浴反應(yīng)溫度為60~80°C， 反應(yīng)時(shí)間為20~40min。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于步驟(3)所述的干燥溫度為100~120°C，干 燥時(shí)間為2~4h。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于步驟(3)所述的無(wú)預(yù)熱階段的快速燒結(jié)制度 為:干燥后的料球移入已升溫至11 〇〇~1200 °C的箱式電阻爐中，焙燒10~20min。
【文檔編號(hào)】C04B38/06GK105924220SQ201610225368
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】徐炎華, 劉志英, 巴黎, 徐學(xué)驍
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)