專(zhuān)利名稱(chēng)：用于微污染水預(yù)處理的給水污泥陶粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微污染水預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于微污染水預(yù)處理的給水污泥陶粒的制備方法。
背景技術(shù)：
利用生物預(yù)處理技術(shù)可有效降解微污染水源水中溶解性有機(jī)物及氨氮污染。目前，生物預(yù)處理技術(shù)用于處理微污染源水大部分采用生物膜法來(lái)進(jìn)行，而生物膜法的核心在于選擇合適的填料作為生物生長(zhǎng)的載體。盡管有多種多樣的載體出現(xiàn)，但目前最成熟、最常用的還是輕質(zhì)陶粒。常規(guī)的陶粒通常采用粘土作為主要原料制作而成，但以粘土為主要原料會(huì)消耗大量粘土資源，破壞耕地，況且目前粘土資源已被國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)，粘土使用受到嚴(yán)格限制。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求的提高以及污泥處理技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)污泥資源化利用的途徑也備受關(guān)注。但目前大量研究和專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)注于城市污水廠污泥的處理及資源化問(wèn)題，而對(duì)城市給水廠的污泥則關(guān)注較少。2006年國(guó)家修訂后的《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50013-2006)明確增加了對(duì)給水處理中排泥水進(jìn)行處理，從而不可避免的產(chǎn)生大量給水廠污泥。因此，探究給水廠污泥的處理及資源化方法成為十分緊迫的任務(wù)。目前給水廠脫水污泥大都被作為垃圾而填埋，但其滲濾液可能會(huì)污染地下水，從而對(duì)飲用水安全帶來(lái)隱患。此外，研究者也探索了一些給水廠污泥可能的資源化方法，如， 以給水廠污泥作為吸附劑去除污水中六價(jià)鉻，磷酸鹽，取得了較好的效果；利用給水廠污泥已燒制了滿(mǎn)足要求的建筑用磚；利用給水廠污泥燒制高強(qiáng)度陶粒用于混凝土的建筑材料也取得不錯(cuò)的效果。中國(guó)專(zhuān)利CN1644565A公開(kāi)了“一種用給水廠污泥和污水廠污泥制備輕質(zhì)陶粒的方法”，但制備的陶粒也是用于高強(qiáng)度混凝土生產(chǎn)。由此可見(jiàn)，目前以給水廠污泥制備的陶粒主要用作建筑材料，特別重視陶粒的強(qiáng)度，而微污染水源水生物預(yù)處理用的陶粒， 除了需滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度外，還需表面粗糙，有一定的孔徑，有利于生物膜的生長(zhǎng)，因此與建筑用陶粒在制作方法上存在明顯不同。至今為止，還沒(méi)有利用給水廠污泥作為主要原料制作微污染水源水生物預(yù)處理用陶粒的相關(guān)報(bào)道。給水廠污泥的成份與粘土成份很相似，利用給水廠污泥替代粘土來(lái)燒制微污染水源水生物預(yù)處理用陶粒，既節(jié)約了粘土資源，又開(kāi)辟了給水廠污泥資源化利用的新途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種用于微污染水預(yù)處理的給水污泥陶粒的制備方法，該方法為微污染水源水生物預(yù)處理提供一種生物生長(zhǎng)的良好載體以及解決給水廠污泥資源化問(wèn)題。本發(fā)明所提供的用于微污染水預(yù)處理的給水污泥陶粒的制備方法具體步驟如下
(1)制備給水干污泥將給水廠含水率80wt%的脫水污泥，在105 110°C條件下鼓風(fēng)干燥池，得到含水率52wt%的給水干污泥；
(2)原料破碎與篩分將步驟(1)所得給水干污泥、用作造孔劑的干稻殼用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)100目電動(dòng)篩，分別得到粒徑小于100目的干污泥與稻殼粉；
(3)原料混合將步驟(2)所制得的干污泥、稻殼粉與粉煤灰加入到攪拌混合釜中攪拌混合30min，制得混合料，所述干污泥、粉煤灰及稻殼粉的質(zhì)量百分比分別為7(Γ80%、 15 19%及廣5% ；
(4)造粒將步驟(3)所得混合料轉(zhuǎn)入到轉(zhuǎn)盤(pán)造粒機(jī)中，加入水后進(jìn)行造粒，得到粒徑在2 9mm的球形生料，加入水的質(zhì)量是所述混合料質(zhì)量的5 % ；
(5)球形生料干燥與焙燒將步驟(4)所得球形生料轉(zhuǎn)入回轉(zhuǎn)爐中，在105°C下干燥 60min，設(shè)定回轉(zhuǎn)爐升溫速率為5°C /min,回轉(zhuǎn)爐溫度從105°C逐漸升到300°C，在300°C持續(xù)焙燒30min ；然后溫度從300°C升至500°C，在500°C持續(xù)焙燒30min ；然后溫度從500°C逐漸升至800°C，在800°C持續(xù)焙燒30min，完成燒結(jié)過(guò)程，得到燒結(jié)陶粒；
(6)出料冷卻將步驟(5)所得燒結(jié)陶粒轉(zhuǎn)移出回轉(zhuǎn)爐，自然冷卻至室溫；
(7)篩分將步驟(6)所得冷卻后的陶粒進(jìn)行篩分，去掉不合格產(chǎn)品，得到不同粒徑的陶粒成品。本發(fā)明的有益效果如下
(1)本發(fā)明所提供的陶粒，其制作原料給水廠脫水污泥、粉煤灰以及造孔劑稻殼均為工業(yè)或農(nóng)業(yè)廢棄物，開(kāi)辟了這些廢物資源化利用的新途徑，符合目前國(guó)家正在大力推進(jìn)的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的政策。(2)本發(fā)明利用給水廠脫水污泥代替常規(guī)的粘土來(lái)制作陶粒，可有效保護(hù)粘土資源，進(jìn)而保護(hù)耕地。(3)本發(fā)明利用農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼作為造孔劑，避免了常規(guī)化學(xué)藥劑造孔劑的使用， 降低了生產(chǎn)成本。(4)該陶粒的制作方法簡(jiǎn)單，制作過(guò)程中采用連續(xù)變溫與恒溫焙燒相結(jié)合的燒結(jié)方法，大大減少了陶粒的燒結(jié)開(kāi)裂和破碎，提高了產(chǎn)品的成品率。(4)該法制得的陶粒，表面粗糙，表面及內(nèi)部微孔豐富，有利于微生物在其表面的掛膜生長(zhǎng)，生物量較多，從而促進(jìn)微污染水源水生物預(yù)處理效果的提高，在溶解氧保持在4. 60^5. 20mg/L的條件下，可將微污染水源水中CODsfa由6. 37 7. 82mg/L降低到 3. 66 4. 78mg/L，氨氮由1. 65 2. 06mg/L降低到0. 28^0. 42mg/L,出水水質(zhì)滿(mǎn)足水源水質(zhì)三類(lèi)水體的要求。本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單，原料為工業(yè)廢棄物，符合目前國(guó)家正在提倡的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的政策，該陶粒濾料用于微污染水源水生物預(yù)處理，可有效降解水中溶解性有機(jī)物和氨氮等污染物。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施方式提供的實(shí)施例1 一 3中各原料的質(zhì)量組成如下 實(shí)施例1 :80%的干污泥、15%的粉煤灰及5%的造孔劑稻殼粉。實(shí)施例2 70%的干污泥、29%的粉煤灰及1%的造孔劑稻殼粉。實(shí)施例3 75%的干污泥、23%的粉煤灰及m造孔劑稻殼粉。
4
實(shí)施例1 一 3具體制備步驟如下
(1)原料干燥脫水將給水廠含水率80wt%的脫水污泥在105°C -110°C條件下鼓風(fēng)干燥池，得到含水率52wt%的給水干污泥。(2)原料破碎與篩分將步驟(1)所得干污泥以及造孔劑干稻殼用粉碎機(jī)粉碎，過(guò) 100目電動(dòng)篩，分別得到粒徑小于100目的干污泥與稻殼粉。(3)原料混合將步驟(2)所得干污泥及稻殼粉與粉煤灰在攪拌混合釜中攪拌混合30min，制得混合料樣。(4)造粒將步驟(3)所得混合料樣轉(zhuǎn)入到轉(zhuǎn)盤(pán)造粒機(jī)中，同時(shí)加入水，進(jìn)行造粒， 得到粒徑在2 9mm的球形生料。(5)生料干燥與烘干焙燒將步驟(4)所得球形生料轉(zhuǎn)入回轉(zhuǎn)爐中，在105°C下干燥60min，設(shè)定回轉(zhuǎn)爐升溫速率為5°C /min,回轉(zhuǎn)爐溫度從105°C逐漸升到300°C，在300°C 持續(xù)焙燒30min ；然后溫度從300°C升至500°C，在500°C持續(xù)焙燒30min ；然后溫度從500°C 逐漸升至800°C，在800°C持續(xù)焙燒30min，完成燒結(jié)過(guò)程，得到燒結(jié)陶粒；
(6)出料冷卻將步驟(5)所得燒結(jié)陶粒轉(zhuǎn)移出回轉(zhuǎn)爐，自然冷卻至室溫；
(7)篩分將步驟(6)所得冷卻后的陶粒進(jìn)行篩分，去掉不合格產(chǎn)品，得到不同粒徑的陶粒成品。實(shí)施例1 一 3制備的陶粒均符合《水處理用人工陶粒濾料》的相關(guān)規(guī)定。
權(quán)利要求
1.用于微污染水預(yù)處理的給水污泥陶粒的制備方法，其特征在于該制備方法具體步驟如下(1)制備給水干污泥將給水廠含水率80襯％的脫水污泥，在105 110°C條件下鼓風(fēng)干燥池，得到含水率52wt%的給水干污泥；(2)原料破碎與篩分將步驟(1)所得給水干污泥、用作造孔劑的干稻殼用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)100目電動(dòng)篩，分別得到粒徑小于100目的干污泥與稻殼粉；(3)原料混合將步驟(2)所制得的干污泥、稻殼粉與粉煤灰加入到攪拌混合釜中攪拌混合30min，制得混合料，所述干污泥、粉煤灰及稻殼粉的質(zhì)量百分比分別為7(Γ80%、 15 19%及廣5% ；(4)造粒將步驟(3)所得混合料轉(zhuǎn)入到轉(zhuǎn)盤(pán)造粒機(jī)中，加入水后進(jìn)行造粒，得到粒徑在2 9mm的球形生料，加入水的質(zhì)量是所述混合料質(zhì)量的5 % ；(5)球形生料干燥與焙燒將步驟(4)所得球形生料轉(zhuǎn)入回轉(zhuǎn)爐中，在105°C下干燥 60min，設(shè)定回轉(zhuǎn)爐升溫速率為5°C /min,回轉(zhuǎn)爐溫度從105°C逐漸升到300°C，在300°C持續(xù)焙燒30min ；然后溫度從300°C升至500°C，在500°C持續(xù)焙燒30min ；然后溫度從500°C逐漸升至800°C，在800°C持續(xù)焙燒30min，完成燒結(jié)過(guò)程，得到燒結(jié)陶粒；(6)出料冷卻將步驟(5)所得燒結(jié)陶粒轉(zhuǎn)移出回轉(zhuǎn)爐，自然冷卻至室溫；(7)篩分將步驟(6)所得冷卻后的陶粒進(jìn)行篩分，去掉不合格產(chǎn)品，得到不同粒徑的陶粒成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微污染水預(yù)處理的給水污泥陶粒的制備方法，其特征在于所制備的陶粒用于微污染水預(yù)處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于微污染水預(yù)處理的給水污泥陶粒的制備方法，屬于微污染水預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域。該陶粒以給水廠污泥為主要原料，與粉煤灰和造孔劑按一定質(zhì)量比混合均勻，然后加入一定量的水在成球機(jī)中造粒成球，將球形生料烘干后通過(guò)連續(xù)的變溫和恒溫焙燒，經(jīng)自然冷卻和篩分后得到成品陶粒。本發(fā)明充分利用給水廠的污泥，使污泥得到資源化利用，并且制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。該法制得的陶粒，表面及內(nèi)部微孔豐富，有利于微生物在其表面的掛膜生長(zhǎng)，從而使微污染水源水生物預(yù)處理的效果顯著提高，具有較好的社會(huì)效益和環(huán)保效益。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102515834SQ20111035650
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者丁磊, 張新喜, 汪明明, 羅剛 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)