一种污泥基生物炭制备陶粒的方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥基生物炭制备陶粒的方法，选用污泥基生物炭和黄土作为原料；将污泥基生物炭和黄土研磨成粉，筛分后烘干备用；将研磨干燥后的污泥基生物炭和黄土按照重量比为1:1‑6的比例，混合均匀生料；将混合均匀生料进行造粒，制成粒径为0.5‑1cm的生料颗粒；烧制分为三个阶段,第一阶段为低温烘干阶段，第二阶段为中温预热阶段，第三阶段为高温烧结阶段。本发明专利技术提供了一种利用城镇污水处理厂80％的污泥经过热解炭化产生的污泥基生物炭制备陶粒的方法，实现了污泥基生物炭的大规模综合利用，将污泥进行废物再利用，为污泥热解炭化的终端产品应用提供了良好的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥基生物炭制备陶粒的方法
本专利技术涉及污泥热解炭化
，具体为一种污泥基生物炭制备陶粒的方法。
技术介绍
市政污泥是城市污水处理过程中产生的副产物，是一种特殊的泥水混合物，它含有大量水分、有机物、无机物和微生物。随着我国城市化进程的加快，污水的产生量在持续增加，污水处理过程中产生的大量污泥造成的环境问题日益突出。如何妥善处理城市生活污水处理厂污泥，实现污泥处置与资源化利用，是当前我国城市化进程中面临的一项重大课题，也是无废城市建设和绿色低碳发展的必然要求。近年来，污泥热解炭化技术被认为是环境和经济都适宜的污泥处理处置技术，其作为污泥“四化”的新手段受到了污泥处置市场的广泛关注。污泥热解炭化，就是通过绝氧条件下给污泥“加温和加压”，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来同时又最大限度地保留了污泥中炭质的过程。污泥炭化的优势在于其能源消耗少，剩余产物中的炭含量高，发热量大，N、P含量高。除此之外，污泥热解炭化过程可以降低重金属的生物有效性，促进酸可溶态和可还原态向稳定的可氧化态和残渣态转化，从而显著降低了污泥资源化利用所带来的生态环境风险，有效解决污泥基生物炭资源化利用时的负面效应，使得污泥基生物炭的资源化利用成为可能。目前，国内外关于污泥热解炭化的研究多侧重于产能，而非以物质利用尤其是固态产物的资源化处置技术为其主要目标，利用污泥炭化产物-污泥基生物炭制备陶粒的研究鲜见报道。现有污泥制备陶粒技术主要存在以下缺陷：(1)大部分只针对污水厂未经处理的原污泥，污泥体量大，占地面积广，易造成污泥大规模运输，成本高，鲜有结合污泥炭化技术制备污泥基生物炭陶粒；(2)现有污泥烧制陶粒技术存在污泥利用率低，污泥陶粒使用时有重金属溶出等问题；(3)现有污泥制备陶粒技术由于污泥的高含水率问题进一步限制了污泥的规模化利用。为此我们提出一种污泥基生物炭制备陶粒的方法用于解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种污泥基生物炭制备陶粒的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种污泥基生物炭制备陶粒的方法(1)材料选择：选用污水处理厂产生的含水率80％的污泥经过热解炭化技术得到的污泥基生物炭和黄土作为原材料；(2)干燥：将污泥基生物炭和黄土进行粉碎研磨，并过100目筛进行筛分和在105℃下烘干备用；(3)混合：将筛分过的污泥基生物炭和黄土按照重量比为1:3的比例进行混合，得到混合均匀生料；(4)造粒：将混合均匀生料加水搅拌调湿，再将湿生料成型造粒，制成粒径为0.5-1cm的生料颗粒；(5)烧制：烧制分为三个阶段，第一阶段为低温烘干阶段，将生料颗粒放在电热恒温鼓风干燥器内于100℃下进行烘干；第二阶段为中温预热阶段，将干燥后的生料球放入马弗炉中升温至350℃，预热30min；第三阶段为高温烧结阶段，烧制温度为950℃-1050℃，烧制时间为40min，自然降温，取出后冷却到室温，即制得污泥基生物炭陶粒。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益功能：(1)本专利技术提供了一种利用城镇污水处理厂80％的污泥经过热解炭化产生的污泥基生物炭制备陶粒的方法，实现了污泥基生物炭的大规模综合利用，将污泥进行废物再利用，为污泥热解炭化的终端产品应用提供了良好的解决方案；(2)通过热解炭化技术形成的污泥基生物炭，不但实现了污泥的减量化、稳定化、无害化，而且能够降低重金属的生物有效性；利用高温烧结工艺，进一步高效固化了污泥基生物炭中的重金属元素，有效避免污泥基生物炭土地利用时因重金属累积引起潜在的二次污染问题，最终使污泥能够安全应用于实际生产当中；(3)以污泥基生物炭为原料制取的陶粒具有密度小、强度高、保温、隔热、抗震、防火等功能，其是一种性能优良的新型建筑基础材料，市场需求量很大；而且陶粒表面有许多微孔，具有一定的机械强度，吸水、透气、保肥能力强，也可做为无土栽培的载体、水处理的过滤介质等，应用途径广泛；(4)本专利技术工艺简单实用，利用热解炭化减量后的污泥基生物炭作为制取陶粒的原料，设备投资少，能源消耗低，污泥运输成本低，不易造成环境的二次污染，具有很好的经济效益和环境效益。附图说明图1为本专利技术中Riley三相图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种污泥基生物炭制备陶粒的方法，包括以下步骤：实施例1：(1)材料选择：选用城镇污水处理厂80％的污泥经过热解炭化技术产生的污泥基生物炭和黄土作为原料；(2)干燥：将污泥基生物炭和黄土通过小型球磨机研磨成粉，过100目筛进行筛分后经105℃的电热恒温鼓风干燥器烘干备用；(3)混合：将研磨干燥后的污泥基生物炭和黄土按照重量比为1:3的比例送入搅拌机进混合，得到混合均匀生料；(4)造粒：将混合均匀生料放入600型圆盘造粒机进行造粒，造粒机一边匀速旋转，一边喷水，使其自然成形，制成粒径为0.5-1cm的生料颗粒；(5)烧制：烧制分为三个阶段，第一阶段为低温烘干阶段，将生料颗粒放在电热恒温鼓风干燥器内于100℃下进行烘干；第二阶段为中温预热阶段，将干燥后的生料球放入马弗炉中升温至350℃，预热30min；第三阶段为高温烧结阶段，烧制温度为950℃，烧制时间为40min，自然降温，取出后冷却到室温，即制得污泥基生物炭陶粒。收集实施例1所制得的陶粒，对陶粒的部分性能进行检测，检测数据如下：表1：实施例1所制得的污泥基生物炭陶粒浸出毒性实验数据参照HJ557-2010《固体废物浸出毒性浸出方法—水平振荡法》，进行泥基生物炭陶粒浸出毒性实验，采用原子吸收分光光度法测定陶粒浸出液的重金属含量，重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg均为检测出来，说明重金属含量均符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准的要求。表2：实施例1所制得的污泥基生物炭陶粒的性能数据序号烧结温度(℃)筒压强度(Mpa)堆积密度(kg/m3)吸水率(％)实施例19504.390016.18通过本专利技术提供一种利用城镇污水处理厂80％的污泥经过热解炭化产生的污泥基生物炭制备陶粒的粒径较为平均，且强度与吸水率的性能指标均较为优秀，相对于市面上普通的陶粒也有较大的优势，并且通过本专利技术制备的陶粒更为环保，将污泥热解炭化形成的污泥基生物炭进行回收利用，成本也相对较低。实施例2：(1)材料选择：选用城镇污水处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥基生物炭制备陶粒的方法，其特征在于：/nS1：材料选择：选用污泥基生物炭和黄土作为原料；/nS2：干燥：将污泥基生物炭和黄土研磨成粉，筛分后烘干备用；/nS3：混合：将研磨干燥后的污泥基生物炭和黄土按照重量比为1:1-6的比例，混合均匀生料；/nS4：造粒：将混合均匀生料进行造粒，制成粒径为0.5-1cm的生料颗粒；/nS5：烧制：烧制分为三个阶段,/nS5.1：第一阶段为低温烘干阶段，将生料颗粒放在电热恒温鼓风干燥器内于100℃下进行烘干；/nS5.2：第二阶段为中温预热阶段，将干燥后的生料球放入马弗炉中升温至300-350℃，预热30min；/nS5.3：第三阶段为高温烧结阶段，烧制温度为650-1050℃，烧制时间为10-60min，自然降温，取出后冷却到室温，制得污泥基生物炭陶粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种污泥基生物炭制备陶粒的方法，其特征在于：
S1：材料选择：选用污泥基生物炭和黄土作为原料；
S2：干燥：将污泥基生物炭和黄土研磨成粉，筛分后烘干备用；
S3：混合：将研磨干燥后的污泥基生物炭和黄土按照重量比为1:1-6的比例，混合均匀生料；
S4：造粒：将混合均匀生料进行造粒，制成粒径为0.5-1cm的生料颗粒；
S5：烧制：烧制分为三个阶段,
S5.1：第一阶段为低温烘干阶段，将生料颗粒放在电热恒温鼓风干燥器内于100℃下进行烘干；
S5.2：第二阶段为中温预热阶段，将干燥后的生料球放入马弗炉中升温至300-350℃，预热30min；
S5.3：第三阶段为高温烧结阶段，烧制温度为650-1050℃，烧制时间为10-60min，自然降温，取出后冷却到室温，制得污泥基生物炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘程，恽壮志，李剑波，汪新亮，龚明杰，汪军，杨明，周强，伍毅贤，王凤青，
申请(专利权)人：安徽省通源环境节能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34