申請日2013.09.30
公開(公告)日2014.01.29
IPC分類號C04B14/02; C04B30/00
摘要
本發(fā)明涉及一種利用城市污水廠污泥和廢玻璃制備陶粒的方法，屬固體廢物處理處置及資源化技術(shù)領(lǐng)域。該方法對含水率75～85%的脫水污泥破碎，將廢棄玻璃破碎球磨至200目，然后按照一定的比例混合加入;并添加1%~5%的發(fā)泡劑;經(jīng)攪拌后擠壓造粒，經(jīng)傳送機(jī)傳送至陶�；剞D(zhuǎn)窯燒制。本發(fā)明燒制的優(yōu)質(zhì)玻璃陶粒，有致密的鈾面、輕質(zhì)高強(qiáng)，滿足國標(biāo)GB/T17431.2-2010，其力學(xué)性能及有害物質(zhì)含量檢驗(yàn)結(jié)果均符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，所得的玻璃陶粒在房屋、路面、橋梁等工程中都可使用。本發(fā)明既變廢為寶，又保護(hù)環(huán)境，不僅符合生態(tài)建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向，而且是城市污水處理廠污泥資源化利用的有效途徑。
權(quán)利要求書
1.一種利用城市生活污水廠污泥和廢玻璃制備玻璃陶粒的方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)將廢棄的玻璃破碎、球磨后過200目篩，得到經(jīng)破碎球磨后的廢玻璃粉;
(2)將經(jīng)破碎球磨后的廢玻璃粉和城市生活污水廠污泥混合，得到混合物料，加入混合物料質(zhì)量1%~5%的發(fā)泡劑，攪拌均勻后形成配合料;
(3)將配合料投入制粒機(jī)造粒，擠壓制備，0.5~1cm粒徑的料球，放入回轉(zhuǎn)窯中，按照以下工藝過程燒結(jié)：
預(yù)熱階段：以3~6℃/min的升溫速率自室溫升到340~360℃，并在340~360℃下停留15~25分鐘;
升溫階段：以5~10℃/min升溫到1050～1100℃，并在1050～1100℃條件下焙燒25~35分鐘;
保溫退火階段：隨爐溫自然冷卻至室溫，得玻璃陶粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用城市生活污水廠污泥和廢玻璃制備玻璃陶粒的方法，其特征在于：步驟(1)中所述的廢玻璃為平板碎玻璃和容器玻璃，包括白玻璃和棕色玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用城市生活污水廠污泥和廢玻璃制備玻璃陶粒的方法，其特征在于：所述的經(jīng)破碎球磨后的廢玻璃粉加入量占所述混合物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的5%~90%;所述的城市生活污水廠污泥加入量占混合物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%~95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用城市生活污水廠污泥和廢玻璃制備玻璃陶粒的方法，其特征在于：步驟(2)所述的發(fā)泡劑為石灰石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用城市生活污水廠污泥和廢玻璃制備玻璃陶粒的方法，其特征在于：所述城市生活污水廠污泥經(jīng)脫水后含水率為75%-85%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用城市生活污水廠污泥和廢玻璃制備玻璃陶粒的方法，其特征在于：步驟(3)所述燒結(jié)過程為：
預(yù)熱階段：以3~6℃/min的升溫速率自室溫升到350℃，并在350℃下停留20分鐘;
升溫階段：以5~10℃/min升溫到1050～1100℃，并在1050～1100℃條件下焙燒30分鐘;
保溫退火階段：隨爐溫自然冷卻至室溫，得玻璃陶粒。
說明書
一種利用城市污水廠污泥和廢玻璃制備陶粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及固體廢物處理處置及資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用城市污水廠污泥和廢玻璃制備陶粒的方法。
背景技術(shù)
城市污泥的處理是當(dāng)前全世界面臨的一個(gè)嚴(yán)重和迫切的問題，污泥對環(huán)境的危害主要包括使水源水質(zhì)惡化、污染土壤和農(nóng)作物等，其中重金屬是造成污染的一大原因，傳統(tǒng)的技術(shù)方法是對污泥進(jìn)行填埋和焚燒，這都會對環(huán)境造成二次污染。目前，污泥處理處置技術(shù)主要有填埋、焚燒、制建材和堆肥等。陶粒是一種質(zhì)輕且有一定強(qiáng)度的集料，主要是采用高溫?zé)伞Ｄ壳拔勰嗵樟５难芯恐饕性谖勰嘧鳛樘樟浦械挠袡C(jī)物添加劑，其使用量少，只有10%左右，不能達(dá)到大規(guī)模處理處置污泥的目的。如果摻加比高于10%，由于水和有機(jī)物的釋放，產(chǎn)品表現(xiàn)為多孔、松散的結(jié)構(gòu)，達(dá)不到建材標(biāo)準(zhǔn)的要求。提高污泥摻加比是目前需要解決的主要問題。
玻璃陶粒是以各種玻璃制品破碎或污染后失去使用價(jià)值的廢玻璃為原料，經(jīng)磨細(xì)配料成球以及燒成而得到的人造輕骨料。玻璃中Na2O與K2O含量高，熔融溫度低，摻入的發(fā)泡劑在燒成過程中熱分解產(chǎn)生氣體，使其形成多孔結(jié)構(gòu)，從而得到輕質(zhì)、低密度的產(chǎn)品。我國迅猛發(fā)展的高層框架結(jié)構(gòu)建筑，不僅要求墻體材料高強(qiáng)輕質(zhì)，同時(shí)對承重的框架結(jié)構(gòu)也提出了輕質(zhì)高強(qiáng)的要求，而廢玻璃陶粒作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的骨料，正符合現(xiàn)代建筑業(yè)的需要，它代替石子作為混凝土中的骨料，減輕了建筑物結(jié)構(gòu)重量的30%，改善了其它方面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，而且對于提高建筑物的抗震性具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用城市污水廠污泥和廢玻璃制備陶粒的方法，在保證陶粒輕骨建材性能的前提下，以污泥和廢棄玻璃為原料，實(shí)現(xiàn)城市污水廠污泥和廢棄玻璃的共同處理利用，這種方法成本低，處理效果穩(wěn)定，產(chǎn)品在使用過程中不會對環(huán)境造成二次污染。
本發(fā)明的目的可以通過以下方案實(shí)現(xiàn)：
一種利用城市生活污水廠污泥和廢玻璃制備玻璃陶粒的方法，其包括如下步驟：
(1)將廢棄的玻璃破碎、球磨后過200目篩，得到經(jīng)破碎球磨后的廢玻璃粉;
(2)將經(jīng)破碎球磨后的廢玻璃粉和城市生活污水廠污泥混合，得到混合物料，加入混合物料質(zhì)量1%~5%的發(fā)泡劑，攪拌均勻后形成配合料;
(3)將配合料投入制粒機(jī)造粒，擠壓制備，0.5~1cm粒徑的料球，放入回轉(zhuǎn)窯中，按照以下工藝過程燒結(jié)：
預(yù)熱階段：以3~6℃/min的升溫速率自室溫升到340~360℃，并在340~360℃下停留15~25分鐘;
升溫階段：以5~10℃/min升溫到1050～1100℃，并在1050～1100℃條件下焙燒25~35分鐘;
保溫退火階段：隨爐溫自然冷卻至室溫，得玻璃陶粒。
進(jìn)一步的，步驟(1)中所述的廢玻璃為普通的平板碎玻璃和容器玻璃，包括白玻璃和棕色玻璃。
進(jìn)一步的，所述的經(jīng)破碎球磨后的廢玻璃粉加入量占所述混合物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的5%~90%;所述的城市生活污水廠污泥加入量占混合物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%~95%。
進(jìn)一步的，步驟(2)所述的發(fā)泡劑為石灰石，步驟(3)所述擠壓制備是指擠壓制備成0.8~1.2cm粒徑的料球。
進(jìn)一步的，所述燒結(jié)過程為：
預(yù)熱階段：以3~6℃/min的升溫速率自室溫升到350℃，并在350℃下停留20分鐘;
升溫階段：以5~10℃/min升溫到1050～1100℃，并在1050～1100℃條件下焙燒30分鐘;
保溫退火階段：隨爐溫自然冷卻至室溫，得玻璃陶粒。
本發(fā)明玻璃陶粒產(chǎn)品呈灰白偏淺綠色，內(nèi)部有封閉的微孔結(jié)構(gòu)，表面有一層致密的釉質(zhì)，輕質(zhì)高強(qiáng)。完全滿足滿足國標(biāo)GB/T17431.2-2010輕骨料陶粒要求。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明提供了一種利用城市污水廠污泥和廢玻璃制備陶粒的方法，實(shí)現(xiàn)了城市生活污泥和廢棄玻璃共同資源化處置的目標(biāo)。特別是通過進(jìn)一步研究得出的制備工藝參數(shù)，這些參數(shù)并非常規(guī)技術(shù)，它們一起為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)起到了關(guān)鍵的作用，使得本發(fā)明制備得到的玻璃陶粒內(nèi)部充滿無數(shù)微小氣孔，易加工，不變形，性能穩(wěn)定，可廣泛用于石油化工、輕工、冷藏、建筑、橋梁、地下工程等領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。產(chǎn)品玻璃陶粒其浸出毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了城市污泥的環(huán)境穩(wěn)定性和安全性，并且該方法處工藝簡單，附加值高，同時(shí)能有效處理廢棄玻璃，產(chǎn)品在使用過程中不會對環(huán)境造成二次污染，是一種有效的廢棄資源化利用的方法。
