污泥制轻质陶粒研究现状及应用前景分析

新乡市益通净水材料有限公司凭借当地得天独厚的净水材料资源优势，从事新型水处理材料，是专业生产净水剂、滤材、填料的综合性实体企业，生产产品十余种，具有先进的生产工艺和完善的检测手段，技术力量雄厚，管理科学化。产品广泛用于电力、化工、冶金、煤气、纺织、印染、石油和城镇给排水行业的水处理系统。 




污泥制轻质陶粒研究现状及应用前景分析

1.2污泥制陶粒国内外研究现状
 
     1.2.1国外研究现状 近期,国外已有不少关于将污泥制成轻质建筑材料的报道。在日本,以燃烧过的污泥粉为主要原料,与污泥干粉或者粉煤等可燃性粉末,按需要的发热量调配成混合料,加水造粒,在链式烧结机上烧成轻骨料。轻骨料的烧结温度为1000～1100℃,烧结时间为25～30min。轻骨料的筒压强度为3～4Mpa,吸水率为16%～18%。福航公司李联盟介绍，在美国,NakouziS等人通过研究[3],发现回收或再利用染料污泥,将其转变成制陶粒的制陶成分,代替了原有的土地填埋的处理方法,取得了一定经济效益,并同时解决了污泥处置问题
 
     1.2.2国内研究现状 20世纪90年代以来,我国学者也进行了大量污泥制轻质陶粒的研究,并取得了一定的成果。山东福航新能源环保股份有限公司采用城市污水厂污泥替代河道淤泥或部分粘土烧制轻质陶粒获得成功，该企业以污泥为主要原料,掺以粘土和少量固体燃料研制生产出污泥陶粒,使污泥变废为宝,有利于改善环境污染,具有较好的社会效益和经济效益效益。
 
     1.3
 
     陶粒制备工艺路线 根据烧胀机理,可采用图1所示的污泥生产工艺路线[7]。 图1 污泥陶粒生产工艺简图制备的轻质陶粒产品性能可依据中华人民共和国国家标准《轻骨料试验方法》(GB2842-81) 和中华人民共和国建材行业标准《超轻陶粒和陶砂》 (JC487-92)来检验。
 
     2 前景展望
 
     2.1技术可行性分析
    
    
         水厂污泥是在一系列水处理工艺中从污水 中分离出来的生物固体。其无机成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,类似粘土的主要成分。据福航公司李联盟介绍，烧制陶粒时,原料的化学成分是致陶粒膨胀的主要因素。按其作用可分为3类:其一是成陶成分,有SiO2、Al2O3及Fe2O3,在原料中占3/4;其二是起助熔作用的熔剂氧化物,有Na2O、K2O、FeO、MgO等;其三是发气物,在物料高温时产生气体,如H2O、O2、CO2、CO、H2等。经过上百件样的试烧,不添加助胀剂的原料化学成分多在以下范围(%):SiO2:48～68、Al2O3:12～18、Fe2O3:5～10、K2O+Na2O:2.5～7.0。原料的化学成分如能控制在上述 范围内,多数料球都能烧胀。学者Riley在研究粘 土陶粒烧胀性时[8],发现在某温度范围内,当所用陶粒原料的化学成分处于某一范围时,所得陶粒均具有良好的烧胀性。据此,他提出了用三元法表示原料化学成分的Riley三角形,并具体圈定形成适宜粘度的原料化学成分范围%如图2表示:适宜粘度的原料化学成分范围为SiO2:53%～79%,Al2O3:10%～25%,Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO等熔剂之和13%～26%[9]。
    
         2.2经济效益
    
         以轻质陶粒代替砾石制成的超轻陶粒混凝土小型空心砌块和隔墙板是性能优良的新型墙体材料,在建筑行业中有广泛的应用。
    
         根据测算,陶粒混凝土应用于高层建筑,可以减轻建筑物自重30%,减轻劳动强度20%,降低造价10%。云南省设计院曾对21M跨度的小型网架作过结构费用对比分析。当采用陶粒轻混凝土屋面板时网架自重比普通钢筋混凝土材料减轻了1.78kg/m3,按网架造价5000元/t计算可减少网架结构费用8.9元/m3。工程应用结果表明,超轻陶粒应用于屋面其技术经济指标较佳[10]。
    
         2.3环境效益
    
         以污水厂污泥制成轻质陶粒,变废为宝,将大大减轻日益严峻的污泥处理问题。福航公司李联盟介绍，在处理过程中,大量病原菌被高温杀死,且重金属固结在陶粒中,消除了污泥农用过程中,重金属从农产品进入食物链,*终进入人体,并在人体内富集的问题,避免了二次污染的产生,真正体现了固体废物处理的无害化、减量化、资源化原则,环境效益显著。