專(zhuān)利名稱(chēng)：一種陶粒生物填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶粒生物填料及其制備方法，特別是利用污水處理廠(chǎng)污泥和粉煤灰制備的陶粒生物填料及其制備方法，屬于廢渣利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
粉煤灰屬于人工火山灰質(zhì)材料，是從煤燃燒的煙氣中收集到的細(xì)灰，是一種大小不等、形狀不規(guī)則的粒狀體，一般為銀灰色或灰色，顏色較黑的粉煤灰含碳量較高，粗顆粒所占的比例較大。粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比表面積較大，具有較高的吸附活性，顆粒的粒徑范圍為0.5～300μm。粉煤灰的物理性質(zhì)見(jiàn)下表 粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3三種成分占70％以上，CaO和MgO的量較小，CaO和MgO的含量隨原煤的組成和產(chǎn)出時(shí)代不同而變化，一般在0.2％～10％之間變動(dòng)。粉煤灰主要由非晶態(tài)玻璃相構(gòu)成，其中石英為主要結(jié)晶相。粉煤灰中礦物狀態(tài)的構(gòu)成比率受炭質(zhì)和燃燒冷卻條件的影響，其pH值可從弱堿性向強(qiáng)堿性過(guò)渡。
粉煤灰作為產(chǎn)生量極大的工業(yè)廢渣，其處理和利用受到廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)常用的處理方法是將粉煤灰作水泥的混合料，燒制輕質(zhì)磚、砌塊，或經(jīng)簡(jiǎn)單處理后直接投入污水中，吸附去除污水中的COD、氮、磷及其他各類(lèi)污染物，國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成較為成熟的技術(shù)。但上述處理都需對(duì)粉煤灰進(jìn)行活化、浮選等預(yù)處理，利用率達(dá)不到100％。
污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的稠狀物質(zhì)，含大量水分和有機(jī)物，主要有微生物殘?bào)w、泥沙、纖維等，同時(shí)也含有大量有害病菌、蟲(chóng)卵、重金屬等，如處理不當(dāng)會(huì)造成極大危害。統(tǒng)計(jì)表明，全國(guó)每年排放污水607億噸，每處理一噸污水產(chǎn)生的污泥約0.005～0.01噸。污泥易腐敗，如處理不當(dāng)便造成大范圍的二次污染。
目前污泥資源化技術(shù)主要有(1)堆肥化處理；(2)制動(dòng)物飼料；(3)消化制沼氣；(4)建筑制磚；(5)制水泥等。以上技術(shù)均只利用了污泥所含的有機(jī)物部分或其所含的無(wú)機(jī)物部分，沒(méi)有將其中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行綜合利用，造成了一定的資源浪費(fèi)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種陶粒生物填料及其制備方法。本發(fā)明以粉煤灰和污泥為主要原料，減小了這兩種廢料對(duì)環(huán)境的污染，真正做到以廢治廢；所制的陶粒為酥松多孔結(jié)構(gòu)，可供污水中的微生物大量富集，使其更適用于生物填料；且其制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適用性強(qiáng)。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的一種陶粒生物填料，它是以粉煤灰和污泥為主原料，以粘土作粘結(jié)劑，以十八水硫酸鋁或雙氧水作發(fā)泡劑制成的。
具體的說(shuō)，按照重量份計(jì)算，它是用粉煤灰50-60份、污水處理廠(chǎng)污泥(干重)30-40份、粘土10份和十八水硫酸鋁3-6份加水拌勻后制成的。
按照重量份計(jì)算，前述陶粒生物填料最好是用粉煤灰55份、污水處理廠(chǎng)污泥(干重)35份、粘土10份和十八水硫酸鋁4份加水拌勻后制成。
前述污水處理廠(chǎng)污泥的含水率為77-83％，最佳為80％；其干燥狀態(tài)體積密度為1.38g/cm3，有機(jī)物含量為63.5％。
所述的粉煤灰為電廠(chǎng)煙囪收集的飛灰；所述的粘土干燥狀態(tài)真密度為1.65g/cm3。
本發(fā)明陶粒生物填料的制備方法包括以下步驟 (1)按比例稱(chēng)取粉煤灰、污水處理廠(chǎng)污泥、粘土和十八水硫酸鋁或雙氧水，加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾瞥深w粒； (2)顆粒于100℃-110℃下恒溫烘干60-90分鐘； (3)烘干的顆粒放入電加熱爐中加熱至400℃-500℃，預(yù)熱10-20分鐘(實(shí)際生產(chǎn)時(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)爐具的升溫速率做適當(dāng)調(diào)整，若實(shí)驗(yàn)爐具升溫較塊可延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間，升溫較慢可減短預(yù)熱時(shí)間)，再升溫至1100-1200℃燒制18-25分鐘，于爐中冷卻至200-600℃取出，即得陶粒生物填料。
更具體的制備方法包括以下步驟 (1)按比例稱(chēng)取粉煤灰、污水處理廠(chǎng)污泥、粘土和十八水硫酸鋁，先將粘土加水?dāng)嚢璩珊隣?，然后將污泥加入，攪拌，再將粉煤灰和十八水硫酸鋁一起加入，攪拌均勻，制成8-10mm球形顆粒； (2)顆粒于105℃下恒溫烘干60-70分鐘； (3)烘干的顆粒放入馬弗爐中加熱至400℃，預(yù)熱10-13分鐘，然后升溫至700℃-900℃保溫2-10分鐘(防止升溫過(guò)快導(dǎo)致顆粒受熱不均勻)，再升溫至1100℃燒制18-20分鐘，于爐中冷卻至200-300℃(為保護(hù)實(shí)驗(yàn)爐具所以選擇此范圍，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)可根據(jù)實(shí)際條件加以調(diào)整，但最高不得超過(guò)600℃)取出，即得陶粒生物填料。
上述步驟(3)中冷卻時(shí)，800℃以上采用閉爐冷卻，下降到800℃以后開(kāi)爐冷卻。
所用的污水處理廠(chǎng)污泥為經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓濾后的污泥，不烘干直接使用，根據(jù)含水率計(jì)算實(shí)際所需量。
在本發(fā)明產(chǎn)品的研制過(guò)程中，為了制備出性能優(yōu)異的陶粒生物填料，發(fā)明人進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究和對(duì)比，對(duì)所用原料的配比以及發(fā)泡劑(可增加陶粒的孔隙率)的種類(lèi)和用量進(jìn)行了優(yōu)選。以下是篩選實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)方法選用污水處理廠(chǎng)脫水污泥、粉煤灰、粘土三者按一定比例混合，燒結(jié)，制成具有一定物理強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性的多孔輕質(zhì)陶粒；然后投入細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)液富集，使其多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)長(zhǎng)滿(mǎn)具有處理能力的低溫微生物；再用其處理人工配制的污水，檢查其處理效果(進(jìn)出水cod，氮磷去除率)；在一定溫度下包埋一段時(shí)間后，再檢查其處理效果。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟捎么罅科叫胁牧?，以確保制出具有以下特點(diǎn)的陶粒 1、質(zhì)輕，以確保陶粒在曝氣處理污水時(shí)處于懸浮狀態(tài)； 2、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，以確保陶粒在整個(gè)搬運(yùn)、附著微生物、處理污水過(guò)程中不碎裂；且強(qiáng)度能長(zhǎng)期穩(wěn)定，具有一定的抗化學(xué)、物理、生物沖擊能力； 3、具有一定的生物親和力，令具有處理能力的低溫微生物能很好地附著在其多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)，達(dá)到所需的富集密度； 4、在滿(mǎn)足強(qiáng)度的條件下具有足夠的孔隙率，以確保其能附著足量的微生物和在水中處于懸浮態(tài)(孔隙率越大，比表面積越大，在水中受水沖擊面積越大，就越容易使其處于懸浮態(tài))。
最優(yōu)方案的選擇過(guò)程 一、脫水污泥、粉煤灰、粘土的配比篩選實(shí)驗(yàn)(所述配比均為重量比) 1、試驗(yàn)材料 (1)粉煤灰，取自貴陽(yáng)電廠(chǎng)。
從電廠(chǎng)煙囪除塵器收集。烘干體積密度為0.78g/cm3，真密度為1.86g/cm3。
(2)馬弗爐 最高溫度為1300℃，升溫速率為30℃/min。
(3)脫水污泥取自貴陽(yáng)小河污水處理廠(chǎng)壓濾機(jī)壓濾過(guò)后的污泥，含水率為79.88％。干燥狀態(tài)體積密度為1.38g/cm3，有機(jī)物含量為63.5％。
(4)粘土 取樣，去除雜質(zhì)，烘箱烘干，粉碎過(guò)篩備用，干燥狀態(tài)真密度為1.65g/cm3。
2、試驗(yàn)過(guò)程 影響陶粒性能的因素很多，主要是原料配方和燒制條件。
(1)試驗(yàn)流程 原料預(yù)處理→配比→混合→成形→干燥→預(yù)熱→高溫?zé)Y(jié)→冷卻→性能測(cè)試 (2)配比方案 1號(hào)陶粒試樣脫水污泥/粉煤灰/粘土分別為20/70/10，25/65/10，30/60/10，35/55/10，40/50/10，45/45/10，60/30/10，75/15/10。分別編號(hào)為1-1，1-2，1-3，1-4，1-5，1-6，1-7，1-8。
2號(hào)陶粒試樣比例和1號(hào)完全一致。分別編號(hào)為2-1，2-2，2-3，2-4，2-5，2-6，2-7，2-8。
另外做了三種不加粘土的配方顆粒，污泥和粉煤灰之比為40/60，60/40，50/50，分別編號(hào)為1-9，1-10，1-11和2-9，2-10，2-11。
編號(hào)如下表
為了消除誤差，以上所有樣均在同一爐次燒結(jié)而成。
(3)制作顆粒每種配方分別制6mm、8mm、12mm粒徑顆粒。每種粒徑制三顆，共9顆。
(4)燒制準(zhǔn)備于烘箱105℃烘60分鐘。
(5)燒結(jié)馬弗爐燒結(jié)，先升溫到400℃，預(yù)熱10分鐘。再直接升溫到1100℃保溫18分鐘。關(guān)閉馬弗爐電源，待爐內(nèi)溫度冷卻到200℃取出觀(guān)察。
(6)測(cè)定結(jié)果與分析 測(cè)試結(jié)果如下表

9號(hào)和10號(hào)燒結(jié)成堅(jiān)硬類(lèi)似玻璃體狀態(tài)，為非孔隙結(jié)構(gòu)。11號(hào)配方顆粒強(qiáng)度太差(手捏即碎)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論脫水污泥/粉煤灰/粘土的最佳重量配比為35/55/10。所得陶粒在密度、強(qiáng)度、燒結(jié)穩(wěn)定性方面均良好。
由于脫水污泥、粉煤灰和粘土制成的陶?？紫堵屎兔芏热稳徊焕硐?，所以考慮在配方中添加發(fā)泡劑，以提高其孔隙率。
二、發(fā)泡劑種類(lèi)和用量的篩選實(shí)驗(yàn) (一)選取合適的發(fā)泡劑，以增加陶粒孔隙率，在滿(mǎn)足強(qiáng)度的前提下為微生物附著爭(zhēng)取最大的附著空間。
1、實(shí)驗(yàn)材料 查閱相關(guān)資料后，分別采用以下藥劑作為發(fā)泡劑Ca(OH)2(堿石灰)、Al粉、Al2O3、Fe2O3、Al2(SO4)318H2O、H2O2(過(guò)氧化氫、雙氧水)、電石(CaC2)、NH4HCO3 以上藥品各一瓶，純度等級(jí)均為分析純。其中H2O2純度為30％，密度為1.1g/ml左右。以及9份10g脫水污泥/粉煤灰/粘土配比為35/55/10的混合泥。
2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程 (1)取料 按重量比35/55/10分別取脫水污泥、粉煤灰、粘土，其中脫水污泥含水率為80％，直接添加，另再添加10g水，混合均勻，共248.98克，取10克。其中各組分含量如下脫水污泥(干燥態(tài)，含水率為0)1.4g、粉煤灰2.2g、粘土0.4g、水6.0g。
(2)添加方案 各種備選發(fā)泡劑(雙氧水除外)均取0.15克加入10克稱(chēng)量好的混合泥中。
取雙氧水0.25ml(因雙氧水在常溫下光照即能分解，測(cè)量重量困難、時(shí)間長(zhǎng)，所以采用體積比)也加入其中一份混合泥中。
(3)制作粒徑8mm。
(4)樣品編號(hào) (5)制作顆粒每種配方制6顆8mm粒徑的顆粒。
(6)燒制準(zhǔn)備于烘箱105℃烘60分鐘。
(7)燒結(jié)馬弗爐燒結(jié)，先以15℃/分的速度升溫到400℃，預(yù)熱10分鐘。再直接升溫到1100℃保溫18分鐘。關(guān)閉馬弗爐電源，待爐內(nèi)溫度冷卻到200℃取出觀(guān)察。
(8)測(cè)定結(jié)果與分析 測(cè)試結(jié)果如下表 以上樣品均無(wú)玻璃態(tài)現(xiàn)象產(chǎn)生。
其中4號(hào)、8號(hào)樣顆粒放置水中，20-30min后水即到達(dá)其內(nèi)部核心。證明其孔隙之間相互連通。
(9)實(shí)驗(yàn)結(jié)論Ca(OH)2(堿石灰)、Al粉、Al2O3、Fe2O3、電石(CaC2)以及NH4HCO3均不適合做陶粒發(fā)泡劑。發(fā)泡劑Al2(SO4)318H2O和雙氧水均表現(xiàn)良好。
(二)在Al2(SO4)318H2O和雙氧水之間選擇最佳的發(fā)泡劑以及用量比例 1、實(shí)驗(yàn)材料7份10g脫水污泥/粉煤灰/粘土配比為35/55/10的混合泥。脫水污泥(干燥態(tài)，含水率為0)1.4g、粉煤灰2.2g、粘土0.4g、水6.0g。
2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程 于10g混合泥中分別按不同比例加入兩種發(fā)泡劑，每種發(fā)泡劑三種配比方案，共6種。
配比方案硫酸鋁添加比例分別為2％、4％、6％。本次10g樣為含水樣，所以投加量分別為0.080g、0.161g、0.241g(實(shí)驗(yàn)所用為高精度分析天平)。分別編號(hào)為1-1、1-2、1-3。
雙氧水采用體積比加入，比例為2ml/100g、5ml/100g、7ml/100g，分別編號(hào)為2-1、2-2、2-3。
另取10g混合泥不添加任何藥劑，編號(hào)為3。
制作粒徑每種比例分別制作6mm、8mm兩種粒徑顆粒。
本實(shí)驗(yàn)為了減小各種因素影響，所以采用同一爐燒結(jié)完畢。受馬弗爐內(nèi)空間影響，每種粒徑只做兩顆，一共28顆。
燒制準(zhǔn)備于烘箱105℃烘60分鐘。
燒結(jié)馬弗爐燒結(jié)，先以15℃/分的速度升溫到400℃，預(yù)熱10分鐘。再直接升溫到1100℃保溫18分鐘。關(guān)閉馬弗爐電源，待爐內(nèi)溫度冷卻到200℃取出觀(guān)察。
測(cè)定結(jié)果與分析 測(cè)試結(jié)果如下表 實(shí)驗(yàn)結(jié)論Al2(SO4)318H2O是比雙氧水更好的發(fā)泡劑。
1-2和1-3吸水率相差不大，但1-2比1-1的吸水率明顯偏大，孔隙也較好。所以發(fā)泡劑的最優(yōu)比例為4％的Al2(SO4)318H2O。實(shí)驗(yàn)中粒徑為8mm的陶粒在各方面性能上都優(yōu)于粒徑為6mm的陶粒。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論為脫水污泥/粉煤灰/粘土的重量配比為35/55/10時(shí)，添加4％的硫酸鋁做發(fā)泡劑，在1100℃燒制18分鐘后能得到強(qiáng)度、吸水率都符合生物填料條件的陶粒，其最佳直徑為8mm。
此外，發(fā)明人還對(duì)陶粒生物填料的制備工藝(即燒結(jié)條件)進(jìn)行了試驗(yàn)篩選。燒結(jié)實(shí)驗(yàn)爐的工作溫度為1200℃，當(dāng)燒制溫度低于1000℃時(shí)，顆粒易碎；在1000℃-1100℃之間時(shí)，需要燒制較長(zhǎng)時(shí)間才能燒透；所以最終選擇1100℃-1200℃為燒制溫度。在此溫度條件下，燒制時(shí)間(即燒透顆粒時(shí)間)為18-25分鐘。燒制結(jié)束后的冷卻條件為800℃以上閉爐冷卻，下降到800℃后開(kāi)爐冷卻。加熱速率最好為35℃/分。這些工藝條件均是發(fā)明人優(yōu)選出來(lái)的結(jié)果。
采用本申請(qǐng)所記載的技術(shù)方案，制得的陶粒表觀(guān)密度為1000～1100kg/m3，吸水率為30～40％，陶粒孔隙大且連貫，強(qiáng)度合格，適用于生物濾池濾料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 1.本發(fā)明主要原料均為固體廢料，可減小粉煤灰和污泥對(duì)環(huán)境的污染，真正做到以廢治廢。
2.本發(fā)明無(wú)需對(duì)粉煤灰進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理(干燥除外)，可直接用原灰配料，燒制陶粒做生物填料。由于陶粒惰性強(qiáng)，強(qiáng)度高，可反復(fù)多次利用，以避免再次產(chǎn)生大量廢渣。
3.本發(fā)明利用污泥中的有機(jī)物高溫?fù)]發(fā)形成孔隙，利用其無(wú)機(jī)物形成骨料，實(shí)現(xiàn)了多方面的綜合利用，減少了資源的浪費(fèi)；且其無(wú)機(jī)物在高溫下燃燒放熱可減少加熱所需能源。
4.本發(fā)明可在污泥不烘干的情況下直接配置混合制成吸水率大、強(qiáng)度合格的陶粒生物填料。一般的污泥制陶粒技術(shù)都是在烘干污泥的前提下再次加水制陶粒用于建筑，而本發(fā)明直接使用含水污泥，減少了烘干污泥所需能源，真正做到了節(jié)能減排。
5.本發(fā)明前所未有地提高了污泥陶粒的孔隙結(jié)構(gòu)，所得陶粒顯微機(jī)構(gòu)為酥松多孔結(jié)構(gòu)，可供污水中的微生物大量富集，使其更適用于生物填料。一般的污泥制陶粒技術(shù)的應(yīng)用范圍較大，針對(duì)性不強(qiáng)，而本發(fā)明陶粒只用于生物填料，具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)針對(duì)性，可實(shí)現(xiàn)高效率低成本的污水處理。
6.本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適用性強(qiáng)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的實(shí)施例1陶粒生物填料的制備 (1)分別稱(chēng)取粉煤灰(從煤燃燒的煙氣中收集)50g、污水處理廠(chǎng)的脫水污泥174g(含水率為77％，干重為40g)、粘土(真密度為1.65g/cm3)10g和十八水硫酸鋁3g，加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾瞥?～10mm的顆粒； (2)顆粒于100℃下恒溫烘干70分鐘； (3)烘干的顆粒放入馬弗爐中加熱至450℃，預(yù)熱13分鐘，然后升溫至900℃保溫5分鐘，防止升溫過(guò)快導(dǎo)致顆粒受熱不均勻，再升溫至1100℃燒制20分鐘，于爐中冷卻至300-400℃取出，即得黃色陶粒生物填料。
本發(fā)明的實(shí)施例2陶粒生物填料的制備 (1)稱(chēng)取烘干、粉碎后的粘土(真密度為1.65g/cm3)10g于500ml燒杯中，加約10ml水?dāng)嚢璩珊隣睿蝗缓蠓Q(chēng)取含水率為80％的污水處理廠(chǎng)污泥175g(干重為35g，不烘干直接使用)加入燒杯中，稍微攪拌；再稱(chēng)取55g粉煤灰(電廠(chǎng)煙囪收集)和4g十八水硫酸鋁一起加入燒杯中，攪拌均勻，以燒杯壁上不見(jiàn)黃色的粘土為宜，制成8mm球形顆粒若干。
(2)將球形顆粒放入105℃恒溫烘箱中烘干60分鐘； (3)將烘干的顆粒放入馬弗爐中加熱至400℃(升溫速率35℃/分)，預(yù)熱10分鐘，然后升溫至800℃保溫2分鐘，防止升溫過(guò)快導(dǎo)致顆粒受熱不均勻，再升溫至1100℃燒制18分鐘，于爐中冷卻(800℃以上采用閉爐冷卻，下降到800℃以后開(kāi)爐冷卻)至200-300℃取出，即得陶粒生物填料。在顯微鏡下觀(guān)察有明顯的孔隙結(jié)構(gòu)，且相互連通。
本發(fā)明的實(shí)施例3陶粒生物填料的制備 (1)分別稱(chēng)取粉煤灰60g、污水處理廠(chǎng)污泥176.5g(含水率為83％，干重為30g)、粘土10g和十八水硫酸鋁6g，加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾瞥深w粒； (2)顆粒于110℃下恒溫烘干80分鐘； (3)烘干的顆粒放入電加熱爐中加熱至500℃，預(yù)熱12分鐘，再升溫至1200℃燒制25分鐘，于爐中冷卻至500-600℃取出，即得陶粒生物填料。
本發(fā)明的實(shí)施例4陶粒生物填料的制備 (1)分別稱(chēng)取粉煤灰55g、污水處理廠(chǎng)污泥175g(含水率為80％，干重為35g)和粘土10g，并按5ml/100g(混合泥)的量加入雙氧水，攪拌均勻后制成顆粒； (2)顆粒于105℃下恒溫烘干90分鐘； (3)烘干的顆粒放入電加熱爐中加熱至400℃，預(yù)熱20分鐘，再升溫至1150℃燒制22分鐘，于爐中冷卻至400-500℃取出，即得陶粒生物填料。
權(quán)利要求
1.一種陶粒生物填料，其特征在于它是以粉煤灰和污泥為主原料，以粘土作粘結(jié)劑，以十八水硫酸鋁或雙氧水作發(fā)泡劑制成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶粒生物填料，其特征在于按照重量份計(jì)算，它是用粉煤灰50-60份、污水處理廠(chǎng)污泥(干重)30-40份、粘土10份和十八水硫酸鋁3-6份加水拌勻后制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶粒生物填料，其特征在于按照重量份計(jì)算，它是用粉煤灰55份、污水處理廠(chǎng)污泥(干重)35份、粘土10份和十八水硫酸鋁4份加水拌勻后制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陶粒生物填料，其特征在于所述污水處理廠(chǎng)污泥的含水率為77-83％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陶粒生物填料，其特征在于所述的污水處理廠(chǎng)污泥干燥狀態(tài)體積密度為1.38g/cm3，有機(jī)物含量為63.5％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的陶粒生物填料，其特征在于所述的粉煤灰為電廠(chǎng)煙囪收集的飛灰；所述的粘土干燥狀態(tài)真密度為1.65g/cm3。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述陶粒生物填料的制備方法，其特征在于包括以下步驟
(1)按比例稱(chēng)取粉煤灰、污水處理廠(chǎng)污泥、粘土和十八水硫酸鋁或雙氧水，加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾瞥深w粒；
(2)顆粒于100℃-110℃下恒溫烘干60-90分鐘；
(3)烘干的顆粒放入電加熱爐中加熱至400℃-500℃，預(yù)熱10-20分鐘，再升溫至1100-1200℃燒制18-25分鐘，于爐中冷卻至200-600℃取出，即得陶粒生物填料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述陶粒生物填料的制備方法，其特征在于包括以下步驟
(1)按比例稱(chēng)取粉煤灰、污水處理廠(chǎng)污泥、粘土和十八水硫酸鋁，先將粘土加水?dāng)嚢璩珊隣睿缓髮⑽勰嗉尤?，攪拌，再將粉煤灰和十八水硫酸鋁一起加入，攪拌均勻，制成8-10mm球形顆粒；
(2)顆粒于105℃下恒溫烘干60-70分鐘；
(3)烘干的顆粒放入馬弗爐中加熱至400℃，預(yù)熱10-13分鐘，然后升溫至700℃-900℃保溫2-10分鐘，再升溫至1100℃燒制18-20分鐘，于爐中冷卻至200-300℃取出，即得陶粒生物填料。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述陶粒生物填料的制備方法，其特征在于步驟(3)中冷卻時(shí)，800℃以上采用閉爐冷卻，下降到800℃以后開(kāi)爐冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述陶粒生物填料的制備方法，其特征在于所用的污水處理廠(chǎng)污泥為經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓濾后的污泥，不烘干直接使用，根據(jù)含水率計(jì)算實(shí)際所需量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種陶粒生物填料及其制備方法，它是以粉煤灰和污泥為主原料，以粘土作粘結(jié)劑，以十八水硫酸鋁或雙氧水作發(fā)泡劑，加水混勻后制粒，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成的陶粒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要原料均為固體廢料，可減小粉煤灰和污泥對(duì)環(huán)境的污染，真正做到以廢治廢；無(wú)需對(duì)粉煤灰進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，可直接用原灰配料；同時(shí)利用了污泥中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，減少了資源的浪費(fèi)；提高了污泥陶粒的孔隙結(jié)構(gòu)，所得陶粒為酥松多孔結(jié)構(gòu)，可供污水中的微生物大量富集，使其更適用于生物填料，可實(shí)現(xiàn)高效率低成本的污水處理；其制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適用性強(qiáng)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C04B38/02GK101514112SQ20091030117
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者姚曉園, 琛 魏, 建崢嶸, 陸天友, 雷文俊, 翌 唐, 倩 李, 秦禮琦, 云 何, 黃傳香, 盛貴尚, 隋天娥 申請(qǐng)人:貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院