專利名稱：生產(chǎn)粒狀材料的方法及由該方法得到的產(chǎn)物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)自由流的粒狀材料的方法，以及由該方法得到的產(chǎn)物，具體地，是涉及利用來自生物處理過的城市和工業(yè)廢水的礦泥的生產(chǎn)方法。
背景技術：
生物處理過的城市和工業(yè)廢水產(chǎn)生大量的礦泥，這些礦泥經(jīng)過多年堆積，而現(xiàn)在，由于被禁止堆積，要作為垃圾被掩埋。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是將礦泥轉變?yōu)橛袃r值的產(chǎn)品，該產(chǎn)品能特別用作為一種栽培基質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)自由流的粒狀物質(zhì)的方法，其特征在于篩選浮石，得到大小為大于500微米、小于15毫米的浮石。被篩選的浮石在攪拌下置于至少為其重量的20％的水中，被凈化的浮石然后從水中被分離出來并被干燥。來自于生物處理過的城市和工業(yè)廢水的礦泥與干燥后的浮石與以重量比為1∶0.5-0.9混合，一直得到粒狀物為止。
由于開放的浮石孔的存在，通過處理過的礦泥的成分分析、礦化動力試驗結果、以及植物土壤試驗，表明了礦泥成份穩(wěn)定，礦泥中的大部分的有機物暫時保留，結果，這種會濾去可溶性的含氮物質(zhì)(特別是以氨的形式存在)的危險被嚴格限制了，能得到類似將礦泥堆肥的效果，但是，根據(jù)本發(fā)明的處理方法效果很快，而堆肥需要幾個月的時間，含氮物的礦化很慢會明顯降低礦泥的利用價值。另一方面，礦泥的物理特性具有能明顯提高水的保持能力和與之結合的土壤的物理結構的效果。在每立方米的浮石與礦泥的混合物中，本發(fā)明所述的浮石能夠吸收大約40-60公升的水，因此，它能直接保持礦泥含有75-90％體積的水，不再需要將礦泥熱處理或者或多或少地濃縮。然而根據(jù)申請人已完成的試驗顯示，在DE-A-156244的產(chǎn)物中的玄武石和礦物質(zhì)不能通過洗滌被去除，在每立方米產(chǎn)物中不能吸收大于290公升的水。類似地，實驗表明含有13％的干燥產(chǎn)物和在100-500微米之間的浮石粉會導致一種干砂漿型的聚合物，它會危害甚至阻止生成所需的顆粒物。
本發(fā)明所述的方法的第一階段包括篩選浮石得到大小為大于500微米小于或等于15毫米的顆粒。
本發(fā)明所述的方法的第二階段包括將浮石置于水中。將浮石置于至少重量為其20％的水中并攪拌。這個階段本質(zhì)上設計為用于去掉浮石中會堵塞細孔的礦粉、玄武石、磁鐵礦石以及火山灰燼。特別首選的是完成該步清洗、分離不想要的物質(zhì)的方法包括穿過堆積有浮石的篩子噴射水霧。噴射抬高了礦石顆粒，滲透到細孔中，使雜質(zhì)通過篩子掉下去從而被去除，因此，分離出干凈的浮石。然后浮石在干燥器中被干燥，例如，在一個熱氣流干燥箱中，比如在200-250℃間，直到浮石中的水份的重量百分比低于或等于10％。
所述方法的下一個步驟為將干燥的浮石與來自生物處理過的城市或工業(yè)污水的礦泥混合，直到得到顆粒材料為止。
生物處理是指下面處理方法中的一種。
在城市和工業(yè)廢水處理站中最先進的技術是精深的生物方法。這些方法的原理是集中在小的方面上，加強有機物質(zhì)的轉化和破壞，使之符合自然環(huán)境的規(guī)則。
有三個主要的方法被采用——細菌床和生物盤——活化的礦泥；——生物過濾或加速的生物過濾技術。
細菌床細菌床的工作原理包括滴流預先固定在適合支持純化微生物(細菌)的、多孔的或似巨穴的原料的平臺上的廢水。自然通風或強制通風，目的是保證必需的氧氣使需氧菌能正常工作。水中的污染物質(zhì)和氧氣逆流擴散，流過生物薄膜吸收微生物。生物薄膜包含其上表面和底部附近的需氧菌，凈化產(chǎn)生的副產(chǎn)物和二氧化碳氣體在從液體和氣流中被去除。
生物盤另一種技術使用的是由旋轉生物盤組成的固定培養(yǎng)。微生物在其中生長，并在盤的表明形成純生物薄膜。由于生物盤是半浸入，緩慢的旋轉允許固定的生物量的氧化。
其它固定的培養(yǎng)方法例如生物過濾也可使用。
活化的礦泥“活化的礦泥”方法包括將未處理的廢水和具有高生物活性的活化礦泥液體混合。通過將純化的微生物與要處理的污水混合，污染物質(zhì)需氧程度降低。凈化水和純化礦泥的階段然后分開來。
這三種方法的礦泥產(chǎn)物必須被清除，這些礦泥可以被用于本發(fā)明的方法中。
來自生物處理的城市或工業(yè)廢水的礦泥和浮石的混合能使用常規(guī)的攪拌器特別是螺帶攪拌器，葉輪攪拌器，螺旋攪拌器，顛倒螺旋攪拌器等等，攪拌短短的2分鐘可以得到一個好的結果。
作為一種改進，浮石和礦泥的混和同時還混有黏土，黏土的重量為總混合物的重量的5-12％。這樣可排除使人不快的氣味，特別的是黏土具有很高的陽離子交換能力。
還可以優(yōu)選的是使用水保持劑(water retainer)，特別是聚硅酸鉀鹽(potassiumpolysilicate)，其重量比為小于1‰，目的是更好地保持水在顆粒物的細孔中。
這種自由流顆粒產(chǎn)物最大的直徑在0.1mm至15mm之間，能在攪拌器的出口處包裝于圓桶和袋子中，并且容易運送和處理，特別是它沒有氣味。
自由流粒狀材料中水的含量為45-60％，以二氧化硅的形式存在的硅的含量為22-25％，以Al2O3的形式存在的鋁的含量為6-9％，碳的含量為4-5％以及通過強熱失量(loss onignition)測定的有機物的含量為1-3％，其它雜質(zhì)或次要元素，例如磷，鉀、鎂、鈣，都可以存在。
根據(jù)本發(fā)明所述的粒狀物的農(nóng)業(yè)特性使它適于在各種農(nóng)作物(多年生農(nóng)作物或商品農(nóng)作物)中作為一種有機土壤改良劑和環(huán)境美化(現(xiàn)場補救)用途。在易干旱的土壤中，本發(fā)明的粒狀物能改進農(nóng)作物的栽培。作為一種上述的農(nóng)作物的營養(yǎng)物(例如作為在觀賞性植物園中用于栽培養(yǎng)料)也可以產(chǎn)生很好的效果。下面舉例說明本發(fā)明。1立方米或者大約1公噸的來自生物城市廢水處理站的礦泥被用到。該礦泥具有下列成份

浮石過篩(0.5mm到15mm)、處理、凈化和干燥。浮石第一次用水噴射洗滌將存在于細孔中的礦粉，磁鐵粉末和火山石粉末分離掉；浮石然后在熱空氣旋轉箱干燥以除去90％的水份，干燥箱具有一個氣體燃料器。
該浮石含有Si(以SiO2的形式)70％Al(以Al2O3的形式)13％Ti，F(xiàn)e，Mg，Ca，Na，K2O，P2O5，CaO，SO3，H2O17％1立方米的礦泥與700kg的浮石和具有高CEC(陽離子凈化能力)的黏土以及1kg的水保持劑混合。
該混合物在具有3000公升容量的螺帶混合機中混合2分鐘。
由顆粒組成的出產(chǎn)物仍然是潮濕的，但是自由流的，且容易放置在袋子或容器中。
干燥度為11％的(幾乎為液態(tài))1立方米的礦泥，可以得到1.2立方米的粒狀基質(zhì)。該基質(zhì)的粒度為0.5-15mm之間，具有以下成份

NFU是法國使用標準。ICP是質(zhì)譜分析。
權利要求
1.一種生產(chǎn)自由流粒狀材料的方法，其特征是篩選浮石，得到大于500微米、小于或等于15毫米的浮石；將篩選得到的浮石置于水中并攪拌，然后將浮石從水中分離出來并干燥，得到干燥的浮石；來自于生物處理過的城市或工業(yè)廢水的礦泥與干燥的浮石以重量比為1∶0.5-0.9混合，直到獲得粒狀材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，在混合時加入重量為混合物總量的5-12％的黏土。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征是，在混合時加入重量比不大余1‰的水保持劑。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的方法，其特征是，通過穿過堆積有浮石的篩子噴射水霧，將浮石置于水中。
5.一種粒狀材料，其是自由流的，最大直徑在0.5-15mm之間，其特征是，它能滿足下列元素分析H2O重量在45-60％之間；以SiO2形式存在的Si重量在22-25％之間；以AI2O3形式存在的Al重量在6-9％之間；C重量在4-5％之間；有機物(強熱失量)重量在1-3％之間。
6.權利要求5所述的粒狀材料用作于栽培基質(zhì)。
全文摘要
自由流粒狀材料的生產(chǎn)方法，包括篩選浮石并將浮石與來自生物處理過的城市或工業(yè)廢水的礦泥混合。
文檔編號C02F11/00GK1918085SQ200480032613
公開日2007年2月21日 申請日期2004年10月15日 優(yōu)先權日2003年11月6日
發(fā)明者吉恩-皮埃爾·坎普, 瑟基·本沙德 申請人:西姆斯通公司, 吉恩-皮埃爾·坎普, 瑟基·本沙德