本發(fā)明涉及一種污水處理材料的制備方法，特別是涉及一種摻雜塑料粉以提高燒結(jié)時陶粒的孔隙率，提升其吸附性能水廠污泥基多孔陶粒的制備方法。
背景技術(shù)：
陶粒是指粘土或污泥球狀顆粒經(jīng)高溫煅燒制成的具有較高表面孔隙率的物質(zhì)。它具有一定的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，具有較好的吸附性能，可作為污水處理的吸附劑吸附污水中的重金屬、有機物、磷酸鹽等，也可作為填料，表面附長微生物。
伴隨城鎮(zhèn)化進程，城鎮(zhèn)自來水廠建設(shè)數(shù)量與規(guī)?？焖僭黾?，污泥作為自來水生產(chǎn)副產(chǎn)物的總量也迅速攀升，處置不當(dāng)就會造成環(huán)境的二次污染。自來水廠污泥處理與處置也成為當(dāng)今環(huán)境發(fā)展過程中亟需解決的問題。
自來水廠污泥源于制水過程的絮凝反應(yīng)階段，主要成分是混凝劑水解殘渣和被混凝劑絮凝包裹的粘土類懸浮物，因而當(dāng)中含有一定量的鐵鹽和鋁鹽，使其對污水中的磷酸鹽有很好的去除效果，可作為制備吸附磷酸鹽的原材料。
由于污泥所含有機質(zhì)很低，在燒結(jié)制得得陶?？紫堵什桓?，很大影響了性能和應(yīng)用范圍與價值。
塑料粉是指成品塑料、塑料制品加工廢料、廢塑料、塑料原始料經(jīng)研磨再加工形成的細顆?；蚍勰饺胨芰戏鄣轿勰嘀?，可提高污泥的有機質(zhì)含量，在污泥燒結(jié)時可增加陶粒的孔隙率，使其比表面積更大、吸附性能更佳。
本發(fā)明采取向自來水廠污泥中摻雜塑料粉制備多孔陶粒，提高污泥基陶粒的比表面積和吸附性能，同時實現(xiàn)污泥和廢塑料的資源化利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種摻雜塑料粉的水廠污泥基多孔陶粒的制備方法與應(yīng)用，以一種簡單可操作的方式，改善污泥基陶粒的性能，提升其在污水處理應(yīng)用中的功效。
本發(fā)明的目的是通過如下方案實現(xiàn)的：
1、原料準(zhǔn)備
自來水廠污泥在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐10mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥。塑料混合料經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀塑料粉。
2、混合配比(重量份比)
粉末狀污泥：粉末狀塑料粉＝10～20:1
3、制備步驟
⑴將摻好比例的粉末狀污泥和粉末狀塑料粉用水調(diào)勻，團制成粒徑4-10mm的微球，自然風(fēng)干。
⑵將步驟⑴的微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度400-600℃，煅燒時間2-3h，停止加熱并降溫至80℃時得到煅燒料，干燥器內(nèi)冷卻至室溫。
⑶待煅燒料冷卻至溫后，用0.1M的鹽酸浸洗煅燒料5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將煅燒料放入烘箱于105℃烘干至恒重，最終獲得摻雜塑料粉的污泥基多孔陶粒。
本發(fā)明所述的塑料混合物是指ABS、AS、EPS、GPPS、PBT、PC、PE、PET、PP、PPT、PS和PVC一種或是多種任意比例成品塑料、廢塑料、塑料原始料的混合物。。
本發(fā)明的優(yōu)點在于：
工藝簡單，成本低廉，解決了傳統(tǒng)污泥基多孔陶?？紫堵什蛔愕膯栴}，大幅度提升了污泥基陶粒的性能與污水處理功效，促進自來水廠污泥和廢塑料變廢為寶的資源化利用。
具體實施方式
實施例1
⑴將自來水廠污泥(含水率65‐80％)在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐8mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥；取回收的ABS、AS、EPS、GPPS混合塑料曬干后經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀塑料粉。
⑵分別取10kg粉末狀污泥和1kg粉末狀塑料粉混合，用水調(diào)勻，團制成粒徑0.5‐0.8cm的微球，自然風(fēng)干。
⑶將微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度400℃，煅燒3h后，停止加熱并降溫至80℃得到煅燒料，在干燥器內(nèi)冷卻。
⑷待煅燒料降冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105℃烘干至恒重，得到本實施例的摻雜塑料粉的污泥基多孔陶粒。
比表面積測定：與單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒比表面積4.03×104cm2·g‐1相比較，本實施例所制備的自來水廠污泥基多孔陶粒比表面積為10.73×104cm2·g‐1，提升了1.66倍。
⑸污水處理的應(yīng)用：在對總磷濃度186mg/L的機電拋光工序含磷廢水的處理試驗中，本實施例的摻雜塑料粉自來水廠污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為11.876g·kg‐1、總磷去除率為98.7％，而單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量僅為9.715g·kg‐1、總磷去除率為92.8％。
本實施例污泥采自福州東區(qū)水廠。
實施例2
⑴將自來水廠污泥(含水率65‐80％)在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐8mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥；取PET、PP、PPT、PS和PVC混合塑料曬干后經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀塑料粉。
⑵將15kg粉末狀污泥和1kg粉末狀塑料粉混合，用水調(diào)勻，團制成粒徑0.5‐0.8cm的微球，自然風(fēng)干。
⑶將微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度500℃，煅燒時間2.5h后，停止加熱并降溫至80℃得到煅燒料，在干燥器內(nèi)冷卻。
⑷待煅燒料降冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105℃烘干至恒重，得到本實施例的摻雜塑料粉的污泥基多孔陶粒。
比表面積測定：與單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒比表面積4.17×104cm2·g‐1相比較，本實施例所制備的自來水廠污泥基多孔陶粒比表面積為13.48×104cm2·g‐1，提升了2.23倍。
污水處理的應(yīng)用：在對總磷濃度186mg/L的機電拋光工序含磷廢水的處理試驗中，本實施例的摻雜塑料粉自來水廠污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為13.698g·kg‐1、總磷去除率為99.2％，而單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量僅為10.663g·kg‐1、總磷去除率為94.7％。
本實施例污泥采自福州西區(qū)水廠。
實施例3
⑴將取回來的自來水廠污泥(含水率65‐80％)在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐8mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥。取GPPS、PBT、PC、PE、PET、PP、PPT塑料曬干后經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀塑料粉。
⑵將20kg粉末狀污泥和1kg粉末狀塑料粉混合，用水調(diào)勻，團制成粒徑0.5‐0.8cm的，自然風(fēng)干。
⑶將⑵微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度600℃，煅燒2h后，停止加熱并降溫至80℃得到煅燒料，在干燥器內(nèi)冷卻。
⑷待煅燒料冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105℃烘干至恒重，得到本實施例的摻雜塑料粉的污泥基多孔陶粒。
比表面積測定：與單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒比表面積4.23×104cm2·g‐1相比較，本實施例所制備的自來水廠污泥基多孔陶粒比表面積為10.04×104cm2·g‐1，提升了1.37倍。
污水處理的應(yīng)用：在對總磷濃度186mg/L的機電拋光工序含磷廢水的處理試驗中，本實施例的摻雜塑料粉自來水廠污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為11.062g·kg‐1、總磷去除率達98.4％，而采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量僅為10.002g·kg‐1、總磷去除率為93.1％。
本實施例污泥采自福州南區(qū)水廠。