專利名稱：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)按比例稱取粉煤灰、污水處理廠污泥、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)按比例稱取粉煤灰、污水處理廠污泥、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℃以后開爐冷卻。
所用的污水處理廠污泥為經(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。
從電廠煙囪除塵器收集。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粒孔隙率和密度任然不理想，所以考慮在配方中添加發(fā)泡劑，以提高其孔隙率。
二、發(fā)泡劑種類和用量的篩選實(shí)驗(yàn) (一)選取合適的發(fā)泡劑，以增加陶?？紫堵?，在滿足強(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，制得的陶粒表觀密度為1000～1100kg/m3，吸水率為30～40％，陶?？紫洞笄疫B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)分別稱取粉煤灰(從煤燃燒的煙氣中收集)50g、污水處理廠的脫水污泥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?；然后稱取含水率為80％的污水處理廠污泥175g(干重為35g，不烘干直接使用)加入燒杯中，稍微攪拌；再稱取55g粉煤灰(電廠煙囪收集)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℃以后開爐冷卻)至200-300℃取出，即得陶粒生物填料。在顯微鏡下觀察有明顯的孔隙結(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)分別稱取粉煤灰60g、污水處理廠污泥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)分別稱取粉煤灰55g、污水處理廠污泥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)按比例稱取粉煤灰、污水處理廠污泥、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)按比例稱取粉煤灰、污水處理廠污泥、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，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