一種陶粒生產方法及陶粒和陶粒的應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種以粉煤灰、給水廠污泥、粘土為原料，牡蠣殼為主要添加劑的陶粒制備方法以及這種陶粒的用途。通過添加牡蠣殼提高陶粒的孔隙結構，增加吸附能力和交換能力，使其具有更優良好的水質改善效果。本發明中水處理陶粒原材料主要采用廢棄物——粉煤灰和污泥，以廢治廢、成本低廉，有利于環境可持續發展。本陶粒是一種良好的功能性水處理填料。由于經過高溫煅燒而成陶粒表面粗糙具有大比表面積易于生物掛膜作用，并且質輕強度高可長期承受高負荷水力沖擊具有穩定性，具有生物掛膜進行脫氮除磷作用，是一種水處理性能優良的填料，可用于生物濾池、人工濕地等水處理工藝。
【專利說明】一種陶粒生產方法及陶粒和陶粒的應用
【技術領域】
[0001]本發明提供一種陶粒的生產方法，本發明還涉及上述陶粒生產方法生產的陶粒及該陶粒的應用。
【背景技術】
[0002]陶粒具有豐富的孔隙結構和較大的比表面積，是一種應用廣泛的水處理濾料。傳統的陶粒制作方法通常由粘土和頁巖燒制而成，而粘土和頁巖為不可再生的自然資源。因此，尋求一種廉價、易得的陶粒生產原料受到了越來越廣泛地關注。
[0003]粉煤灰是電廠燃煤鍋爐燃燒的產物，我國每年粉煤灰的產量上億噸，累計堆積量已超過百億噸。粉煤灰中的微量元素豐富，不加處理堆積會嚴重污染環境，揚入空氣中影響空氣能見度造成霧霾影響人體身體健康。
[0004]給水廠污泥是飲用水處理廠中混凝、絮凝等水處理工藝的副產物，大規模飲用水廠一般都采用鋁鹽(例如硫酸鋁或聚合硫酸鋁)作為混凝劑去除水源水中天然有機物、濁度、色度，因此排放的給水污泥主要是腐殖質、濁度色度沉淀物、水解氫氧化鋁混合物等。由于給水廠污泥脫水困難、處理處置費用昂貴、填埋占地面積大，大大增加水廠的投資和制水成本。
[0005]粉煤灰和水廠污泥成份與粘土相似，因此這2種工業廢棄物成為陶粒生產潛在的替代材料。中國專利申請CN101439964公開了 “制造粉煤灰陶粒的方法”，所用材料為粉煤灰、煤粉和粘土。中國專利申請CN101955347公開了 “沸石玻璃多孔輕質材料的制造方法”，利用天然沸石、廢玻璃、給水廠污泥等為主要原料生產多孔材料。然而，燒制原料中僅僅添加粉煤灰或污泥，生產的陶粒往往難以達到理想的孔隙率和比表面積，限制了其在水處理領域中的應用。
【發明內容】
[0006]針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種以粉煤灰、給水廠污泥、粘土為原料，牡蠣殼為主要添加劑的陶粒制備方法。通過添加牡蠣殼提高陶粒的孔隙結構，增加吸附能力和交換能力，使其具有更優良好的水質改善效果。
[0007]本發明的技術方案是:一種陶粒的生產方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1、混合。該步驟將原料按照以下設定的比例混合均勻，得到混合初料；
[0009]粉煤灰:15-40份；
[0010]給水廠污泥:10-30份；
[0011]粘土:6-20 份；
[0012]牡蠣殼粉:2-10份.
[0013]步驟2、造粒。向混合初料中添加5%-20% (質量分數)的水，充分攪拌后造成6-1Omm球形陶粒生料；
[0014]步驟3、燒結。陶粒生料在回轉窯中經高溫燒結，自然冷卻后得到陶粒濾料。
[0015]上述陶粒的制備方法，步驟(1)中，粉煤灰采用燃煤發電廠灰斗收集的粉煤灰。給水廠污泥采用給水廠經壓濾、自然干化處理后的污泥，含水率為45% -60%。所用牡蠣殼經破碎并篩分至60目以下。
[0016]粘土取自開挖的天然粘土。
[0017]表1原料主要成分(wt % )
[0018]
【權利要求】
1.一種陶粒的生產方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1、混合，該步驟將以下原材料按照設定的質量份數比例混合，混合均勻，得到混合原料； 粉煤灰:15-40份； 污泥=10-30份； 粘土:6-20 份； 牡蠣殼粉:2-10份； 步驟2、造粒，該步驟中，向混合初料中添加5%-20% (質量百分數)的水，充分攪拌后造成6-1Omm球形陶粒生料； 步驟3、燒結，陶粒生料在窯中經高溫燒結，自然冷卻后得到陶粒濾料。
2.根據權利要求1所述的陶粒的生產方法，其特征在于:步驟I中原材料按以下質量比例: 粉煤灰:25份; 污泥:15份；
粘土:10份； 牡蠣殼粉:2份。
3.根據權利要求1或2所述的陶粒的生產方法，其特征在于:所述的粉煤灰采用燃煤發電廠灰斗收集的粉煤灰；所述的污泥為給水廠污泥，采用給水廠經壓濾、自然干化處理后的污泥，含水率為45%-60%;所述牡蠣殼經破碎并篩分至60目以下；所述的粘土取自開挖的天然粘土。
4.根據權利要求3所述的陶粒的生產方法，其特征在于:所述的步驟3中，烘干后的陶粒初料先500-700°C預熱10-30min，然后在1000-1300°C恒溫5_60min燒結。
5.根據權利要求4所述的陶粒的生產方法，其特征在于:所述的步驟3中，預熱溫度為600°C，預熱時間為20min ;燒結溫度為1150°C，燒結時間為lOmin。
6.一種根據權利要求1至5所述的方法生產的陶粒。
7.根據權利6所述的陶粒，其特征在于:所述的陶粒堆積密度為620-825kg/m3，表觀密度為1689-1820kg/m3,筒壓強度1.5-4.5kg/m3，Ih吸水率為6-13%，破損率2.9%,鹽酸可溶率0.9%，比表面積3.3m2/go
8.權利要求6或7的陶粒用于功能性水處理填料。
【文檔編號】C04B33/132GK104163617SQ201410334856
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】成功, 林靜, 尹魁浩, 盧建, 李瓊輝, 李明杰 申請人:深圳市環境科學研究院