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污泥陶粒技术与污泥陶粒设备实际应用

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018-5-10     浏览次数:    

  陶粒,作为一种建筑用轻骨料,以其轻体、保温、环保等特性受到了人们的极大重视。当前我国陶粒主要以粘土陶粒为主,而粘土原料的来源绝大部分取自于耕地,不符合可持续发展战略。

  因此以污水厂的污泥为主要原料,加以一定量的辅料、外加剂,经过脱碳和烧胀制成具有一定强度的轻质陶粒,可以大量的消耗脱水污泥,不但处理成本大大低于焚烧法,而且可以避免污泥二次污染,尤其符合我国固废处理的无害化、减量化和资源化原则将有广阔的发展前景。

  污泥掺量少且不稳定。根据聚嵘鑫陶粒建材设备厂实验研究结果,污泥陶粒中污泥的掺加量可以达到30%(干物料),但污水排出的污泥含水率很高(水处理厂排数的污泥在80%以上,再经物理脱水后可降至65%左右),而陶粒成球要求水分16~23%,生产中只能以满足成型要求来确定污泥掺量,污泥的掺量(重量比)多在20%,---30%之间波动,核算为干物料,往往不到12%。远远达不到理论利用水平。污泥回转窑的应用。

  2)环保投资不到位,污泥预处理工艺简单,烟气处理装置单一落后。诚如前所述,高含水率的污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质,极不稳定,易腐败产生强烈的臭气。目前污泥陶粒厂对于污泥预处理,能做到完全密封储存和输送的几乎没有,烟气处理大多采用单一水膜除尘脱硫技术,难以完全消除烟气污染隐患,致使环保压力大,影响连续性生产运行。

  我国轻质陶粒概述 轻质陶粒是陶粒中的一个品种,我国行业标准《超轻陶粒和陶砂》JC487-92将它定义为“堆 积密度不大于500kg/m3 的陶粒”。按其堆积密度分为200,300,400和500等4级。按其最大粒径分为10mm和20mm两类。按其质量指标分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。陶粒发展50年历程,装备技术取得了一定的进步,主要体现在窑炉的研发制造方面,但总体而言,产业装备水平不高,大部分陶粒生产企业生产装备简陋粗糙、性能质量和国外先进国家或与我国水泥、砖瓦生产装备相比有较大差距。自动化程度很低,不少企业还谈不上机械化。除窑炉、冷却机、造粒机外,生产需要的其他设备大部分借用砖瓦和水泥行业的相关设备,这种简单借用造成了设备的性能参数与陶粒生产工艺不相符、不匹配,使陶粒的生产能耗加大,成本提高。更为严重的是设备的使用效果无法满足陶粒工艺要求。陶粒行业本身还未形成不同工艺、不同规模生产装备的系统化与成套化。

  总体而言,陶粒产业生产应用与理论研究脱节,研发成果没有转化为应用技术,缺乏装备支撑,导致产业规模小、集中度低,行业影响力小。

  以上问题已成为了污泥陶粒产业发展的瓶颈,各生产企业都充分认识到技术升级的重要性,积极寻求经济适用的生产技术和装备

  以它为原料制成的轻骨料混凝土空心砌块、梁、板等已成为我国发展新型墙体材料、代替实心黏土砖的主导产品。其中“轻骨料混凝土空心砌块”已列入科技部、财务部、国家税务总局2000年9月15日发布的《中国高新技术产品目录》中。

  国外研究现状 近期,国外已有不少关于将污泥制成轻质建筑材料的报道。在日本,以燃烧过的污泥粉为主要原料,与污泥干粉或者粉煤等可燃性粉末,按需要的发热量调配成混合料,加水造粒,在链式烧结机上烧成轻骨料。轻骨料的烧结温度为1000~1100℃,烧结时间为25~30min。轻骨料的筒压强度为3~4Mpa,吸水率为16%~18%。福航公司李联盟介绍,在美国,NakouziS等人通过研究[3],发现回收或再利用染料污泥,将其转变成制陶粒的制陶成分,代替了原有的土地填埋的处理方法,取得了一定经济效益,并同时解决了污泥处置问题。

  国内研究现状 20世纪90年代以来,我国学者也进行了大量污泥制轻质陶粒的研究,并取得了一定的成果。山东福航新能源环保股份有限公司采用城市污水厂污泥替代河道淤泥或部分粘土烧制轻质陶粒获得成功,该企业以污泥为主要原料,掺以粘土和少量固体燃料研制生产出污泥陶粒,使污泥变废为宝,有利于改善环境污染,具有较好的社会效益和经济效益效益。

  陶粒制备工艺路线 根据烧胀机理,可采用图1所示的污泥生产工艺路线。 污泥陶粒生产工艺简图制备的轻质陶粒产品性能可依据中华人民共和国国家标准《轻骨料试验方法》(GB2842-81) 和中华人民共和国建材行业标准《超轻陶粒和陶砂》 (JC487-92)来检验。

  污水厂污泥是在一系列水处理工艺中从污水 中分离出来的生物固体。其无机成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,类似粘土的主要成分。据福航公司李联盟介绍,烧制陶粒时,原料的化学成分是致陶粒膨胀的主要因素。按其作用可分为3类:其一是成陶成分,有SiO2、Al2O3及Fe2O3,在原料中占3/4;其二是起助熔作用的熔剂氧化物,有Na2O、K2O、FeO、MgO等;其三是发气物,在物料高温时产生气体,如H2O、O2、CO2、CO、H2等。经过上百件样的试烧,不添加助胀剂的原料化学成分多在以下范围(%):SiO2:48~68、Al2O3:12~18、Fe2O3:5~10、K2O+Na2O:2.5~7.0。原料的化学成分如能控制在上述 范围内,多数料球都能烧胀。学者Riley在研究粘 土陶粒烧胀性时[8],发现在某温度范围内,当所用陶粒原料的化学成分处于某一范围时,所得陶粒均具有良好的烧胀性。据此,他提出了用三元法表示原料化学成分的Riley三角形,并具体圈定形成适宜粘度的原料化学成分范围%如图2表示:适宜粘度的原料化学成分范围为SiO2:53%~79%,Al2O3:10%~25%,Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO等熔剂之和13%~26%[9]。

  以轻质陶粒代替砾石利用聚嵘鑫陶粒建材厂生产的超轻陶粒混凝土小型空心砌块和隔墙板是性能优良的新型墙体材料,在建筑行业中有广泛的应用。

  根据测算,陶粒混凝土应用于高层建筑,可以减轻建筑物自重30%,减轻劳动强度20%,降低造价10%。云南省设计院曾对21M跨度的小型网架作过结构费用对比分析。当采用陶粒轻混凝土屋面板时网架自重比普通钢筋混凝土材料减轻了1.78kg/m3,按网架造价5000元/t计算可减少网架结构费用8.9元/m3。工程应用结果表明,超轻陶粒应用于屋面其技术经济指标较佳

  以污水厂污泥制成轻质陶粒,变废为宝,将大大减轻日益严峻的污泥处理问题。环保我们在路上。



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