市政污泥制备陶粒的试验研究.pdf

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1、文章编号：1007-046X(2015)05—0029—04市政污泥制备陶粒的试验研究Experimentalstudyonthepreparationofceramiesludgefrommunicipalsludge陈超(厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司，福建厦门361004；厦门天润锦龙建材有限公司，福建厦门361027)摘要：试验研究表明采用污泥、粉煤灰，添加一定量辅料(黏土)可成功制备出500密度级的陶粒。辅料掺量越高，陶粒的堆积密度和筒压强度越大，吸水率越小；陶粒坯体焙烧过程应设置预热阶段，升温速率宜慢不宜快，焙烧温度越高，陶粒质量越好

2、，但应防止过烧。污泥陶粒经焙烧后对重金属元素具有固化作用，陶粒不具有浸出毒性特征，安全可靠。关键词：市政污泥；陶粒；焙烧；重金属固化中图分类号：X703TU528．041文献标志码：A0前言表2脱水污泥其他性能指标在日本，以燃烧过的污泥粉为主要原料，与污泥干粉或粉煤灰等加水调配造粒，在链式烧结机上已成功制备出陶粒⋯；Chiout2】研究发现污泥和污泥焚烧灰可以用黏土：取自漳州角美某地，为棕红、褐黄色的高塑于烧制人造集料，污泥增强了坯料的氧化还原反应。广性黏土，矿物成分主要为高岭石，并含有一定量的蒙脱州华穗轻质陶粒制品厂采用污泥替代可到淤泥和部分黏石和石

3、英颗粒，塑性指数13。土成功制备出轻质陶粒，已应用到实际生产，日处理污粉煤灰：取自厦门益材粉煤灰有限责任公司，为F泥量达300t／d[。污泥建材利用是一种废弃物资源化利用类Ⅱ级粉煤灰。粉煤灰的性能指标如表3所示。技术，本文针对厦门市污水处理厂污泥处理现状和现行表3粉煤灰的性能指标％相关政策要求，对污泥制备陶粒进行了试验研究。1原材料和试验方法1．2试验方法1．1试验原材料工艺流程：原料计量一混碾搅拌一造粒一进窑一烘污泥：取自厦门市海沧污水处理厂，为工业污水处干一预热一焙烧一冷却一检验。理后的污泥饼，经深度脱水后的污泥含水率约45％，将陶粒制备：将各类原

4、材料按设定配合比混合均匀，污泥饼烘干，破碎后备用。脱水污泥部分元素(重金属手工成球(粒径约10mm)后陈腐5d；陶粒经风干(或烘干)元素)含量指标及其他指标见表1、表2。后放置于高温炉中焙烧，冷却后即得成品。表1脱水污泥元素含量指标mg／kg混料方法：采用水泥砂浆搅拌机，将水和混合料放项目NPKCuPbZnCrCdNiAsHg人搅拌锅，在低速挡搅拌30S，然后在高速挡搅拌1．5rain。温度制度：以恒定速率升至300℃，保持60min，然后以5／2015粉煤灰29呈现增大趋势。由表5可知，当黏土掺量范围为根据GB／T17431．1—2010筒压强度标准

5、规定可知，10％~25％时，陶粒堆积密度变化幅度仅为35kg／m，，表试验陶粒产品筒压强度基本达到了一等品、合格品标准，明此范围内黏土(或粉煤灰)掺量对陶粒堆积密度影响部分达到了优等品的标准。程度较小。寮、鳗祷*坦軎c黏土掺量，％黏土掺量，％图8筒压强度变化规律图6吸水率变化规律图8显示，随黏土掺量提高陶粒的筒压强度逐渐增大。高温焙烧下的陶粒坯体会产生液相并具有一定黏度，液相填充孔洞，颗粒之间相互黏结使陶粒结构致密，与此同时莫来石的形成和石英晶型转变等过程会使陶粒内部结构发生变化并产生一定强度。当坯体硅铝质矿物含量较大时，高温反应使坯体内玻璃相和晶体相

6、产生量越黏土掺量『％多，陶粒的强度越高。图7堆积密度变化规律黏土中硅质矿物含量比粉煤灰和污泥高，因此高温2．3焙烧温度对性能的影响条件下黏土掺量越高，表面液相量越大，液相填充到气试验设定的焙烧制度为：以恒定速率升至300~C，保孔中使坯体表面更加致密，并且坯体内部孔洞率较低，持60min，然后以2-3K／min加热到1100℃(或1150~C)，结构致密；粉煤灰中碳素和硫化物等燃烧会产生气体并保持30min。其中300℃保温60min的目的在于预热陶粒在坯体中留下孔隙，粉煤灰掺量越低，气体产生和孔隙坯体，将污泥中的大部分有机质燃烧变为气体去除，避免生成

7、量越小，另一方面使陶粒结构致密度增大。上述两升温过程中产生炸裂。由图3、图4和表5：T1、T6不同方面作用将使陶粒吸水性降低，同时使陶粒堆积密度增温度焙烧试验可知，1100~C与1150~C焙烧条件下陶粒的色大。泽相差较大，1150~C条件下焙烧的陶粒色泽较黑，敲击陶GB／T17431．1—2010《轻集料及其试验方法第1部粒声音清脆，而1100％条件下敲击陶粒声音沙哑；二者的分g轻集料》，与表5陶粒的吸水率测试结果对比可知，筒压强度相差1．7MPa，提高了将近两倍，且1150％条件陶粒的堆积密度符合要求，但吸水率较大，未达到标准下陶粒的吸水率低、堆积

8、密度大。可见焙烧温度对陶粒性规定。试验设定的升温制度是2～3K／min，但由于设备原能有很大影