污泥陶粒制备技术

污泥是城市水处理过程中产生的副产物,具有含水率高、强度低的特点,且往往含有病原菌、重金属和有毒有害难降解有机物等有害成分,若未经妥善处理处置,极易造成二次污染。

传统的污泥处置多采用污泥填埋、土地利用、污泥堆肥、污泥焚烧污泥干化和海洋倾倒等方式,这些方式均存在一定的弊端,其中海洋倾倒已被严令禁止,污泥填埋占用大量土地资源,污泥焚烧尾气处理控制难等。因此,研究新型的污泥处理处置技术,实现污泥资源化利用受到越来越多的关注。

陶粒具有强度高、密度低、隔声降噪、导热难、抗收缩性、表面粗糙多孔、比表面积大等优点，在建筑材料、水处理、吸声材料、园艺基质等方面的应用前景广阔。 陶粒按制备原料不同可分为黏土陶粒、污泥陶粒、页岩陶粒和粉煤灰陶粒等，其中黏土和页岩属不可再生资源，国家已出台相关政策禁止开采或限制开。

污泥的化学组成与陶粒制备原料相近，因而研究人员考虑利用脱水污泥替代黏土、页岩等不可再生资源生产陶粒。相比工业污泥，市政污泥的产量大、成分相对简单,成为国内外污泥资源化制备陶粒的重点研究对象。

陶粒按制备工艺可分为烧胀陶粒、烧结陶粒和免烧陶粒，烧胀陶粒密度小,内部孔隙丰富,应用领域广，因而研究关注较多。

污泥制备陶粒可行性分析

研究表明,制备烧胀陶粒必须满足2个基本条件:

①原料中含有足够多的发气成分;

②在高温条件下产生足够多的玻璃相,从而包裹产生的气体。

烧制陶粒的原料主要组分一般为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O等,并且要使配料后陈化料的成分要满足下表中元素：

表中元素Fe2O3如不够，可适量添加铁泥作为补充，如Al2O3不够，可适量添加高铝性物质，如高岭土等。

利用污泥制备轻质陶粒是实现污泥资源化利用的重要方式之一，可广泛应用于建筑、水处理等领域。污泥陶粒的制备需进一步结合陶粒用途和性能要求，合理进行原料配比，同时开展相关烧胀机理和焙烧条件研究，进一步提高污泥掺量。此外,通过改性和负载功能组分的方式可进一步拓展污泥陶粒的应用范围。