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D0I:10.13374/1.issm100I103.2008.10.009 第30卷第10期 北京科技大学学报 Vol.30 No.10 2008年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2008 由化工脱水污泥烧制陶粒 刘景明12)陈立颖) 宋存义) 苏力军3)魏小文) 1)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000832)东北电力大学化学工程学院，吉林132012 3)吉林市永吉县自来水公司，吉林132220 摘要以综合化工污泥，膨润土和造孔剂为原料，制成粒径为3~6mm水处理用的生料球，经烘干、预热、焙烧等工艺过程， 进行了陶粒填料的合成研究·采用正交试验进行陶粒的制备，测定了所制备陶粒的堆积密度、表观密度、比表面积，筒压强度 和磨损率等性能，分析了造孔剂掺量、污泥与膨润土配比、预热时间、预热温度及烧结温度等不同因素对陶粒主要性能的影 响·根据作为水处理填料的材料应遵循的原则和对陶粒各性能分析的结果，确定了烧制污泥陶粒的最佳工艺参数：造孔剂掺 量5%、污泥与膨润土比例4：6、预热时间30mi、预热温度400℃、烧结温度1140℃.扫描电镜照片揭示了陶粒表面和内部孔 隙特征及不同烧结温度下陶粒内部孔隙的变化特征· 关键词污泥：陶粒：微观结构：废水处理 分类号X705:TB321 Manufacturing aggregates by sintering chemical industrial dewatering sludge LIU Jingming).CHEN Liying?),SONG Cunyi).SU Lijun,WEI Xiaowen 1)School of Civil and Environmental Engineering.University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China 2)School of Chemical Engineering.Northeast Dianli University,Jilin 132012.China 3)Tap Water Corporation of Yongji County,Jilin 132220,China ABSTRACT Complex chemical industrial dewatering sludge.clay and adherent were chosen as the initial components for preparing raw aggregates of3-6mm in diameter used in wastewater treatment by drying,preheating,and firing proceses.The effects of ad- herent quantity,sludge-to-clay ratio,preheating time and firing temperature on the performance of finished products were analyzed by measuring the bulk density,apparent density,specific surface area,crushing strength and wear rate.The optimal ratios of the com- ponents and the appropriate process were obtained as follows:adherent quantity 5%,sludge-to-clay ratio 4:6.preheating at 400C for 30min,and firing temperature 1140C according to the principles for making aggregates and the results of the orthogonal design method.The microstructures and characters of aggregates at different firing temperatures were observed by scanning electronic micro- scope· KEY WORDS sludge:aggregate:microstructure:wastewater treatment 吉林化学工业公司污水处理厂酸碱中和及预处 有轻质、多孔和比表面积大等优点，在水处理中得到 理工序每年大约产生含水率80%的化工污泥 了广泛的应用)，目前，用于制作陶粒的原料有粘 50620t山，现处理方式为堆埋和部分焚烧，处理含 土、陶土、粉煤灰、页岩、河道底泥、生活污水处理产 水率60%~80%的化工污泥的费用约为 生的剩余污泥和脱水污泥等[3]，而以化工脱水污泥 RMB￥100/L,占用了大量土地和焚烧费用.化工污 烧制陶粒尚未见报道，就陶粒的制作工艺而言，主 泥与普通生活污泥相比，成分更加复杂，含有大量有 要是集中在建材材料的工艺研究，而对作为水处理 毒的有机物和部分重金属，处理不当所造成的二次 滤料的陶粒工艺研究较少).因此，利用含有大量 污染会对人类和环境产生更加严重的危害，陶粒具 芳香环、有机农药、香兰素和颜料中间体等有机物 收稿日期：2007-08-20修回日期：2007-10-23 基金项目：北京市教有委员会共建项目(Na-XK100080432) 作者简介：刘景明(1963-），男.教授，博士，E mail:liujingmingmail(@yahoo:com-cn由化工脱水污泥烧制陶粒 刘景明12） 陈立颖2） 宋存义1） 苏力军3） 魏小文1） 1） 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 2） 东北电力大学化学工程学院吉林132012 3） 吉林市永吉县自来水公司吉林132220 摘 要 以综合化工污泥、膨润土和造孔剂为原料制成粒径为3～6mm 水处理用的生料球经烘干、预热、焙烧等工艺过程 进行了陶粒填料的合成研究．采用正交试验进行陶粒的制备测定了所制备陶粒的堆积密度、表观密度、比表面积、筒压强度 和磨损率等性能分析了造孔剂掺量、污泥与膨润土配比、预热时间、预热温度及烧结温度等不同因素对陶粒主要性能的影 响．根据作为水处理填料的材料应遵循的原则和对陶粒各性能分析的结果确定了烧制污泥陶粒的最佳工艺参数：造孔剂掺 量5％、污泥与膨润土比例4∶6、预热时间30min、预热温度400℃、烧结温度1140℃．扫描电镜照片揭示了陶粒表面和内部孔 隙特征及不同烧结温度下陶粒内部孔隙的变化特征． 关键词 污泥；陶粒；微观结构；废水处理 分类号 X705；TB321 Manufacturing aggregates by sintering chemical industrial dewatering sludge LIU Jingming 12）CHEN Liying 2）SONG Cunyi 1）SU Lijun 3）W EI Xiaowen 1） 1） School of Civil and Environmental EngineeringUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） School of Chemical EngineeringNortheast Dianli UniversityJilin132012China 3） Tap Water Corporation of Yongji CountyJilin132220China ABSTRACT Complex chemical industrial dewatering sludgeclay and adherent were chosen as the initial components for preparing raw aggregates of 3－6mm in diameter used in wastewater treatment by dryingpreheatingand firing processes．T he effects of adherent quantitysludge-to-clay ratiopreheating time and firing temperature on the performance of finished products were analyzed by measuring the bulk densityapparent densityspecific surface areacrushing strength and wear rate．T he optimal ratios of the components and the appropriate process were obtained as follows：adherent quantity 5％sludge-to-clay ratio 4∶6preheating at 400℃ for30minand firing temperature1140℃ according to the principles for making aggregates and the results of the orthogonal design method．T he microstructures and characters of aggregates at different firing temperatures were observed by scanning electronic microscope． KEY WORDS sludge；aggregate；microstructure；wastewater treatment 收稿日期：2007-08-20 修回日期：2007-10-23 基金项目：北京市教育委员会共建项目（No．XK100080432） 作者简介：刘景明（1963－）男教授博士E-mail：liujingmingmail＠yahoo．com．cn 吉林化学工业公司污水处理厂酸碱中和及预处 理工序每年大约产生含 水 率 80％ 的 化 工 污 泥 50620t ［1］现处理方式为堆埋和部分焚烧处理含 水 率 60％ ～80％ 的 化 工 污 泥 的 费 用 约 为 RMB￥100／t占用了大量土地和焚烧费用．化工污 泥与普通生活污泥相比成分更加复杂含有大量有 毒的有机物和部分重金属处理不当所造成的二次 污染会对人类和环境产生更加严重的危害．陶粒具 有轻质、多孔和比表面积大等优点在水处理中得到 了广泛的应用［2］．目前用于制作陶粒的原料有粘 土、陶土、粉煤灰、页岩、河道底泥、生活污水处理产 生的剩余污泥和脱水污泥等［3］而以化工脱水污泥 烧制陶粒尚未见报道．就陶粒的制作工艺而言主 要是集中在建材材料的工艺研究而对作为水处理 滤料的陶粒工艺研究较少［4］．因此利用含有大量 芳香环 、有机农药、香兰素和颜料中间体等有机物 第30卷 第10期 2008年 10月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．10 Oct．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．10．009