本發(fā)明涉及一種多孔陶粒的制備方法，特別是涉及一種作為污水處理材料的自來水廠污泥基多孔陶粒，摻雜竹粉、木粉以提高燒結(jié)時(shí)陶粒的孔隙率，提升其吸附性能摻雜竹木粉的水廠污泥基多孔陶粒的制備方法。
背景技術(shù)：
陶粒是指粘土或污泥球狀顆粒經(jīng)高溫煅燒制成的具有較高表面孔隙率的物質(zhì)。它具有一定的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，具有較好的吸附性能，可作為污水處理的吸附劑吸附污水中的重金屬、有機(jī)物、磷酸鹽等，也可作為填料，表面附長微生物。
伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程，城鎮(zhèn)自來水廠建設(shè)數(shù)量與規(guī)?？焖僭黾?，污泥作為自來水生產(chǎn)副產(chǎn)物的總量也迅速攀升，處置不當(dāng)就會(huì)造成環(huán)境的二次污染。自來水廠污泥處理與處置也成為當(dāng)今環(huán)境發(fā)展過程中亟需解決的問題。
自來水廠污泥源于制水過程的絮凝反應(yīng)階段，主要成分是混凝劑水解殘?jiān)捅换炷齽┬跄恼惩令悜腋∥?，因而?dāng)中含有一定量的鐵鹽和鋁鹽，使其對污水中的磷酸鹽有很好的去除效果，可作為制備吸附磷酸鹽的原材料。
由于污泥所含有機(jī)質(zhì)很低，在燒結(jié)制得得陶?？紫堵什桓?，很大影響了性能和應(yīng)用范圍與價(jià)值。
竹粉是指竹料經(jīng)粉碎研磨形成的粉末性顆粒物，主要成分是竹纖維，化學(xué)成分為有機(jī)碳。木粉是指木料經(jīng)粉碎研磨形成的粉末性顆粒物，主要成分是木纖維，化學(xué)成分為有機(jī)碳。摻入竹木粉到污泥中，可提高污泥的有機(jī)質(zhì)含量，在污泥燒結(jié)時(shí)可增加陶粒的孔隙率，使其比表面積更大、吸附性能更佳。
本發(fā)明采取向自來水廠污泥中摻雜竹木粉制備多孔陶粒，提高污泥基陶粒的比表面積和吸附性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥和廢棄竹木料的資源化利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種摻雜竹木粉的自來水廠污泥基多孔陶粒的制備方法與應(yīng)用，以一種簡單可操作的方式，改善污泥基陶粒的性能，提升其在污水處理應(yīng)用中的功效。
本發(fā)明的目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的：
1、原料準(zhǔn)備
自來水廠污泥在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐8mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥。竹木料曬干后經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀竹木粉。
2、摻雜配比(重量份比)
粉末狀污泥：粉末狀竹木粉＝10～30:1
3、制備步驟：
⑴將摻好比例的粉末狀污泥和粉末狀竹木粉用水調(diào)勻，團(tuán)制成粒徑0.5-0.8cm的微球，自然風(fēng)干。
⑵將步驟⑴的微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度400-600℃，停留2-3h后停止加熱并降溫至80℃出料得到煅燒料，放在干燥器內(nèi)冷卻.
⑶待煅燒料冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105-120℃烘干至恒重，最終獲得摻雜竹木粉的污泥基多孔陶粒。
本發(fā)明所述的竹木粉，是指竹子或木材加工過程的下腳料。
本發(fā)明所述的竹木粉中，竹子粉和木材粉參雜的比例是任意的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
本發(fā)明工藝簡單，成本低廉，解決了傳統(tǒng)污泥基多孔陶?？紫堵什蛔愕膯栴}，大幅度提升了污泥基陶粒的性能與污水處理功效，促進(jìn)自來水廠污泥和廢木料變廢為寶的資源化利用。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
⑴將取回來的自來水廠污泥(含水率65‐80％)在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐8mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥；竹木料曬干后經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀竹木粉。
⑵將10kg過100目篩網(wǎng)的粉末狀污泥和1kg粉末狀竹木粉按10:1的比例用水調(diào)勻，團(tuán)制成粒徑0.5‐1.0cm的微球，自然風(fēng)干。
⑶將⑵微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度400℃，煅燒時(shí)間3h后，停止加熱并降溫至80℃出料得到煅燒料，放在干燥器內(nèi)冷卻。
⑷待煅燒料冷卻至室溫后用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105℃烘干至恒重，得到本實(shí)施例的摻雜竹木粉的污泥基多孔陶粒。
比表面積測定：與單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒比表面積4.03×104cm2·g‐1相比較，本實(shí)施例所制備的自來水廠污泥基多孔陶粒比表面積為10.80×104c m2·g‐1，提升了1.68倍。
污水處理的應(yīng)用：在對總磷濃度186mg/L的機(jī)電拋光工序含磷廢水的處理試驗(yàn)中，本實(shí)施例的摻雜竹木粉自來水廠污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為12.048g·kg‐1、總磷去除率為98.9％，而采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為9.715g·kg‐1、總磷去除率為92.8％。
本實(shí)施例污泥采自福州東區(qū)水廠。
本實(shí)施例中竹木粉中竹子粉和木粉是按照1：1的重量份比例混合的。
實(shí)施例2
⑴將取回來的自來水廠污泥(含水率65‐80％)在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐8mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥；。竹木料曬干后經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀竹木粉。
⑵將15kg過100目篩網(wǎng)的污泥和1kg竹木粉按15:1的比例用水調(diào)勻，團(tuán)制成粒徑0.5‐1.0cm的，自然風(fēng)干。
⑶將⑵微球置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度500℃，煅燒時(shí)間2.5h后，停止加熱并降溫至80℃出料得到煅燒料，放在干燥器內(nèi)冷卻。
⑷待煅燒料冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105℃烘干至恒重，得到本實(shí)施例的摻雜竹木粉的污泥基多孔陶粒。
比表面積測定：與單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒比表面積4.17×104cm2·g‐1相比較，本實(shí)施例所制備的自來水廠污泥基多孔陶粒比表面積為13.72×104c m2·g‐1，提升了2.29倍。
污水處理的應(yīng)用：在對總磷濃度186mg/L的機(jī)電拋光工序含磷廢水的處理試驗(yàn)中，本實(shí)施例的摻雜竹木粉自來水廠污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為13.908g·kg‐1、總磷去除率為99.3％，而采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為10.663g·kg‐1、總磷去除率為94.7％。
本實(shí)施例污泥采自福州東區(qū)水廠。
本實(shí)施例中竹木粉中竹子粉和木粉是按照4：1的重量份比例混合的。
實(shí)施例3
⑴將取回來的自來水廠污泥(含水率65‐80％)在自然條件下風(fēng)干，除去大顆粒石質(zhì)雜物后破碎至4‐8mm，再經(jīng)研磨、過100目篩得到粉末狀污泥。竹木料曬干后經(jīng)專用設(shè)備破碎、研磨、過篩，成為100目的粉末狀竹木粉。
⑵將20kg過100目篩網(wǎng)的污泥和1kg竹木粉按20:1的重量份比例用水調(diào)勻，團(tuán)制成粒徑0.5‐1.2cm的球狀物，自然風(fēng)干。
⑶將⑵混勻物料置入馬弗爐中煅燒，煅燒溫度600℃，煅燒時(shí)間2h后，停止加熱并降溫至80℃出料得到煅燒料，放在干燥器內(nèi)冷卻。
⑷待煅燒料冷卻至室溫后，用0.1M的鹽酸浸洗陶粒5min，濾去鹽酸。用蒸餾水浸洗10min，瀝去水分，重復(fù)3次的蒸餾水浸洗和瀝水步驟。最后將陶粒放入烘箱于105℃烘干至恒重，得到本實(shí)施例的摻雜竹木粉的污泥基多孔陶粒。
比表面積測定：與單純采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒比表面積4.23×104cm2·g‐1相比較，本實(shí)施例所制備的自來水廠污泥基多孔陶粒比表面積為10.97×104c m2·g‐1，提升了1.59倍。
污水處理的應(yīng)用：在對總磷濃度186mg/L的機(jī)電拋光工序含磷廢水的處理試驗(yàn)中，本實(shí)施例的摻雜竹木粉自來水廠污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為11.368g·kg‐1、總磷去除率達(dá)98.4％，而采用自來水廠污泥所制的污泥基多孔陶粒對磷的最大吸附量為10.002g·kg‐1、總磷去除率為93.1％。
本實(shí)施例污泥采自福州西區(qū)水廠。
本實(shí)施例中竹木粉中竹子粉和木粉是按照1：4的重量份比例混合的。