摘要：本文結(jié)合生物濾池技術(shù)和陶粒生產(chǎn)工藝，探討生產(chǎn)用做水處理濾料的粉煤灰陶粒的生產(chǎn)方法，并從原料選擇、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品應(yīng)用方面加以闡述。
根據(jù)《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》到2015年末，我國(guó)工業(yè)固體廢棄物綜合利用率達(dá)到72%。利用粉煤灰生產(chǎn)陶粒濾料變廢為寶是一舉多得的環(huán)保舉措。但如何產(chǎn)量化并且保證濾料質(zhì)量是粉煤灰陶粒在應(yīng)用推廣中需大力研究的課題。
1 目前我國(guó)粉煤灰的品質(zhì)和利用現(xiàn)狀
1.1 粉煤灰的利用現(xiàn)狀
我國(guó)粉煤灰在建筑、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域被廣泛利用，各地區(qū)粉煤灰利用很不平衡，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)利用比較好，而在欠發(fā)達(dá)地區(qū)利用率偏低。
1.2 粉煤灰中微量元素的影響
粉煤灰主要由硅、鋁、鐵、鈣、硫等元素氧化物組成，另有一定量的鎘、砷、鉻等微量元素含量與煤種有關(guān)。據(jù)調(diào)查粉煤灰用于填筑層后，地下水質(zhì)量大多與原地下水接近基本沒有影響。
1.3 粉煤灰放射性的影響
我國(guó)粉煤灰從總體來看，輻射指標(biāo)未超過GB6763-86的規(guī)定，就地區(qū)粉煤灰比活度來分析，內(nèi)蒙古、陜、豫等地的粉煤灰放射性指數(shù)均未超過標(biāo)準(zhǔn)。多年研究表明粉煤灰中核素及放射強(qiáng)度對(duì)人體、作物和周邊環(huán)境不會(huì)造成危害。
通過以上分析，粉煤灰的微量元素和放射性均未超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)使濾后水產(chǎn)生有害成分，這為粉煤灰制作污水濾料提供了理論基礎(chǔ)，證明粉煤灰陶粒濾料并不會(huì)對(duì)生物膜造成負(fù)面影響。
2 粉煤灰陶粒濾料對(duì)原料要求
傳統(tǒng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)粉煤灰陶粒工藝原料配比中，粉煤灰占80-85%，同級(jí)煤粉5-8%，粘土10-15%。可改變?cè)吓浔龋∪ッ悍酆驼惩凉?jié)省資源降低成本。
①粉煤灰：干灰，細(xì)度120目孔篩篩余量為4-8%。燒失量的限值，可根據(jù)混合料內(nèi)含碳量的要求而定，一般為5%，如含碳量過高可能過燒熔融影響產(chǎn)品質(zhì)量和正常生產(chǎn)。
②煤矸石：細(xì)度120目孔篩篩余量為4-8%。
③水：生料球含水率一般控制在18-22%。
目前人工陶粒濾料粒徑范圍一般為3-6mm，原料選擇細(xì)灰成球效果良好，成球率可達(dá)95%以上，成球的效果直接影響到后續(xù)燒結(jié)工藝的進(jìn)行和成品率，因此原料的選擇是重中之重。但細(xì)灰排量較小，質(zhì)量好，建筑市場(chǎng)需求量大，所以原料緊張導(dǎo)致成本升高，因此可考慮加裝粉煤灰磨制系統(tǒng)，從而擴(kuò)大原料使用范圍保證產(chǎn)量。
3 燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)粉煤灰陶粒濾料工藝研究
3.1 成球工藝
成核：雙軸葉片攪拌+單軸成核
3.2 燒結(jié)工藝
采用燒結(jié)機(jī)工藝，用灰量大，還可以充分利用粉煤灰中的熱值。生產(chǎn)工藝一般由原料的磨細(xì)處理、混合料加水成球、焙燒、篩分等工序制成。
相對(duì)于普通建筑陶粒，陶粒濾料的粒徑較小，因此燒結(jié)機(jī)布料后，料層更為密實(shí)，因此需增加引風(fēng)壓力和流量保證燒結(jié)時(shí)間和溫度，燒結(jié)環(huán)節(jié)有生料球含水率、粒徑、料層厚度、點(diǎn)火溫度、負(fù)壓壓力、內(nèi)燃時(shí)間多個(gè)參數(shù)產(chǎn)生作用，以下為參考因數(shù):
| 名稱 | 產(chǎn)量 | 粒徑 | 含水率 | 料層厚度 | 點(diǎn)火溫度 | 內(nèi)燃時(shí)間 |
| 工藝參數(shù) | 10萬m3/年 | 3-9mm | 18-22% | 200-400mm | 850-1350℃ | 6min |
4 結(jié)語
粉煤灰陶粒可用作水處理濾料以及處理含磷廢水、含氯廢水、含油廢水等，可謂以廢治廢具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其前景會(huì)越來越好。
如何更好的發(fā)展和利用燒結(jié)機(jī)技術(shù)生產(chǎn)粉煤灰陶粒濾料，有以下幾點(diǎn)值得思考：
a.原料的選擇上嚴(yán)格控制，加強(qiáng)其它固體廢棄物生產(chǎn)陶粒的研究工作，擴(kuò)大原料范圍。
b.加強(qiáng)對(duì)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)工藝的研究，開發(fā)更適于生產(chǎn)小粒徑陶粒濾料的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。
c.考慮到陶粒原料來源及運(yùn)輸問題，可在有條件地區(qū)建設(shè)陶粒生產(chǎn)線，一般控制在10~30萬m3/a為宜，可同時(shí)兼顧能耗和產(chǎn)能問題。
