水廠污泥是在一系列水處理工藝中從污水 中分離出來的生物固體。其無機成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3為主,類似粘土的主要成分。據福航公司李聯盟介紹，燒制陶粒時,原料的化學成分是致陶粒膨脹的主要因素。按其作用可分為3類:其一是成陶成分,有SiO2、Al2O3及Fe2O3,在原料中占3/4;其二是起助熔作用的熔劑氧化物,有Na2O、K2O、FeO、MgO等;其三是發氣物,在物料高溫時產生氣體,如H2O、O2、CO2、CO、H2等。經過上百件樣的試燒,不添加助脹劑的原料化學成分多在以下范圍(%):SiO2:48～68、Al2O3:12～18、Fe2O3:5～10、K2O+Na2O:2.5～7.0。原料的化學成分如能控制在上述 范圍內,多數料球都能燒脹。學者Riley在研究粘 土陶粒燒脹性時[8],發現在某溫度范圍內,當所用陶粒原料的化學成分處于某一范圍時,所得陶粒均具有良好的燒脹性。據此,他提出了用三元法表示原料化學成分的Riley三角形,并具體圈定形成適宜粘度的原料化學成分范圍%如圖2表示:適宜粘度的原料化學成分范圍為SiO2:53%～79%,Al2O3:10%～25%,Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO等熔劑之和13%～26%[9]。
2.2經濟效益
以輕質陶粒代替礫石制成的超輕陶粒混凝土小型空心砌塊和隔墻板是性能優良的新型墻體材料,在建筑行業中有廣泛的應用。
根據測算,陶粒混凝土應用于高層建筑,可以減輕建筑物自重30%,減輕勞動強度20%,降低造價10%。云南省設計院曾對21M跨度的小型網架作過結構費用對比分析。當采用陶粒輕混凝土屋面板時網架自重比普通鋼筋混凝土材料減輕了1.78kg/m3,按網架造價5000元/t計算可減少網架結構費用8.9元/m3。工程應用結果表明,超輕陶粒應用于屋面其技術經濟指標較佳[10]。
2.3環境效益
以污水廠污泥制成輕質陶粒,變廢為寶,將大大減輕日益嚴峻的污泥處理問題。福航公司李聯盟介紹，在處理過程中,大量病原菌被高溫殺死,且重金屬固結在陶粒中,消除了污泥農用過程中,重金屬從農產品進入食物鏈,*終進入人體,并在人體內富集的問題,避免了二次污染的產生,真正體現了固體廢物處理的無害化、減量化、資源化原則,環境效益顯著。
