专利名称：生产粒状材料的方法及由该方法得到的产物的制作方法
技术领域：
本发明涉及生产自由流的粒状材料的方法，以及由该方法得到的产物，具体地，是涉及利用来自生物处理过的城市和工业废水的矿泥的生产方法。
背景技术：
生物处理过的城市和工业废水产生大量的矿泥，这些矿泥经过多年堆积，而现在，由于被禁止堆积，要作为垃圾被掩埋。
发明目的本发明的目的是将矿泥转变为有价值的产品，该产品能特别用作为一种栽培基质。
根据本发明的生产自由流的粒状物质的方法，其特征在于筛选浮石，得到大小为大于500微米、小于15毫米的浮石。被筛选的浮石在搅拌下置于至少为其重量的20％的水中，被净化的浮石然后从水中被分离出来并被干燥。来自于生物处理过的城市和工业废水的矿泥与干燥后的浮石与以重量比为1∶0.5-0.9混合，一直得到粒状物为止。
由于开放的浮石孔的存在，通过处理过的矿泥的成分分析、矿化动力试验结果、以及植物土壤试验，表明了矿泥成份稳定，矿泥中的大部分的有机物暂时保留，结果，这种会滤去可溶性的含氮物质(特别是以氨的形式存在)的危险被严格限制了，能得到类似将矿泥堆肥的效果，但是，根据本发明的处理方法效果很快，而堆肥需要几个月的时间，含氮物的矿化很慢会明显降低矿泥的利用价值。另一方面，矿泥的物理特性具有能明显提高水的保持能力和与之结合的土壤的物理结构的效果。在每立方米的浮石与矿泥的混合物中，本发明所述的浮石能够吸收大约40-60公升的水，因此，它能直接保持矿泥含有75-90％体积的水，不再需要将矿泥热处理或者或多或少地浓缩。然而根据申请人已完成的试验显示，在DE-A-156244的产物中的玄武石和矿物质不能通过洗涤被去除，在每立方米产物中不能吸收大于290公升的水。类似地，实验表明含有13％的干燥产物和在100-500微米之间的浮石粉会导致一种干砂浆型的聚合物，它会危害甚至阻止生成所需的颗粒物。
本发明所述的方法的第一阶段包括筛选浮石得到大小为大于500微米小于或等于15毫米的颗粒。
本发明所述的方法的第二阶段包括将浮石置于水中。将浮石置于至少重量为其20％的水中并搅拌。这个阶段本质上设计为用于去掉浮石中会堵塞细孔的矿粉、玄武石、磁铁矿石以及火山灰烬。特别首选的是完成该步清洗、分离不想要的物质的方法包括穿过堆积有浮石的筛子喷射水雾。喷射抬高了矿石颗粒，渗透到细孔中，使杂质通过筛子掉下去从而被去除，因此，分离出干净的浮石。然后浮石在干燥器中被干燥，例如，在一个热气流干燥箱中，比如在200-250℃间，直到浮石中的水份的重量百分比低于或等于10％。
所述方法的下一个步骤为将干燥的浮石与来自生物处理过的城市或工业污水的矿泥混合，直到得到颗粒材料为止。
生物处理是指下面处理方法中的一种。
在城市和工业废水处理站中最先进的技术是精深的生物方法。这些方法的原理是集中在小的方面上，加强有机物质的转化和破坏，使之符合自然环境的规则。
有三个主要的方法被采用——细菌床和生物盘——活化的矿泥；——生物过滤或加速的生物过滤技术。
细菌床细菌床的工作原理包括滴流预先固定在适合支持纯化微生物(细菌)的、多孔的或似巨穴的原料的平台上的废水。自然通风或强制通风，目的是保证必需的氧气使需氧菌能正常工作。水中的污染物质和氧气逆流扩散，流过生物薄膜吸收微生物。生物薄膜包含其上表面和底部附近的需氧菌，净化产生的副产物和二氧化碳气体在从液体和气流中被去除。
生物盘另一种技术使用的是由旋转生物盘组成的固定培养。微生物在其中生长，并在盘的表明形成纯生物薄膜。由于生物盘是半浸入，缓慢的旋转允许固定的生物量的氧化。
其它固定的培养方法例如生物过滤也可使用。
活化的矿泥“活化的矿泥”方法包括将未处理的废水和具有高生物活性的活化矿泥液体混合。通过将纯化的微生物与要处理的污水混合，污染物质需氧程度降低。净化水和纯化矿泥的阶段然后分开来。
这三种方法的矿泥产物必须被清除，这些矿泥可以被用于本发明的方法中。
来自生物处理的城市或工业废水的矿泥和浮石的混合能使用常规的搅拌器特别是螺带搅拌器，叶轮搅拌器，螺旋搅拌器，颠倒螺旋搅拌器等等，搅拌短短的2分钟可以得到一个好的结果。
作为一种改进，浮石和矿泥的混和同时还混有黏土，黏土的重量为总混合物的重量的5-12％。这样可排除使人不快的气味，特别的是黏土具有很高的阳离子交换能力。
还可以优选的是使用水保持剂(water retainer)，特别是聚硅酸钾盐(potassiumpolysilicate)，其重量比为小于1‰，目的是更好地保持水在颗粒物的细孔中。
这种自由流颗粒产物最大的直径在0.1mm至15mm之间，能在搅拌器的出口处包装于圆桶和袋子中，并且容易运送和处理，特别是它没有气味。
自由流粒状材料中水的含量为45-60％，以二氧化硅的形式存在的硅的含量为22-25％，以Al2O3的形式存在的铝的含量为6-9％，碳的含量为4-5％以及通过强热失量(loss onignition)测定的有机物的含量为1-3％，其它杂质或次要元素，例如磷，钾、镁、钙，都可以存在。
根据本发明所述的粒状物的农业特性使它适于在各种农作物(多年生农作物或商品农作物)中作为一种有机土壤改良剂和环境美化(现场补救)用途。在易干旱的土壤中，本发明的粒状物能改进农作物的栽培。作为一种上述的农作物的营养物(例如作为在观赏性植物园中用于栽培养料)也可以产生很好的效果。下面举例说明本发明。1立方米或者大约1公吨的来自生物城市废水处理站的矿泥被用到。该矿泥具有下列成份
浮石过筛(0.5mm到15mm)、处理、净化和干燥。浮石第一次用水喷射洗涤将存在于细孔中的矿粉，磁铁粉末和火山石粉末分离掉；浮石然后在热空气旋转箱干燥以除去90％的水份，干燥箱具有一个气体燃料器。
该浮石含有Si(以SiO2的形式)70％Al(以Al2O3的形式)13％Ti，Fe，Mg，Ca，Na，K2O，P2O5，CaO，SO3，H2O17％1立方米的矿泥与700kg的浮石和具有高CEC(阳离子净化能力)的黏土以及1kg的水保持剂混合。
该混合物在具有3000公升容量的螺带混合机中混合2分钟。
由颗粒组成的出产物仍然是潮湿的，但是自由流的，且容易放置在袋子或容器中。
干燥度为11％的(几乎为液态)1立方米的矿泥，可以得到1.2立方米的粒状基质。该基质的粒度为0.5-15mm之间，具有以下成份
NFU是法国使用标准。ICP是质谱分析。
权利要求
1.一种生产自由流粒状材料的方法，其特征是筛选浮石，得到大于500微米、小于或等于15毫米的浮石；将筛选得到的浮石置于水中并搅拌，然后将浮石从水中分离出来并干燥，得到干燥的浮石；来自于生物处理过的城市或工业废水的矿泥与干燥的浮石以重量比为1∶0.5-0.9混合，直到获得粒状材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在混合时加入重量为混合物总量的5-12％的黏土。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，在混合时加入重量比不大余1‰的水保持剂。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征是，通过穿过堆积有浮石的筛子喷射水雾，将浮石置于水中。
5.一种粒状材料，其是自由流的，最大直径在0.5-15mm之间，其特征是，它能满足下列元素分析H2O重量在45-60％之间；以SiO2形式存在的Si重量在22-25％之间；以AI2O3形式存在的Al重量在6-9％之间；C重量在4-5％之间；有机物(强热失量)重量在1-3％之间。
6.权利要求5所述的粒状材料用作于栽培基质。
全文摘要
自由流粒状材料的生产方法，包括筛选浮石并将浮石与来自生物处理过的城市或工业废水的矿泥混合。
文档编号C02F11/00GK1918085SQ200480032613
公开日2007年2月21日 申请日期2004年10月15日 优先权日2003年11月6日
发明者吉恩-皮埃尔·坎普, 瑟基·本沙德 申请人:西姆斯通公司, 吉恩-皮埃尔·坎普, 瑟基·本沙德