CN100402464C - 城市污水污泥烧制陶质地砖方法 - Google Patents

城市污水污泥烧制陶质地砖方法 Download PDF

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Abstract

一种城市污水污泥烧制陶质地砖方法，用一定粒度的城市污水脱水污泥粉13%-15%、高岭土55%-60%、长石粉26%-30%混合均匀后，加入总物料干质量10%-12%的水，混合均匀，然后在18℃-22℃恒温环境中贮存14-16小时；以90MPa压强模压成型；从室温开始以20℃/10分钟的升温速度开始逐渐加热到400℃，在达到100℃时保温1小时，从400℃开始，以50℃/10分钟速度升温到700℃；从700℃开始以80℃/10分钟升温到1200℃；在1200℃保温2小时，再自然冷却至室温，即得制成品。本发明使脱水污泥得到有效利用，既有很好的环境效益，又可取得良好的经济效益。

Description

城市污水污泥烧制陶质地砖方法
技术领域
本发明涉及建筑材料生产，进一步是指城市污水污泥烧制陶质地砖方法。
背景技术
污水处理后产生的大量污泥含有大量有毒有害物质，若不妥善处置，将对环境产生很大危害。目前，国内外对污泥处置的各种新型环保有效的资源化利用方法进行了探讨，例如污泥堆肥、沼气利用、污泥制砖、制生化纤维板等，其中对于污泥制建材已有相关报道。利用污泥制造建筑材料即可取得很好的环境效益又可取得良好的经济效益，但对其性能及影响因素缺少具体系统研究。
在以往的研究中，污泥通常是经过适当的前期处理或焚烧后以焚烧灰的形式加入水泥中制成砌块，或加入粘土中烧制为陶粒，用量一般较低，且成品强度不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出一种城市污水污泥烧制陶质地砖方法，以脱水污泥干燥后直接加入配料中，通过压制成型、低温干燥、高温烧制来形成较坚硬的地砖，既有很好的环境效益又可取得良好的经济效益。
本发明的技术解决方案是，所述城市污水污泥烧制陶质地砖方法的工艺包括：
1、原材料：
污泥粉：采用城市污水脱水污泥烘干后碾碎，制成粗、细污泥粉，其中污泥粉粒径≤0.63mm；
高岭土：化学纯；
长石粉：粒径0.13-0.17mm；
2、工艺步骤：
(1)配料(质量百分比)：污泥粉13％15％，高岭土55％-60％，长石粉26％30％，混合均匀；
(2)加水：在上述混合物料中加入总物料干质量10％-12％的水，混合均匀；
(3)贮存：在18℃-22℃恒温环境中贮存14-16小时，使水分在所述物料中均匀分布。
(4)压制成型：将所述物料放入模具，以90Mpa压强压制成型；
(5)烧制：从室温开始以20℃/10分钟的升温速度开始逐渐加热到400℃，其中在达到100℃时保温1小时，作为干燥阶段；从400℃开始，以50℃/10分钟速度升温到700℃；从700℃开始以80℃/10分钟升温到1200℃；在1200℃保温2小时，使坯体的物理化学变化趋向完全，组织结构趋于均一，显微结构更趋合度。
(6)冷却：自然冷却至室温，即得制成品。
本发明针对城市污水脱水污泥这一特定原料，经过充分研究和大量、反复试验，优选确定了一定配比的高岭土、长石粉做为配料，并制定出特定的生产工艺及步骤，制得符合要求的产品。所述制成品的技术性能有：
1)制成品(污泥制地砖)吸水率＞10％，为陶质；
2)细污泥粉(污泥粉粒径＜0.150mm；)配料制成品强度优于粗颗粒配料的。在相同污泥含量下，细颗粒污泥粉配料更加松散，成分分布更加均匀，烧后成品抗压性能和抗折性能优于粗颗粒配料(粒径为0.63-0.150mm，)的(当污泥粉含量为14.3％时，细颗粒污泥粉烧制成品抗压强度在37.2～43.1Mpa，抗折强度为17～18.9Mpa；粗颗粒配料烧后成品抗压强度为23.7Mpa，抗折强度为13.8Mpa)；但两种烧制成品抗压强度均大于20.0Mpa，抗折强度均大于14Mpa，满足烧结普通砖MU20号砖的要求；
3)制成品抗磨损性能优于普通建筑青砖、红砖；
4)制成品浸出液的pH值都在6.4～6.9之间，基本在中性范围内，不具有腐蚀性；
5)通过烧制，制品配料中的Mn、Cu能够与其它物质形成共熔物，得到明显固化，不易浸出。
由以上可知，本发明为一种城市污水污泥烧制陶质地砖技术，它以脱水污泥干燥后直接加入配料中，通过压制成型、低温干燥、高温烧制来形成较坚硬的地砖，使脱水污泥得到有效利用，既有很好的环境效益，又可取得良好的经济效益。
具体实施方式
1、原材料：
污泥粉：用取自长沙市第二污水处理中心脱水污泥烘干后碾碎，分别过28目和100目筛子筛分制成粗、细污泥粉，其中粗污泥粉粒径为0.63-0.150mm，细污泥粉粒径＜0.150mm；
高岭土：化学纯
长石粉：粒径0.150mm左右
污泥主要成分(w％)
  SiO<sub>2</sub>   Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   CaO   MgO   TiO<sub>2</sub>   K<sub>2</sub>O   Na<sub>2</sub>O   烧失量
  15.99   6.58   5.09   2.05   0.62   0.33   0.61   0.059   67.09
2、工艺步骤：
1)配料：采用污泥粉∶高岭土∶长石粉＝1∶4∶2质量比配料，混合均匀；
2)加水：在配料中加入总配料干质量11％的水，混合均匀；
3)贮存：在恒温箱(LRH-250A型)(20.5℃)贮存15小时，使水分在配料中均匀分布；
4)压制成型：将配料放入模具，以90Mpa压强压制成型；
5)烧制：从室温开始以20℃/10分钟的升温速度开始逐渐加热到400℃，其中在达到100℃时，暂停升温，保持1小时，作为干燥阶段。从400℃开始，以50℃/10分钟速度升温到700℃。从700℃开始以80℃/10分钟升温到1200℃，在1200℃保持2小时作为保温时间。
6)冷却：自然冷却至室温，即得制成品。

Claims (1)

1.一种城市污水污泥烧制陶质地砖的方法，其特征是，它包括：
(1)原材料：
污泥粉：采用城市污水处理后产生的脱水污泥烘干后碾碎，制成污泥粉，污泥粉粒径≤0.63mm；
高岭土：化学纯；
长石粉：粒径0.13-0.17mm；
(2)工艺步骤：
1)配料，以质量百分比计：污泥粉13％-15％，高岭土55％-60％，长石粉26％-30％，混合均匀；
2)加水：在上述混合物料中加入总物料干质量10％-12％的水，混合均匀；
3)贮存：在18℃-22℃恒温环境中贮存14-16小时；
4)压制成型：将所述物料放入模具，以90Mpa压强压制成型；
5)烧制：从室温开始以20℃/10分钟的升温速度开始逐渐加热到400℃，其中在达到100℃时保温1小时，作为干燥阶段；从400℃开始，以50℃/10分钟速度升温到700℃；从700℃开始以80℃/10分钟升温到1200℃；在1200℃保温2小时；
(6)冷却：自然冷却至室温，即得制成品。
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