CN103496890A - 利用污泥制造实体块的方法、实体块和回填方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用污泥制造实体块的方法、一种实体块和一种回填方法。其中利用污泥制造实体块的方法包括：使用污泥和白灰制得白灰污泥、将白灰污泥与水泥混合得到物料，以及利用所述物料制得实体块；本发明的回填方法包括：制作浆体，以及将上述实体块和浆体填入空洞，使浆体填充实体块之间的间隙以及空洞的内表面与实体块之间的间隙,所述浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体；使用本发明的利用白灰污泥制造实体块的方法以及使用实体块的回填方法，能够使污泥做到无害化、减量化、资源化，充分避免污泥破坏环境，和二次污染，并能够将污泥回收利用，同时避免了使用砂石料回填所产生的大气扬尘等问题。

Description

利用污泥制造实体块的方法、实体块和回填方法

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，特别涉及一种利用污泥制造实体块的方法、一种实体块和一种回填方法。

背景技术

在工业的发展和国家城市化进程中，不可避免地存在工业污泥和生活污泥，河湖淤泥，例如污水处理厂处理污水时产生的污泥已经成为难以处理的问题，这些污泥如果得不到有效地处理，会造成环境污染和资源浪费。现有的污泥处理方法包括将污泥排放到水体中、将污泥深埋、将污泥高温堆肥，或者将污泥使用高温烧结的方法作为建筑用材。但是，将污泥排放到水体中或者将污泥深埋当然地会破坏环境，将污泥深埋会占用土地资源；将污泥高温堆肥，尽管可以减少有害微生物但是无法避免重金属、放射性废料，以及部分有机污染物破坏水体和土壤；使用高温烧结的方法会产生致癌物并造成空气污染，因此，现有的方法都会对环境造成比较大的损害。

因此，亟需能够有效地利用污泥并最大程度地避免污染的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用污泥制造实体块的方法、一种实体块和一种回填方法，充分避免污泥破坏环境，并能够将污泥回收利用，同时避免了使用砂石料回填所产生的大气扬尘、回填之中需要碾压，密度难于控制等问题。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种利用污泥制造实体块的方法，该方法包括以下步骤：S100、使用污泥和白灰制得白灰污泥；S200、将白灰污泥与水泥混合搅拌得到物料；S300、利用所述物料制得实体块。

较佳地，所述步骤S300具体包括：使用压球机压制所述物料而制得实体块，或将物料灌入模具待物料硬化而制得实体块

较佳地，所述步骤S200中，水泥的质量与白灰污泥的质量之比为2%～7%。

较佳地，所述步骤S200中，水泥的质量与白灰污泥的质量之比为3%～5%。

其中，所述步骤S100具体包括以下步骤：S110、将工业污泥、生活污泥,或河湖污泥脱水，得到胶体；S120、向所述胶体中添加白灰；S130、静置一段时间，待略加干燥后，得到白灰污泥。

其中，所述步骤S110中，是使用离心机或挤压机将生活污泥、工业污泥，或河湖淤泥脱水，所述胶体中水的质量占胶体的质量的20%～35%，所述步骤S120中，白灰的质量与所述胶体的质量之比为10%～15%，所述步骤S130中，静置的时间为9小时至48小时。

其中，该方法还包括：在步骤S200中，在将白灰污泥与水泥混合搅拌的同时，向所述白灰污泥与水泥中添加塑料细条、短纤维，或细纤维；或在步骤S300中，在利用所述物料制得实体块之前，向所述物料中添加塑料细条、短纤维，或细纤维。

本发明进一步公开了一种实体块，该实体块是使用如上所述的方法制得的实体块状物。

其中，所述实体块的形状为球体或椭球体；所述实体块的抗压强度为4.5MPa～12Mpa。

其中，所述实体块的形状为椭球体；所述实体块的长轴的长度为5cm～20cm；所述实体块垂直于长轴的横截面的形状为圆形；所述实体块的短轴的长度与所述实体块的长轴的长度之比为80%～98%。

其中，所述实体块的外表面开设有数个凹槽。

其中，所述凹槽，为横截面呈多边形的截头锥形槽。

其中，所述凹槽，为截面呈三角形的截头锥形槽；所述凹槽的两顶点之间的球面距离为10mm～40mm。

本发明进一步公开了一种回填方法，该方法使用如上所述的实体块，包括以下步骤：

制作浆体；将实体块和浆体填入空洞，使所述浆体填充所述实体块之间的间隙以及空洞的内表面与所述实体块之间的间隙。

其中，所述浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体。

其中，该方法还包括：在将实体块和浆体填入空洞的同时，将塑料细条、短纤维，或细纤维同步地均匀填入空洞。

本发明实施例的有益效果是：使用本发明的利用白灰污泥制造实体块的方法，能够使污泥无害化、充分避免污泥破坏环境，并能够将污泥回收利用，使用本发明的实体块的回填方法避免了使用砂石料回填所产生的大气扬尘等问题，同时由浆体硬化后形成的包覆层防止实体块和水体、土壤、空气等接触从而避免了环境污染。

附图说明

图1为本发明利用污泥制造实体块的方法的流程图；

图2为图1中的步骤S100的详细的流程图；

图3为本发明实体块的第一实施例的立体图；

图4为本发明实体块的第二实施例的立体图；

图5为本发明实体块的第二实施例的另一立体图；

图6为本发明实体块的第二实施例的剖视示意图；

图7为本发明回填方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步的详细描述。

图1为本发明利用污泥制造实体块的方法的流程图。本发明公开的利用污泥制造实体块的方法，包括以下的步骤S100、S200和S300。

S100、使用污泥和白灰制得白灰污泥。其中，白灰污泥也被称为干化污泥。

S200、将白灰污泥与水泥混合搅拌得到物料。其中，本发明是使用搅拌机或翻拌机，将通过步骤S100获得的白灰污泥和水泥充分混合得到物料。本发明中，水泥的质量与白灰污泥的质量之比为2%～7%，较佳地，水泥的质量与白灰污泥的质量之比为3%～5%。通过添加水泥，可使得使用本发明利用污泥制造实体块的方法制得的实体块的抗压强度较高，同时，提高了物料固化的速度。

S300、利用所述物料制得实体块。本领域技术人员应了解的是，可以通过多种制造工艺，将物料制成实体块，更具体地，可以使用压球机压制所述物料而制得实体块，或将物料灌入模具待物料硬化而制得实体块。本发明的实施例，是通过使用压球机压制得到实体块的，生产速度更快，同时避免了开模和闭模等繁杂的操作并能降低成本。

图2为图1中的步骤S100的详细的流程图。所述步骤S100具体包括以下的步骤S110、S120和S130。

S110、将工业污泥、生活污泥,或河湖污泥脱水，得到胶体；具体地，步骤S110之中的脱水，是使用离心机或挤压机将工业污泥、生活污泥,或河湖污泥脱水，使得所述胶体中水的质量占胶体的质量的20%～35%，较佳地，所述胶体中水的质量占胶体的质量的25%～30%。通过使用离心机和挤压机脱水，可以降低含水率，

S120、向所述胶体中添加白灰；通过加入白灰，既可以达到除臭除味、杀灭细菌的效果，又可以提高含固率，便于实施后续的步骤，本发明在步骤S120中添加的白灰的质量与所述胶体的质量之比为10%～15%，更进一步地，步骤S120中添加的白灰的质量与所述胶体的质量之比为大约13%。

S130、静置一段时间，待略加干燥后，得到白灰污泥。通过静置，使得白灰和污泥更好地干化。较佳地，白灰污泥之中水的质量百分比约为8%～16%，更佳地，白灰污泥之中水的质量百分比约为8%～12%。由于含水量较低，所以使用本发明的方法制得的实体块的抗压强度较高。本发明在步骤S130中静置的时间为9小时至48小时，更佳地，步骤S130中静置的时间为18小时至36小时。

该方法还包括：在步骤S200中，在将白灰污泥与水泥混合搅拌的同时，向所述白灰污泥与水泥中添加塑料细条、短纤维，或细纤维；或在步骤S300中，在利用所述物料制得实体块之前，向所述物料中添加塑料细条、短纤维，或细纤维。通过以上两种方法，使得物料中掺混有塑料细条、短纤维，或细纤维，且塑料细条、短纤维，或细纤维分布在制造得到的实体块之中，从而提高了实体块的抗折、抗拉性能。

本发明利用污泥制造实体块的方法所使用的塑料细条的一种较佳的制造方法，包括：使用水泥拆袋机拆开包有水泥的塑料袋，得到水泥和塑料片；水泥拆袋机将塑料片送入刀丝机；使用刀丝机，将塑料片破碎制得条状的塑料细条。这样可以回收利用废旧塑料袋，同时通过使用刀丝机将塑料片破碎制得条状的塑料细条，能够使塑料细条在实体块中大致均匀地分布，实体块的抗折、抗拉性能更好。

图3为本发明实体块的第一实施例的立体图。本发明的实体块30是使用如图1、图2所示的方法制得的实体块状物。较佳地，由于在制造过程之中添加了水泥，因此本发明实体块的抗压强度能够为4.5MPa～12Mpa，能够符合建筑工程的需要。

图3所示的实体块30，是使用压球机压制物料而制得到的，所以实体块30的形状为椭球体，当然，根据实际工程的需要，实体块也可以被制造成其它形状，例如球体或多面体等。

较佳地，本发明的实体块30垂直于长轴的横截面的形状为圆形。实体块30的短轴的长度与实体块30的长轴的长度之比为75%～98%，该比例越大，则实体块30的形状越接近球体。较佳地，实体块30的短轴的长度与实体块30的长轴的长度之比为80%～90%。

本发明的实体块30的长轴的长度为5cm～20cm，更佳地，实体块30的长轴的长度为10cm～15cm。

具体地，本实施例的实体块30的长轴的长度为12cm，实体块30的短轴的长度为10cm。

图4为本发明实体块的第二实施例的立体图。图5为本发明实体块的第二实施例的另一立体图。图6为本发明实体块的第二实施例的剖视示意图。本发明实体块的第二实施例与第一实施例大致相同，不同之处在于，为了进一步增加实体块之间的握裹力和磨阻力以及增加比表面积，本发明第二实施例的实体块40的外表面开设有数个凹槽41，具体制造时，可以通过在压球机上对应地设置凸块而实现。

较佳地，所述凹槽41，为横截面呈多边形的截头锥形槽，分别包括侧壁411和底壁412。与将凹槽设置为锥形槽相比，将凹槽设置为截头锥形槽，可以在后续使用实体块进行回填时，使浆体与实体块40，尤其是浆体与凹槽41的底壁412更密和，减少浆体和实体块40之间留有空腔的几率。因为如果将凹槽设置为锥形槽，凹槽的尖端容易留有残留的气体；如果将凹槽设置为截头锥形槽，则凹槽中留有残留气体的概率降低，回填的密实度更好。而与将凹槽设置为柱形槽相比，将凹槽设置为截头锥形槽，可以在后续使用实体块进行回填时，减少浆体的使用量。

本实施例中的凹槽，为截面呈三角形的截头三角锥形槽。凹槽的两顶点之间的球面距离为10mm～40mm，较佳地，凹槽的两顶点之间的球面距离为27mm～33mm。具体到本实施例之中，凹槽的两顶点之间的球面距离为30mm。

图7为本发明回填方法的流程图。本发明的回填方法，使用如上所述的实体块填充空洞，可以用于填充废旧矿洞、路面凹坑等，该方法包括以下步骤：

S710、制作浆体。

S720、将实体块和浆体填入空洞，使所述浆体填充所述实体块之间的间隙以及空洞的内表面与所述实体块之间的间隙。

较佳地，根据工程的需要，本发明中所使用的浆体能够为发泡轻质土浆体或混凝土浆体。

较佳地，本发明的回填方法还包括：在将实体块和浆体填入空洞的同时，将塑料细条、短纤维，或细纤维同步地填入空洞,能够有效利用废旧塑料细条、短纤维，或细纤维来提高抗折、抗拉性能。

通过将塑料细条、短纤维，或细纤维用于本发明的回填方法，能够借助硬化后的浆体的防水隔气的性质使塑料细条、短纤维，或细纤维不会与大气和水接触，从而不会污染环境。

同样地，由于制造浆体的材料往往包括水泥，本发明回填方法所使用的塑料细条的一种较佳的制造方法，包括：使用水泥拆袋机拆开包有水泥的塑料袋，得到水泥和塑料片；水泥拆袋机将塑料片送入刀丝机；使用刀丝机，将塑料片破碎制得条状的塑料细条。通过使用刀丝机将塑料片破碎制得条状的塑料细条，能够使塑料细条在实体块中大致均匀地分布，抗折、抗拉性能更好。

在实际工程施工过程中，填充完毕之后，则可以自然养护直至浆体硬化，从而硬化的浆体能够将实体块固定并且能够将实体块与外部环境隔离，防止污染环境。

本发明的步骤S720之中，根据工程需要，将实体块和浆体填入空洞的具体方法，可以是将实体块和浆体同步地填入空洞，也可以是填入数层实体块之后灌入浆体填充空隙。

由于使用本发明的利用污泥制造实体块的方法制得的实体块，包含水泥成分，抗压强度较高，而且形状为椭球形，回填时的自密实性能好，配合浆体的流动性可以利用浆体充分地填充空洞，并能省去后续可能的碾压、振捣等操作。

本发明的回填方法使用实体块配合浆体实现回填，克服了现有的使用砂石料回填时需分层碾压耗工费时和产生沙尘不利于控制PM2.5指标的缺点。进一步地，本发明的回填方法所使用的浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体。借助发泡轻质土浆体或混凝土浆体硬化后的防水隔气的性质，使被硬化后的浆体所包裹的实体块的污泥中的重金属、污泥中的细菌等有害物质都得到了钝化和固化，不易与大气、土壤和水体接触，从而不会污染环境。

本发明的实施例，至少具有以下的优点：

（一）与现有的处理污泥的方法相比较，将生活污泥、河湖污泥和工业污泥，通过本发明的利用污泥制造实体块的方法，制得实体块，从而有效地利用污泥并且降低了现有的污泥处理方法对环境造成的损害；

（二）通过向白灰污泥中添加水泥，可使得使用实体块的抗压强度较高，同时，通过添加水泥能够提高物料固化的速度；

（三）通过使用压球机压制所述物料而得到实体块，生产速度更快，同时避免了开模和闭模等繁杂的操作并降低成本；

（四）通过向由工业污泥或生活污泥经脱水而得到的胶体中加入白灰，既可以达到除臭除味、杀灭细菌的效果，又可以提高含固率；

（五）通过添加水泥，使得本发明的实体块的不容易因自然风化或者因受到外力挤压等原因而破碎，从而降低污染物与环境直接接触的概率；

（六）通过调节所添加的水泥的比例，使得本发明的实体块的抗压强度能够符合建筑工程的标准；

（七）通过在本发明的实体块的外表面设置凹槽，增加实体块之间的握裹力和磨阻力以及增加比表面积；通过将凹槽设置为截头锥形槽，使浆体与实体块，尤其是浆体与凹槽的底壁更密和，减少浆体和实体块之间留有空腔的几率；

（八）通过本发明的实体块，使得土方回填、掘路补修、工程抢险、道路铺筑省去了分层摊铺、分层碾压、繁琐工序，污泥中的有害物质得到了钝化、固化，免除了给环境造成污染；

（九）由于本发明利用污泥制造实体块的方法中的物料掺混有塑料细条、短纤维，或细纤维，且塑料细条、短纤维，或细纤维分布在制造得到的实体块之中，从而回收利用了废旧塑料或废旧纤维、保护环境，并且提高了实体块的抗折、抗拉性能；

（十）通过将塑料袋破碎后制得的塑料细条用于本发明的回填方法，能够有效回收利用废旧塑料细条，还能提高抗折、抗拉性能，也能够借助硬化后的浆体的防水隔气的性质使塑料细条不会与大气和水接触，从而不会污染环境。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种利用污泥制造实体块的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S100、使用污泥和白灰制得白灰污泥；

S200、将白灰污泥与水泥混合搅拌，得到物料；

S300、利用所述物料制得实体块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤S300具体包括：使用压球机压制所述物料而制得实体块，或将物料灌入模具待物料硬化而制得实体块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤S200中，水泥的质量与白灰污泥的质量之比为2%～7%。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述步骤S200中，水泥的质量与白灰污泥的质量之比为3%～5%。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的方法，其特征在于，

所述步骤S100具体包括以下步骤：

S110、将工业污泥、生活污泥，或河湖污泥脱水，得到胶体；

S120、向所述胶体中添加白灰；

S130、静置一段时间，待略加干燥后，得到白灰污泥。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述步骤S110中，是使用离心机或挤压机将生活污泥、工业污泥，或河湖淤泥脱水，所述胶体中水的质量占胶体的质量的20%～35%；

所述步骤S120中，白灰的质量与所述胶体的质量之比为10%～15%；

所述步骤S130中，静置的时间为9小时至48小时。

7.根据权利要求2至4任一权利要求所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在步骤S200中，在将白灰污泥与水泥混合搅拌的同时，向所述白灰污泥与水泥中添加塑料细条、短纤维，或细纤维；或

在步骤S300中，在利用所述物料制得实体块之前，向所述物料中添加塑料细条、短纤维，或细纤维。

8.一种实体块，其特征在于，该实体块是使用如权利要求1至7任一权利要求所述的方法制得的实体块状物。

9.根据权利要求8所述的实体块，其特征在于，

所述实体块的形状为球体或椭球体；

所述实体块的抗压强度为4.5MPa～12Mpa。

10.根据权利要求9所述的实体块，其特征在于，

所述实体块的形状为椭球体；

所述实体块的长轴的长度为5cm～20cm；

所述实体块垂直于长轴的横截面的形状为圆形；

所述实体块的短轴的长度与所述实体块的长轴的长度之比为80%～98%。

11.根据权利要求8至10任一权利要求所述的实体块，其特征在于，

所述实体块的外表面开设有数个凹槽。

12.根据权利要求11所述的实体块，其特征在于，

所述凹槽，为横截面呈多边形的截头锥形槽。

13.根据权利要求12所述的实体块，其特征在于，

所述凹槽，为截面呈三角形的截头锥形槽；

所述凹槽的两顶点之间的球面距离为10mm～40mm。

14.一种回填方法，其特征在于，该方法使用如权利要求8至13中任一权利要求所述的实体块，包括以下步骤：

制作浆体；

将实体块和浆体填入空洞，使所述浆体填充所述实体块之间的间隙以及空洞的内表面与所述实体块之间的间隙。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，

所述浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在将实体块和浆体填入空洞的同时，将塑料细条、短纤维，或细纤维同步地填入空洞。

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