CN107352863A - 一种污泥增强免烧砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种污泥增强免烧砖及其制备方法，该污泥增强免烧砖包括如下质量比的组分：污泥粉末30～50份、水泥30～50份、聚合剂0.5份、激发剂3～5份、水15～20份。本发明利用淤、污泥造粒替代碎石骨料，淤、污泥造粒骨料使砖体内部受力更加均匀并提高砖体强度，同时节约碎石矿产资源，还能减少土地占用，保护环境，节省能源和提高社会效益。

Description

一种污泥增强免烧砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料，更具体的说，涉及一种含有河道淤泥、下水道污泥的增强免烧砖及其制备方法。

背景技术

河道淤泥属于城市固体废弃物，淤泥中含有大量无机、有机物，并且通过河水的流动与其他河流水源接触，成为二次污染源。工业发达区域的河道淤泥中重金属污染往往超标，不仅对对河床土壤造成污染，还会渗透进去地下水源，造成宝贵地下水资源的严重污染。我国城市化进程持续增长，大量城市人口使得中小河道淤积现象比较普遍，河道原有的调蓄洪水和防灾减灾的能力有所减弱。近年来国家加大了河道治理能力，其中清淤工程作为主要措施被广泛实施。目前淤泥处理方式主要为填埋，侵占了大量土地资源，并可能导致土壤污染，因此如何因地制宜、循环利用淤泥以避免带来的二次污染，建设节能节约型社会成了重中之重。

在城市污水净化处理过程中，会产生大量含水率和有机物含量高、易腐化发臭、颗粒细小密度低，难以固液分离、重金属含量高，对生物影响大的污泥。污泥的特点决定了其处理难度较大，而且如果处理不当，还会对环境造成二次污染。目前对污泥的工业处理方式为填埋、焚烧发电等，但这些处理方式容易对土壤、大气造成二次污染，因此如何合理高效的处理和利用城市下水道污泥，长期以来一直是市政工作的一个重要内容。

随着经济发展，建筑行业对水泥、砂石等材料的需求越来越旺盛，但同时也带来了一系列环境问题。建筑行业中大量使用的砌块等墙体砖消耗大量的水泥与砂石，水泥的烧制需要大量能源及开展矿产资源，其面临这原材料的日渐匮乏。因此，研究利用自然及工业废弃物代替天然材料，生产达到生态要求的建筑材料成为了各国的研究重点。综合利用河道淤泥、下水道污泥是环境保护和废弃物资源化的有效途径之一。我国是资源匮乏，又处在经济高速增长的快速发展过程中，对建材的需求愈加明显。由于土地资源的宝贵，并会对农田造成大量无法修复的破坏，国家已明令禁止开采粘土烧制砖块，因此利用河道淤泥、下水道污泥代替粘土，通过相应技术手段，生产淤、污泥免烧砖，不仅可以避免对环境的破坏，同时还能实现废弃物的资源化。

目前淤、污泥免烧砖仍存在一些不足之处，一是有些单一的使用淤、污泥使得砖体强度较低，二是仍需掺加碎石骨料，不能实现废弃物资源利用最大化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供污泥增强免烧砖及其制备方法，，解决河道淤泥、下水道污泥消纳问题以及缓解建设用砖对自然资源的消耗速度。

本发明解决上述技术问题的方案在于：提供一种污泥增强免烧砖，包括如下质量比的组分：

在本发明提供的污泥增强免烧砖中，所述污泥粉末为河道淤泥、下水道污泥、活性污泥中至少一种的干燥粉碎物，含有硅铝酸根物质，经过除臭、烘干、粉碎处理后，粒径＜1mm。

在本发明提供的污泥增强免烧砖中，所述聚合剂为聚丙烯酰胺。

在本发明提供的污泥增强免烧砖中，所述激发剂为氧化钙。

本发明还提供一种污泥增强免烧砖的制备方法，包括如下步骤：

S100、以河道淤泥和/或下水道污泥和/或活性污泥为主要原材料，经除臭、烘干、粉碎处理后，与水泥、聚合剂拌合后进行造粒，形成稳定土颗粒；

S200、将所述稳定土颗粒与水泥、激发剂拌合均匀，压制成型；

S300、在自然条件下养护7～14天即得所述余泥渣土免烧砖。

在本发明提供的污泥增强免烧砖的制备方法中，所述步骤S100中，所述河道淤泥和/或下水道污泥和/或活性污泥经烘干脱水处理含水率＜8％，粉碎后粒径＜1mm。

在本发明提供的污泥增强免烧砖的制备方法中，所述步骤S100中，污泥粉末与水泥、聚合剂拌合后进行造粒，陈腐一段时间形成3～25mm的稳定土颗粒。

在本发明提供的污泥增强免烧砖的制备方法中，各组分的质量比如下：

在本发明提供的污泥增强免烧砖的制备方法中，步骤S100中使用的水泥用量占总水泥量的50％。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)本发明采用河道淤泥与下水道污泥，有效的对建筑废弃物循环利用，不仅避免了河道淤泥与下水道污泥填埋造成的占用大量宝贵土地资源及对土壤和地下水资源带来的二次污染，而且避免了河道淤泥与下水道污泥焚烧对大气的污染；

(2)本发明采用河道淤泥与下水道污泥粉料造粒做作免烧砖骨料，河道淤泥与下水道污泥粉料造粒不仅增加了砖体受力的均匀性，提高了砖体的抗压强度，而且减少了砖体因需要增强而添加的碎石，从而减少对矿产资源的开产，减慢不可再生资源的消耗速度，减少因为过度开采碎石而造成的植被破坏、环境污染等带来的环保问题；

(3)本发明所采用免烧工艺，可实现相比烧结砖更小的能源消耗量，减少烧结带来的大气、环境污染问题；

(4)本发明与其他固体废弃物处置方法相比，工艺简单，处理效率高，处理量大，现场应用效果良好，具有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明污泥增强免烧砖的制备方法的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明内容做具体说明。

本发明提出的一种淤、污泥造粒制备增强免烧砖的技术方法，实现废弃资源再利用。河道淤泥、下水道污泥、活性污泥带来的不仅是填埋造成占用大量宝贵土地资源，还会二次污染土壤和地下水资源，淤、污泥造粒制备增强免烧砖的技术方法能够减少河道淤泥、下水道污泥、活性污泥对环境的污染问题，缓解制砖业对自然资源的消耗速度，淤、污泥造粒制备增强免烧砖技术新颖，制备方法工艺简单、方便。

为了实现上述技术问题，本发明所提供一种淤、污泥造粒制备增强免烧砖的技术方法，其原材料组分包括河道淤泥、下水道污泥、活性污泥粉料，以及水泥、聚合剂、激发剂，其中河道淤泥为有中小河道中积累的淤泥，含有大量无机、有机物，下水道污泥为城市生活下水道和工业下水道中长期积累污泥，活性污泥城市污水净化处理过程中产生的固体废弃物。河道淤泥、下水道污泥、活性污泥中含有大量硅铝酸根物质。

本发明提供一种污泥增强免烧砖，包括如下质量比的组分：

所述污泥粉末为河道淤泥、下水道污泥、活性污泥中至少一种的干燥粉碎物，含有硅铝酸根物质，经过除臭、烘干、粉碎处理后，粒径＜1mm。

所述聚合剂，为聚丙烯酰胺为阳离子的胶凝填充剂，在颗粒之间形成聚合物桥链，使颗粒与颗粒能相互吸引，并对存在的间隙进行填充。特别是淤、污泥及废水一般带有阴电荷，且阳离子型的填充剂在更易沉淀、成团，起到较好的填充作用，更易形成网状骨架，从而使混合料迅速形成团粒。特别是在一系列物理化学作用及外界机械作用下将分散的混合料团粒相连在一起，形成以填充剂为网状骨架的整体板块结构，从而起到提升抗压强度和抗剪能力的作用。

所述激发剂为氧化钙，污泥废物中的硅铝酸根物质产生硅酸钙、铝酸钙、硅酸钠或者硅酸铝钙等水化物。形成对污泥废物颗粒的稳定。使污泥颗粒聚集形成网状，陈腐一段时间形成3～25mm的稳定土颗粒。用以替代常规沙、石作为免烧砖的骨架材料。

依据上述主要技术特征，所述免烧砖，为压实体，砖体长宽为240×115×53mm。

本发明还提供了一种污泥增强免烧砖的制备方法，图1是本发明污泥增强免烧砖的生产工艺流程图，如图1所示，包括如下步骤：

S100、以河道淤泥和/或下水道污泥或活性污泥为主要原材料，经除臭、烘干、粉碎处理后，与水泥、聚合剂拌合后进行造粒，形成稳定土颗粒；

S200、将所述稳定土颗粒与水泥、激发剂拌合均匀，压制成型；

S300、在自然条件下养护7～14天即得所述余泥渣土免烧砖。

在本发明的另一优选实施例中，所述步骤S100中，所述河道淤泥或下水道污泥经烘干脱水处理含水率＜8％，粉碎后粒径＜1mm。污泥粉末与水泥、聚合剂拌合后进行造粒，陈腐一段时间形成3～25mm的稳定土颗粒。

本发明的污泥增强免烧砖的制备方法，各组分的质量比如下：

实施例1

污泥增强免烧砖由河道淤泥、下水道污泥、水泥、聚合剂、激发剂混合，造粒，加压制胚，养护而成，污泥干粉、水泥、聚合剂、激发剂和水的质量配比为50、30、0.5、3、15。污泥增强免烧砖制备流程如图1所示，(1)将河道淤泥、下水道污泥除臭后脱水，经过粉碎处理得到河道淤泥、下水道污泥粉料；(2)河道淤泥、下水道污泥粉料与水泥、聚合剂、激发剂进行混合，加适量水，充分搅拌、碾压后造粒；其中造粒水泥掺量占单方配比水泥50％；(3)再河道淤泥、下水道污泥颗粒与剩余水泥、激发剂混合，加适量水，充分搅拌、碾压后装模加压400KN成型，经养护脱模后制成长宽为240×115×53mm免烧砖，14d强度达到12MPa。

实施例2

污泥增强免烧砖由河道淤泥、活性污泥、水泥、聚合剂、激发剂混合，造粒，加压制胚，养护而成，河道淤泥干粉、活性污泥干粉、水泥、聚合剂、激发剂和水的质量配比为40、40、0.5、5、15。污泥增强免烧砖制备流程如图1所示，(1)将河道淤泥、活性污泥除臭后脱水，经过粉碎处理得到河道淤泥、活性污泥粉料；(2)河道淤泥、活性污泥粉料与水泥、聚合剂、激发剂进行混合，加适量水，充分搅拌、碾压后造粒；其中造粒水泥掺量占单方配比水泥50％；(3)再河道淤泥、活性污泥与剩余水泥、激发剂混合，加适量水，充分搅拌、碾压后装模加压400KN成型，经养护脱模后制成长宽为240×115×53mm免烧砖，14d强度达到14MPa。

实施例3

污泥增强免烧砖由河道淤泥、水泥、聚合剂、激发剂混合，造粒，加压制胚，养护而成，河道污泥干粉、水泥、聚合剂、激发剂和水的质量配比为30、50、0.5、4.5、20。污泥增强免烧砖制备流程如图1所示，(1)将河道淤泥除臭后脱水，经过粉碎处理得到河道淤泥粉料；(2)河道淤泥粉料与水泥、聚合剂、激发剂进行混合，加适量水，充分搅拌、碾压后造粒；其中造粒水泥掺量占单方配比水泥50％；(3)再河道淤泥颗粒与剩余水泥、激发剂混合，加适量水，充分搅拌、碾压后装模加压400KN成型，经养护脱模后制成长宽为240×115×53mm免烧砖，14d强度达到16MPa。

实施例4

污泥增强免烧砖由河道淤泥、下水道污泥、活性污泥、水泥、聚合剂、激发剂混合，造粒，加压制胚，养护而成，污泥干粉、水泥、聚合剂、激发剂和水的质量配比为30、45、0.5、3、20。污泥增强免烧砖制备流程如图1所示，(1)将河道淤泥、下水道污泥、活性污泥除臭后脱水，经过粉碎处理得到河道淤泥粉料、下水道污泥粉料、活性污泥粉料；(2)河道淤泥粉料、下水道污泥粉料、活性污泥粉料与水泥、聚合剂、激发剂进行混合，加适量水，充分搅拌、碾压后造粒；其中造粒水泥掺量占单方配比水泥50％；(3)再河道淤泥粉料、下水道污泥粉料、活性污泥粉料颗粒与剩余水泥、激发剂混合，加适量水，充分搅拌、碾压后装模加压400KN成型，经养护脱模后制成长宽为240×115×53mm免烧砖，14d强度达到15MPa。

以上实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

Claims (9)

1.一种污泥增强免烧砖，其特征在于，包括如下质量比的组分：

2.根据权利要求1所述的污泥增强免烧砖，其特征在于，所述污泥粉末为河道淤泥、下水道污泥、活性污泥中至少一种的干燥粉碎物，含有硅铝酸根物质，经过除臭、烘干、粉碎处理后，粒径＜1mm。

3.根据权利要求1所述的污泥增强免烧砖，其特征在于，所述聚合剂为聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求1所述的污泥增强免烧砖，其特征在于，所述激发剂为氧化钙。

5.一种污泥增强免烧砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、以河道淤泥和/或下水道污泥和/或活性污泥为主要原材料，经除臭、烘干、粉碎处理后，与水泥、聚合剂拌合后进行造粒，形成稳定土颗粒；

S200、将所述稳定土颗粒与水泥、激发剂拌合均匀，压制成型；

S300、在自然条件下养护7～14天即得所述余泥渣土免烧砖。

6.根据权利要求5所述的污泥增强免烧砖的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述河道淤泥和/或下水道污泥和/或活性污泥经烘干脱水处理含水率＜8％，粉碎后粒径＜1mm。

7.根据权利要求5所述的污泥增强免烧砖的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，污泥粉末与水泥、聚合剂拌合后进行造粒，陈腐一段时间形成3～25mm的稳定土颗粒。

8.根据权利要求5所述的污泥增强免烧砖的制备方法，其特征在于，各组分的质量比如下：

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的污泥增强免烧砖的制备方法，其特征在于，步骤S100中使用的水泥用量占总水泥量的50％。