CN107473661A - 一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法。所述的免烧砖是由下述原料制成的：市政污泥为20‑40重量份，粉煤灰为25‑35重量份，水泥为15‑25重量份，碱类激发剂为5‑10重量份，减水剂为5‑10重量份。采用上述原料制成的免烧砖，在制砖过程无需外加热源，不排放污染物，具有节能、环保等特点，可替代黏土烧结砖的生产。

Description

一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物处理与资源化利用领域，涉及一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法。
背景技术
市政污泥是由多种微生物和大量有机、无机颗粒组成的絮状物，其中含有大量病源菌、重金属、持久性有机污染物等有毒有害物质。如不对市政污泥进行适当处理，会对人体及自然环境造成极大负面影响。2015年，我国年产80％含水率的污泥量约为3500万t，并在以10％～15％的速度持续增长，处理压力巨大。2016年4月，在全国污泥处理处置高峰论坛上，同济大学戴晓虎教授指出：我国未进行任何处置就排放的污泥量可能高达75％以上。市政污泥已成为我国当代社会越来越严重的环境负担。
卫生填埋是我国最常用的污泥处置方式，但随着我国土地资源的日益紧张，填埋场选址愈发困难；焚烧的减量化效果显著，但处置成本高，能耗大，有二次污染；堆肥具有基建费用低、容易管理、设备简单等优点。但堆肥过程中会散发恶臭气体，同时堆肥产品在市场上“有价无市”，发展前景一般。
与上述几种工艺相比，利用市政污泥生产免烧砖具有突出的优势。这一方面实现了市政污泥的最终处置，同时又得到了资源化的产品建筑用砖，有效的实现了固体废物的“减量化、资源化、无害化”。
在公开号为CN105236870A的发明专利中，以油田污水厂脱水污泥、水泥、河沙、碎石、黏土等原料制备了免烧砖。在该工艺方法的养护时间高达20-30 天，效率较低，不利于该工艺向工业生产推广。
在授权号为CN103102133B的发明专利中，以疏浚淤泥、粉煤灰、生石灰、生石膏、胶凝剂、促进剂、硅酸钠等原料制备了免烧砖。该工艺方法需要将疏浚淤泥先进行深度脱水至含水率小于25％，极大的增加了生产成本。
在公开号为CN106380156A的发明专利中，以脱水污泥、电石渣、水泥、生石灰、沙子、粉煤灰等原料生产了免烧砖。该工艺方法既需要干燥，又需要球磨造粒，工艺复杂，不利于向工业生产推广。
发明内容
为解决上述问题，本发明的主要目的在于克服目前污泥处置成本高，污泥建材化生产能耗高等问题，提供一种节能、环保的以市政污泥为原料生产免烧砖的方法。
为达到上述目的，本发明市政污泥为原料生产免烧砖的方法，所述的免烧砖是由下述原料制成的：市政污泥为20-40重量份，粉煤灰为25-35重量份，水泥为15-25重量份，碱类激发剂为5-10重量份，减水剂为5-10重量份。
其中，免烧砖是按下述方法制备的：
向容器中依次加入所述量的市政污泥和减水剂，搅拌均匀，并陈腐3-5小时成污泥熟料；
向污泥熟料中添加所述量粉煤灰、水泥、碱类激发剂，充分搅拌得到坯料；
将坯料转移至模具中，用压片机挤压成型，并在蒸汽烘干室内进行养护。
较佳的，所述的市政污泥为污水处理厂脱水后的，含水率在70％-80％之间的剩余污泥。
较佳的，所述碱类激发剂为氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钠中的一种或几种的混合。
较佳的，所述减水剂为聚丙烯酰胺和木质素磺酸钙中的一种或两种的混合。
较佳的，压片机的成型压力应控制在5-15MPa之间。
较佳的，所述的养护的步骤为:
1)从室温开始以5℃/h的升温速度升温至50℃，期间保持湿度90％，并在此条件下恒温养护8h；
2)以10℃/h的升温速度升温至80℃，期间保持湿度95％，在此条件下恒温养护6h；
3)以10℃/h的降温速度降温至室温，即获得最终产品。
本发明以脱水后的市政污泥和粉煤灰为主要原料，大幅降低了原料成本；以水泥、激发剂和减水剂为重要辅料，有效实现了对污泥中污染物的固化，同时达到了产品的建筑用强度。
具体实施方式
实施例1
一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，原料组成如下：市政污泥20重量份(含水率在70％)，粉煤灰35重量份，水泥25重量份，碱性激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为碳酸钠，减水剂为聚丙烯酰胺。
免烧砖是按下述方法制备的：
向容器中依次加入上述量的市政污泥和减水剂，搅拌均匀，并陈腐5小时成污泥熟料；
向污泥熟料中添加上述量粉煤灰、水泥、碱类激发剂，充分搅拌得到坯料；将坯料转移至模具中，用压片机以10MPa压力挤压成型，并在蒸汽烘干室内进行养护。
所述的养护的步骤为:
1)从室温开始以5℃/h的升温速度升温至50℃，期间保持湿度90％，并在此条件下恒温养护8h；
2)以10℃/h的升温速度升温至80℃，期间保持湿度95％，在此条件下恒温养护6h；
3)以10℃/h的降温速度降温至室温，即获得最终产品。
养护期结束后测得产品砖的抗压强度为25MPa。
实施例2
一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，原料组成如下：市政污泥30重量份(含水率在80％)，粉煤灰25重量份，水泥25重量份，碱性激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为碳酸钠，减水剂为聚丙烯酰胺。
免烧砖是按下述方法制备的：
向容器中依次加入上述量的市政污泥和减水剂，搅拌均匀，并陈腐3小时成污泥熟料；
向污泥熟料中添加上述量粉煤灰、水泥、碱类激发剂，充分搅拌得到坯料；将坯料转移至模具中，用压片机以5MPa压力挤压成型，并在蒸汽烘干室内进行养护。
所述的养护的步骤为:
1)从室温开始以5℃/h的升温速度升温至50℃，期间保持湿度90％，并在此条件下恒温养护8h；
2)以10℃/h的升温速度升温至80℃，期间保持湿度95％，在此条件下恒温养护6h；
3)以10℃/h的降温速度降温至室温，即获得最终产品。
养护期结束后测得产品砖的抗压强度为22MPa。
实施例3
一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，原料组成如下：市政污泥30重量份(含水率为75％)，粉煤灰35重量份，水泥15重量份，碱性激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为碳酸钠，减水剂为聚丙烯酰胺。
免烧砖是按下述方法制备的：
向容器中依次加入上述量的市政污泥和减水剂，搅拌均匀，并陈腐4小时成污泥熟料；
向污泥熟料中添加上述量粉煤灰、水泥、碱类激发剂，充分搅拌得到坯料；将坯料转移至模具中，用压片机以10MPa压力挤压成型，并在蒸汽烘干室内进行养护。
所述的养护的步骤为:
1)从室温开始以5℃/h的升温速度升温至50℃，期间保持湿度90％，并在此条件下恒温养护8h；
2)以10℃/h的升温速度升温至80℃，期间保持湿度95％，在此条件下恒温养护6h；
3)以10℃/h的降温速度降温至室温，即获得最终产品。
养护期结束后测得产品砖的抗压强度为24MPa。
实施例4
一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，原料组成如下：市政污泥30重量份(含水率为70％)，粉煤灰35重量份，水泥15重量份，碱性激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为碳酸钠，减水剂为聚丙烯酰胺。
免烧砖是按下述方法制备的：
向容器中依次加入上述量的市政污泥和减水剂，搅拌均匀，并陈腐4小时成污泥熟料；
向污泥熟料中添加上述量粉煤灰、水泥、碱类激发剂，充分搅拌得到坯料；将坯料转移至模具中，用压片机以15MPa压力挤压成型，并在蒸汽烘干室内进行养护。
所述的养护的步骤为:
1)从室温开始以5℃/h的升温速度升温至50℃，期间保持湿度90％，并在此条件下恒温养护8h；
2)以10℃/h的升温速度升温至80℃，期间保持湿度95％，在此条件下恒温养护6h；
3)以10℃/h的降温速度降温至室温，即获得最终产品。
养护期结束后测得产品砖的抗压强度为28MPa。

Claims (7)

1.一种以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，其特征在于，所述的免烧砖是由下述原料制成的：市政污泥为20-40重量份，粉煤灰为25-35重量份，水泥为15-25重量份，碱类激发剂为5-10重量份，减水剂为5-10重量份。
2.一种如权利要求1所述的以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，其特征在于，其免烧砖是按下述方法制备的：
向容器中依次加入所述量的市政污泥和减水剂，搅拌均匀，并陈腐3-5小时成污泥熟料；
向污泥熟料中添加所述量粉煤灰、水泥、碱类激发剂，充分搅拌得到坯料；
将坯料转移至模具中，用压片机挤压成型，并在蒸汽烘干室内进行养护。
3.根据权利要求书1所述的以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，其特征在于，所述的市政污泥为污水处理厂脱水后的，含水率在70％-80％之间的剩余污泥。
4.根据权利要求书1所述的以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，其特征在于，所述碱类激发剂为氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钠中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求书1所述的以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，其特征在于，所述减水剂为聚丙烯酰胺和木质素磺酸钙中的一种或两种的混合。
6.根据权利要求书2所述的以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，其特征在于，压片机的成型压力应控制在5-15MPa之间。
7.根据权利要求书2所述的以市政污泥为原料生产免烧砖的方法，其特征在于，所述的养护的步骤为:
1)从室温开始以5℃/h的升温速度升温至50℃，期间保持湿度90％，并在此条件下恒温养护8h；
2)以10℃/h的升温速度升温至80℃，期间保持湿度95％，在此条件下恒温养护6h；
3)以10℃/h的降温速度降温至室温，即获得最终产品。
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