CN111439968A - 一种浆厂气浮泥的资源化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保领域，尤其涉及一种浆厂气浮泥的资源化处理方法，该方法包括以下步骤：a)对浆厂气浮泥进行干化处理，得到固含量≥70wt％的干化气浮泥；b)将所述干化气浮泥与其他造砖原料混合，得到混料；以质量百分数计，所述混料包括：干化气浮泥5～15％、锅炉灰渣30～40％、水泥13～15％、石英砂10～25％和河沙20～30％；c)将所述混料压制成型，得到砖坯；d)将所述砖坯在蒸压釜中进行蒸养，得到成品砖。本发明以锅炉灰渣作为主材，以干化的浆厂气浮泥等材料作为辅料，通过对造砖的原料配方进行优化设计和选择合适的造砖工艺，最终获得了具有较高力学强度的砖材，实现了浆厂气浮泥的资源化利用。

Description

一种浆厂气浮泥的资源化处理方法
技术领域
本发明属于环保领域，尤其涉及一种浆厂气浮泥的资源化处理方法。
背景技术
浆厂污水在水处理车间中依次经过沉淀处理、生化处理、芬顿(Fenton)高级氧化处理和气浮处理，产生初沉泥、生物泥和气浮泥。其中，初沉泥纤维含量高可以出售；生物泥干度高可以全部燃烧；而气浮泥(也称为芬顿铁泥)作为芬顿(Fenton)高级氧化处理的产物，由于产量居高不下且铁含量高，处理难度较大。
目前，对气浮泥的处理主要有填埋和燃烧两种方法。其中，填埋法需要占用大量土地，而且填埋不当还会出现渗漏，容易造成二次污染；燃烧法是最直接有效的处理方法，但是受限于现有锅炉结构，导致该方法的污泥处理有限，而且经济性较差。
随着经济的快速发展，化工造纸企业污泥固废产量逐步升高。探索更具经济性和环保性的浆厂气浮泥处理方法，已成为本领域的研究热点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种浆厂气浮泥的资源化处理方法，本发明提供的方法以浆厂气浮泥作为原材料制备高强度砖材，实现了浆厂气浮泥的资源化利用。
本发明提供了一种浆厂气浮泥的资源化处理方法，包括以下步骤：
a)对浆厂气浮泥进行干化处理，得到固含量≥70wt％的干化气浮泥；
b)将所述干化气浮泥与其他造砖原料混合，得到混料；
以质量百分数计，所述混料包括：干化气浮泥5～15wt％、锅炉灰渣30～40wt％、水泥13～15wt％、石英砂10～25wt％和河沙20～30wt％；
所述石英砂的二氧化硅含量≥90wt％；所述河沙的二氧化硅含量为≥60wt％；
c)将所述混料压制成型，得到砖坯；
d)将所述砖坯在蒸压釜中进行蒸养，得到成品砖。
优选的，所述干化气浮泥的固含量为70～90wt％。
优选的，所述干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的总含量为4～5wt％；所述干化气浮泥中的铁元素含量为130～180g/kg。
优选的，所述干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的质量比为1：(1～3)。
优选的，所述锅炉灰渣中的粉煤灰含量为40～90wt％，炉渣含量为10～20wt％；所述锅炉灰渣的粒径为0.4～2mm。
优选的，所述水泥为硅酸盐水泥；所述水泥的比表面积为100～500m2/kg。
优选的，所述石英砂的粒径为0.4～2mm。
优选的，所述河沙的粒径为0.4～2mm。
优选的，所述压制成型的压力为8～15MPa；所述压制成型的时间为10～20s。
优选的，所述蒸养的温度为200～240℃；所述蒸养的压力为10～20MPa；所述蒸养的时间为12～16h。
与现有技术相比，本发明提供了一种浆厂气浮泥的资源化处理方法。本发明提供的资源化处理方法包括以下步骤：a)对浆厂气浮泥进行干化处理，得到固含量≥70wt％的干化气浮泥；b)将所述干化气浮泥与其他造砖原料混合，得到混料；以质量百分数计，所述混料包括：干化气浮泥5～15wt％、锅炉灰渣30～40wt％、水泥13～15wt％、石英砂10～25wt％和河沙20～30wt％；所述石英砂的二氧化硅含量≥90wt％；所述河沙的二氧化硅含量为≥60wt％；c)将所述混料压制成型，得到砖坯；d)将所述砖坯在蒸压釜中进行蒸养，得到成品砖。本发明以锅炉灰渣作为主材，以干化的浆厂气浮泥等材料作为辅料，通过对造砖的原料配方进行优化设计和选择合适的造砖工艺，最终获得了具有较高力学强度的砖材，实现了浆厂气浮泥的资源化利用。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种浆厂气浮泥的资源化处理方法，包括以下步骤：
a)对浆厂气浮泥进行干化处理，得到固含量≥70wt％的干化气浮泥；
b)将所述干化气浮泥与其他造砖原料混合，得到混料；
所述混料包括：干化气浮泥5～15wt％、锅炉灰渣30～40wt％、水泥13～15wt％、石英砂10～25wt％和河沙20～30wt％；
所述石英砂的二氧化硅含量≥90wt％；所述河沙的二氧化硅含量为≥60wt％；
c)将所述混料压制成型，得到砖坯；
d)将所述砖坯在蒸压釜中进行蒸养，得到成品砖。
在本发明提供的方法中，首先对浆厂气浮泥进行干化处理，得到干化气浮泥。其中，所述浆厂气浮泥是浆厂污水在气浮处理过程中产生的一种固废；所述干化气浮泥的固含量≥70wt％，优选为70～90wt％，具体可为70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％或90wt％。在本发明中，所述干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的总含量优选为4～5wt％，具体可为4wt％、4.1wt％、4.2wt％、4.3wt％、4.4wt％、4.5wt％、4.6wt％、4.7wt％、4.8wt％、4.9wt％或5wt％；所述干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的质量比优选为1：(1～3)，具体可为1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9或1:3；所述干化气浮泥中的铁元素(Fe原子)含量优选为130～180g/kg，具体可为130g/kg、135g/kg、140g/kg、145g/kg、150g/kg、155g/kg、160g/kg、164g/kg、165g/kg、168g/kg、170g/kg、171g/kg、175g/kg或180g/kg。
在本发明提供的方法中，得到干化气浮泥后，将所述干化气浮泥与锅炉灰渣、水泥、石英砂和河沙混合，得到混料。其中，所述干化气浮泥在混料中的含量为5～15wt％，具体可为5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％、10.5wt％、11wt％、11.5wt％、12wt％、12.5wt％、13wt％、13.5wt％、14wt％、14.5wt％或15wt％。
在本发明中，所述锅炉灰渣中的粉煤灰含量优选为40～90wt％，具体可为40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％或90wt％；所述锅炉灰渣中的炉渣含量优选为10～20wt％，具体可为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％；所述锅炉灰渣中除了粉煤灰和炉渣之外的余量成分优选为沙(SiO2)；所述锅炉灰渣的粒径优选为0.4～2mm，具体可为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm。在本发明中，所述锅炉灰渣在混料中的含量为30～40wt％，具体可为30wt％、30.5wt％、31wt％、31.5wt％、32wt％、32.5wt％、33wt％、33.5wt％、34wt％、34.5wt％、35wt％、35.5wt％、36wt％、36.5wt％、37wt％、37.5wt％、38wt％、38.5wt％、39wt％、39.5wt％或40wt％。
在本发明中，所述水泥优选为硅酸盐水泥，更优选为普通硅酸盐水泥；所述普通硅酸盐水泥的标号优选为425#；所述水泥的比表面积优选为100～500m2/kg，具体可为100m2/kg、150m2/kg、200m2/kg、250m2/kg、300m2/kg、350m2/kg、400m2/kg、450m2/kg或500m2/kg。在本发明中，所述水泥在混料中的含量为13～15wt％，具体可为13wt％、13.1wt％、13.2wt％、13.3wt％、13.4wt％、13.5wt％、13.6wt％、13.7wt％、13.8wt％、13.9wt％、14wt％、14.1wt％、14.2wt％、14.3wt％、14.4wt％、14.5wt％、14.6wt％、14.7wt％、14.8wt％、14.9wt％或15wt％。
在本发明中，所述石英砂的二氧化硅含量≥90wt％，具体可为91.45wt％、92.33wt％或93.31wt％；所述石英砂的粒径优选为0.4～2mm，具体可为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm。在本发明中，所述石英砂在混料中的含量为10～25wt％，具体可为10wt％、10.5wt％、11wt％、11.5wt％、12wt％、12.5wt％、13wt％、13.5wt％、14wt％、14.5wt％、15wt％、15.5wt％、16wt％、16.5wt％、17wt％、17.5wt％、18wt％、18.5wt％、19wt％、19.5wt％、20wt％、20.5wt％、21wt％、21.5wt％、22wt％、22.5wt％、23wt％、23.5wt％、24wt％、24.5wt％或25wt％。
在本发明中，所述河沙的二氧化硅含量为≥60wt％，更优选为60～65wt％，具体可为62.38wt％、63.02wt％或63.25wt％；所述河沙的表观密度优选为≥2500kg/m3，更优选为2600～2700kg/m3，具体可为2639kg/m3、2650kg/m3或2674kg/m3；所述河沙的堆积密度优选为≥1350kg/m3，更优选为1400～1500kg/m3，具体可为1422kg/m3、1431kg/m3或1435kg/m3；所述河沙的含泥量优选为≤1wt％，具体可为0.73wt％、0.76wt％或0.87wt％；所述河沙的粒径优选为0.4～2mm，具体可为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm。在本发明中，所述河沙在混料中的含量为20～30wt％，具体可为20wt％、20.5wt％、21wt％、21.5wt％、22wt％、22.5wt％、23wt％、23.5wt％、24wt％、24.5wt％、25wt％、25.5wt％、26wt％、26.5wt％、27wt％、27.5wt％、28wt％、28.5wt％、29wt％、29.5wt％或30wt％。
在本发明提供的方法中，得到混料后，将所述混料压制成型。其中，所述压制成型的压力优选为8～15MPa，具体可为8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa或15MPa；所述压制成型的时间优选为10～20s，具体可为10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s或20s。所述混料经过压制成型后，得到砖坯。
在本发明提供的方法中，得到砖坯后，将所述砖坯在蒸压釜中进行蒸养。其中，所述蒸压釜的工作介质为饱和水蒸气；所述蒸养的温度优选为200～240℃，具体可为200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃或240℃；所述蒸养的压力优选为10～20MPa，具体可为10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa或20MPa；所述蒸养的时间优选为12～16h，具体可为12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h、15h、15.5h或16h。蒸养结束后，得到成品砖。
本发明以锅炉灰渣作为主材，以干化的浆厂气浮泥等材料作为辅料，通过对造砖的原料配方进行优化设计和选择合适的造砖工艺，最终获得了具有较高力学强度的砖材，实现了浆厂气浮泥的资源化利用。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
1)称量以下重量百分比的原料：干化气浮泥10wt％、锅炉灰渣30wt％、石英砂25wt％、河沙20wt％和普通硅酸盐水泥15wt％；将上述原料混匀，得到混料；
其中，所述干化气浮泥的固含量为70wt％，干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的总含量为4wt％，NaOH和Ca(OH)2的质量比2:1，干化气浮泥中的铁元素含量为168g/kg；所述锅炉灰渣中粉煤灰的含量为40wt％、炉渣含量为20wt％、沙含量为30wt％，锅炉灰渣平均粒径为1.0mm；所述石英砂的SiO2含量为91.45wt％，平均粒径为1.0mm；所述河沙的SiO2含量为62.38wt％，表观密度为2639kg/m3，堆积密度为1435kg/m3，含泥量为0.87wt％，平均粒径为1.0mm；所述普通硅酸盐水泥的标号为425#，比表面积为300m2/kg。
2)将混料在10MPa下压制15s成型，得到砖坯。
3)将砖坯送入蒸压釜中蒸养，蒸压釜的工作介质为饱和水蒸气，蒸养的温度为200～230℃，压力为16MPa，时间为15h；蒸养结束后，出釜，得到尺寸为240mm×115mm×53mm的成品砖。
对上述成品砖进行检测(参照行业标准《JC/T239-2014蒸压粉煤灰砖》中的检测方法)，结果为：单砖湿重为4.15kg，在受压面积为10mm×8mm条件下测得的抗压强度为11.90Mpa，抗折强度为2.62Mpa，折压比0.22。检测结果符合《JC/T239-2014蒸压粉煤灰砖》中的MU10等级要求(标准要求：抗压强度平均值≥10.0MPa，抗折强度平均值≥2.5MPa)。
实施例2
1)称量以下重量百分比的原料：干化气浮泥15wt％、锅炉灰渣30wt％、石英砂20wt％、河沙22wt％和普通硅酸盐水泥13wt％，将上述原料混匀，得到混料；
其中，所述干化气浮泥的固含量为80wt％，干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的总含量为5wt％，NaOH和Ca(OH)2的质量比1:1，干化气浮泥中的铁元素含量为171g/kg；所述锅炉灰渣中粉煤灰的含量为90wt％、炉渣含量为10wt％，锅炉灰渣平均粒径为1.2mm；所述石英砂的SiO2含量为92.33wt％，平均粒径为1.0mm；所述河沙的SiO2含量为63.25wt％，表观密度为2674kg/m3，堆积密度为1422kg/m3，含泥量为0.76wt％，平均粒径为1.0mm；所述普通硅酸盐水泥的标号为425#，比表面积为300m2/kg。
2)将混料在10MPa下压制15s成型，得到砖坯。
3)将砖坯送入蒸压釜中蒸养，蒸压釜的工作介质为饱和水蒸气，蒸养的温度为200～225℃，压力为15MPa，时间为15h；蒸养结束后，出釜，得到尺寸为240mm×115mm×53mm的成品砖。
对上述成品砖进行检测(参照行业标准《JC/T239-2014蒸压粉煤灰砖》中的检测方法)，结果为：单砖湿重4.78kg，在受压面积为10.2mm×8mm条件下测得的抗压强度为11.79MPa，抗折强度为2.52MPa，折压比0.21。检测结果符合《JC/T239-2014蒸压粉煤灰砖》中的MU10等级要求。
实施例3
1)称量以下重量百分比的原料：干化气浮泥5wt％、锅炉灰渣40wt％、石英砂10wt％、河沙30wt％和普通硅酸盐水泥15wt％，将上述原料混匀，得到混料；
其中，所述干化气浮泥的固含量为70wt％，干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的总含量为4.5wt％，NaOH和Ca(OH)2的质量比1:2，干化气浮泥中的铁元素含量为164g/kg；所述锅炉灰渣中粉煤灰的含量为80wt％、炉渣含量为20wt％，锅炉灰渣平均粒径为1.1mm；所述石英砂的SiO2含量为93.31wt％，平均粒径为1.0mm；所述河沙的SiO2含量为63.02wt％，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1431kg/m3，含泥量为0.73wt％，平均粒径为1.0mm；所述普通硅酸盐水泥的标号为425#，比表面积为300m2/kg。
2)将混料在10MPa下压制15s成型，得到砖坯。
3)将砖坯送入蒸压釜中蒸养，蒸压釜的工作介质为饱和水蒸气，蒸养的温度为200～235℃，压力为15MPa，时间为15h；蒸养结束后，出釜，得到尺寸为240mm×115mm×53mm的成品砖。
对上述成品砖进行检测(参照行业标准《JC/T239-2014蒸压粉煤灰砖》中的检测方法)，结果为：单砖湿重为4.45kg，在受压面积为10.2mm×10mm条件下测得的抗压强度为12.10MPa，抗折强度3.38MPa，压折比0.28。检测结果符合《JC/T239-2014蒸压粉煤灰砖》中的MU10等级要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种浆厂气浮泥的资源化处理方法，包括以下步骤：
a)对浆厂气浮泥进行干化处理，得到固含量≥70wt％的干化气浮泥；
b)将所述干化气浮泥与其他造砖原料混合，得到混料；
以质量百分数计，所述混料包括：干化气浮泥5～15wt％、锅炉灰渣30～40wt％、水泥13～15wt％、石英砂10～25wt％和河沙20～30wt％；
所述石英砂的二氧化硅含量≥90wt％；所述河沙的二氧化硅含量为≥60wt％；
c)将所述混料压制成型，得到砖坯；
d)将所述砖坯在蒸压釜中进行蒸养，得到成品砖。
2.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述干化气浮泥的固含量为70～90wt％。
3.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的总含量为4～5wt％；所述干化气浮泥中的铁元素含量为130～180g/kg。
4.根据权利要求3所述的资源化处理方法，其特征在于，所述干化气浮泥中NaOH和Ca(OH)2的质量比为1：(1～3)。
5.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述锅炉灰渣中的粉煤灰含量为40～90wt％，炉渣含量为10～20wt％；所述锅炉灰渣的粒径为0.4～2mm。
6.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥；所述水泥的比表面积为100～500m2/kg。
7.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述石英砂的粒径为0.4～2mm。
8.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述河沙的粒径为0.4～2mm。
9.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述压制成型的压力为8～15MPa；所述压制成型的时间为10～20s。
10.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述蒸养的温度为200～240℃；所述蒸养的压力为10～20MPa；所述蒸养的时间为12～16h。
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