CN113831095A - 一种利用污泥制备高强度建材的方法及得到的高强度建材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用污泥制备高强度建材的方法及得到的高强度建材，所述方法具体包括以下步骤：1)取预脱水处理后的污泥采用湿式氧化反应进行预处理，再进行脱水得到污泥残渣；2)将污泥残渣烘干，再与钙质添加剂混合均匀，之后压制成形；3)将压制好的物料脱模，再次烘干，即得高强度建材。与现有技术相比，本发明主要是利用湿式氧化预处理技术，基本上去除了污泥中的有机物，然后再与钙质添加剂混合，无需高温烧结，具有低能耗高品质的优点，不会造成二次污染且处理成本更低，工艺简单，合成的材料强度高，利用面广，具有很好的经济和社会效益。

Description

一种利用污泥制备高强度建材的方法及得到的高强度建材
技术领域
本发明属于固废资源化技术领域，尤其是涉及一种利用污泥制备高强度建 材的方法及得到的高强度建材。
背景技术
在污泥制砖方面，目前通用的都是通过烧结的方法来制备，中国专利《一 种采用水处理污泥制砖的方法》(专利号：CN201610887779.2)提供了一种将 绝干污泥与建筑垃圾灰、磷酸钙、氨基硫化物等混合后烧结制备建筑材料的方 法。这些方法在一定程度上实现了污泥的资源化利用，但通过烧结制备建筑材 料，制备过程能耗巨大，且会对环境造成新的污染。
专利CN102219420A公开了一种高钙飞灰改性污泥、制备方法及利用其制 备烧结多孔砖的方法。一种高钙飞灰改性污泥，其是由一般固废的脱水污泥与 高钙飞灰混合而成，其中高钙飞灰占15-30wt％。一种高钙飞灰改性污泥的制备 方法，其特征在于包括以下步骤：A、备料，选取含氧化钙40％以上、热值大 于1800卡/克的高钙飞灰，以及一般固废的脱水污泥；B、根据污泥的含水率， 将15-30wt％的高钙飞灰与脱水污泥混合均匀；C、拌匀后的污泥混合物，以 外表面积最小为原则进行堆放，堆放时间为3-7天，当污泥混合物成松散细粒 状、含水率低于50％时改性完成。本发明的原料为脱水污泥进行湿式氧化预处 理后的固体残渣，建材原料成分完全不同，由于污泥中有机质含量高，若直接 取污泥进行后续处理，制作出来的建材效果不好，不能使用，且制作过程中味 道极大。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种利用污泥制备高强度建 材的方法及得到的高强度建材。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种利用污泥制备高强度建材的方法，所述方法具体包括以下步骤：
1)取预脱水处理后的污泥采用湿式氧化反应进行预处理，再进行脱水得 到污泥残渣；
2)将污泥残渣烘干，再与钙质添加剂混合均匀，之后压制成形，钙质添 加剂可起粘接的作用；
3)将压制好的物料脱模，再次烘干，即得高强度建材，该建材主要作为 建筑墙体砖。
步骤1)中，所述污泥采用板框压滤机进行预脱水。
步骤1)中，预脱水处理后的污泥的含水率为70～90％，一般为80％左右。
步骤1)中，所述的湿式氧化反应温度260～280℃，反应时间1～2h，反应 压力5～6MPa，反应后固体脱水得到污泥残渣。此为湿式氧化预处理的限定条 件。
步骤1)中，脱水后的污泥残渣的质量为初始污泥总重的15％以下，含水率不 大于40％，初始污泥指的是经预脱水处理后的污泥。
步骤2)中，所述的污泥残渣烘干至含水率降至10％以下。
步骤2)中，烘干的污泥残渣与钙质添加剂按照质量比4:1～5:1，这个比例 范围的污泥残渣和钙质添加剂混合会比较均匀。
步骤2)中，压制的压力为40～45MPa。物料可在高压下进行压制。
步骤2)中，所述的钙质添加剂选自生石灰或石灰石的一种或两种矿山产 原材料。
步骤3)中，所述的物料在230～250℃下烘干2～3h。本发明中原料的有机 组分较低，可以实现高压低温稳定地资源化。
一种采用上述方法制得的高强度建材。
湿式氧化法是在高温(150-320℃)和高压(0.5-10MPa)条件下，以空气 或氧气为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO2和H2O等无机物或小分子 有机物的方法。该方法对于处理污泥具有显著成效，与传统的生物处理方法相 比，湿式氧化法具有高效、节能和无二次污染等优点，己被广泛应用于石油、 化工、制药工业废水和污泥领域。污泥中有机质含量高，若直接将污泥作为原 料的话，不仅制备过程中有恶臭气体产生，而且制作出来的建材性能差，无法 直接使用，所以通过湿式氧化法降低污泥中的有机质，再进行后续处理，可使 污泥得到再利用。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明主要是利用湿式氧化预处理技术，基本上去除了污泥中的有机 物，VSS(挥发性固体)去除率95％以上，然后再与钙质添加剂混合，无需高 温烧结，具有低能耗高品质的优点；
2)该过程不会造成二次污染且处理成本更低，工艺简单，合成的材料强 度高，利用面广，具有很好的经济和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案 为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。
实施例1
采用某制药污泥制备高强度建材，具体步骤如下：
某制药污泥(板框脱水后含水率为80％左右)，经过湿式氧化反应预处理 并脱水，湿式氧化反应温度275℃，反应时间2小时，反应压力5.5MPa，实现 减量化85％以上，残渣含水率40％以下，VSS(挥发性固体)去除率95％以上； 污泥残渣烘干至含水率降至10％以下，与钙质添加剂(生石灰)按照质量比4.5:1 混合均匀，在42MPa压力下压制成形；脱模的物料在245℃条件下烘干2小时， 可得用于建筑墙体砖的建材。
实施例2
采用某制药污泥制备高强度建材，具体步骤如下：
某制药污泥(板框脱水后含水率为80％左右)，经过湿式氧化反应预处理 并脱水，湿式氧化反应温度260℃，反应时间2小时，反应压力6MPa，实现 减量化85％以上，残渣含水率40％以下，VSS(挥发性固体)去除率95％以上； 污泥残渣烘干至含水率降至10％以下，与钙质添加剂(生石灰)按照质量比4： 1混合均匀，在45MPa压力下压制成形；脱模的物料在230℃条件下烘干3小 时，可得用于建筑墙体砖的建材。
实施例3
采用某制药污泥制备高强度建材，具体步骤如下：
某制药污泥(板框脱水后含水率为80％左右)，经过湿式氧化反应预处理 并脱水，湿式氧化反应温度280℃，反应时间1小时，反应压力5MPa，实现 减量化85％以上，残渣含水率40％以下，VSS(挥发性固体)去除率95％以上； 污泥残渣烘干至含水率降至10％以下，与钙质添加剂(石灰石)按照质量比5:1 混合均匀，在40MPa压力下压制成形；脱模的物料在250℃条件下烘干2小时， 可得用于建筑墙体砖的建材。
污泥湿式氧化首先实现了污泥的减量化达到85％以上，同时降低了其中有 机质的含量，避免了制备建材过程中气味的影响；实现了污泥废弃资源的有效 利用，减少了固废排放，产品附加值高，实现了废弃物的高值化利用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使 用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改， 并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因 此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本 发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
1)取预脱水处理后的污泥采用湿式氧化反应进行预处理，再进行脱水得到污泥残渣；
2)将污泥残渣烘干，再与钙质添加剂混合均匀，之后压制成形；
3)将压制好的物料脱模，再次烘干，即得高强度建材。
2.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤1)中，所述污泥采用板框压滤机进行预脱水。
3.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的湿式氧化反应温度260～280℃，反应时间1～2h，反应压力5～6MPa。
4.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤1)中，脱水后的污泥残渣的质量为初始污泥总重的15％以下，含水率不大于40％。
5.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的污泥残渣烘干至含水率降至10％以下。
6.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤2)中，烘干的污泥残渣与钙质添加剂按照质量比4:1～5:1混合均匀。
7.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤2)中，压制的压力为40～45MPa。
8.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的钙质添加剂选自生石灰或石灰石的一种或两种。
9.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备高强度建材的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的物料在230～250℃下烘干2～3h。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的方法制得的高强度建材。
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