CN1155535C - 一种以垃圾为原料的制砖方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以垃圾为原料的制砖方法,该方法通过人工与机械多次分选,回收垃圾中的金属、塑料,将分选后含有有机物的垃圾送入好氧发酵仓、熟化池中发酵熟化,并添加氮,磷,钾等元素,制成有机复合肥;然后将在垃圾堆肥过程中经过硬物料分选机分选出的无机物和不可直接利用的垃圾送入破碎机破碎,再经高温灭菌,先后加入石灰粉,水泥,石膏,碎石骨料,粗砂,粉煤灰,1号、2号添加剂等,进行固化处理,再加入适量水搅拌成均匀的半干混合物,并通过自动挤压制砖成型设备,压制成砖体,经7~10天自然养护,即可成为合格的以垃圾为原料的成品砖。经检验,以本发明方法制成的成品砖,其浸出毒性试验指标及建筑材料测试指标均符合国家标准。本发明的制砖方法简单,成本较低,特别是在城市垃圾的减量化、资源化和保护环境方面具有十分重大的意义。

Description

一种以垃圾为原料的制砖方法
技术领域
本发明涉及一种制砖方法,特别是关于一种采用生活垃圾中的无机物和不可再利用物质作为原料的制砖方法。
背景技术
随着经济的发展,人民生活水平的提高,城市垃圾的产生与排放量越来越大,城市垃圾的堆卸已严重影响和威胁着人们的健康和生活环境,种种情况表明,城市垃圾的污染已到了非治理不可的程度。怎样实现城市垃圾处理“无害化、减量化、资源化、科学化、市场化和产业化”,彻底消除污染,在垃圾处理上科技创新,将垃圾变废为宝,已成为政府、科研单位和众多科技人员研究的课题。
现有技术中,有各种采用固体废弃物制砖的方法,但是其原料主要是采用工业废渣,粉煤灰等制砖,而这些固体废弃物的主要成份与现有制砖原料的主要成份差不多,因此处理起来比较方便。而城市生活垃圾中,有机物的比重非常大(平均占65%左右),处理时需要将有机物与无机物截然分开,因此,采用城市生活垃圾中的无机物与不可再利用的物质制砖与现有技术相比不仅仅是一个材料置换的问题,而是有许多难题需要研究解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以大量消纳城市垃圾,变废为宝,保护环境的以垃圾为原料的制砖方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种以垃圾为原料的制砖方法,包括以下步骤:
(1)通过人工将垃圾中的大体积物品分拣出来,将剩余物料送入滚筒筛筛分;
(2)将筛分后的筛上物,通过磁选机、风选机拣出金属、塑料和有机物后,送入破碎机破碎成垃圾碎粒;
(3)将经步骤(1)筛分后的筛下物,通过磁选机分选出金属后,送入好氧发酵仓发酵,然后进入熟化池中熟化,熟化后的物料通过滚筒筛筛分,筛上物送入破碎机破碎成垃圾碎粒,筛下物再送入熟化池中继续熟化;
(4)将经步骤(3)熟化后的物料通过弹跳筛筛分,筛上物送入硬物料分选机分选,分选出的硬物料送入破碎机破碎成垃圾碎粒;
(5)将经步骤(2)、(3)、(4)所述的垃圾碎粒送入干燥机中高温灭菌;
(6)将经高温灭菌后的垃圾碎粒与下列物料混合,其配比为(重量份):垃圾碎粒50~70份,石灰粉10~25份,水泥2~5份,石膏2~3份,1号添加剂0.5~2份,并加入适量水,搅拌均匀,制成2~8mm的垃圾固化粒;
(7)将垃圾固化粒与下列物料混合,其配比为:垃圾固化粒30~50份,水泥15~25份,碎石骨料20~25份,粗砂8~13份,粉煤灰5~15份,2号添加剂0.5~2份,并加适量水,搅拌成均匀的半干混合物,再通过自动挤压制砖成型设备,压制成砖体;
(8)将砖体送入养护仓,经过7~10天的自然状态养护,即为成品砖。
为了减少进入好氧发酵仓中的物料,可以在所述步骤(3)发酵之前,先将物料经一弹跳筛筛分,将筛下物送入所述破碎机破碎成垃圾碎粒,将筛上物送入所述好氧发酵仓发酵。
根据垃圾成份的变化,在所述步骤(6)物料混合中还可以包括2号添加剂0.5~2份。
所述1号添加剂由以下成份组成(重量份):硫酸亚铁2~4份、氯化镁5份、氧化镁3~5份,多聚磷酸钠1~3份。
所述1号添加剂还可以由以下成分组成:硫酸亚铁2~4份、氯化镁6份、氧化镁3~6份,磷酸三钠1~3份。
所述1号添加剂又可以由以下成份组成:硫酸亚铁3~4份、氯化镁4份、氧化镁3~6份,硫酸镁1~3份。
所述2号添加剂可以由以下成份组成:硅溶胶6~8份、硅酸钙2~4份、多磷酸钾1~3份。
所述2号添加剂也可以由以下成份组成:硅溶胶4~5份、硅酸钙1~3份、多磷酸钾4~6份。
所述2号添加剂还可以由以下成份组成:硅溶胶5~6份、焦磷酸四钾1~2份、硅酸钙2~4份。
所述2号添加剂又可以由以下成份组成:硅溶胶6~8份、多磷酸钾1~3份、焦磷酸四钾1~2份。
本发明由于采取以上制砖方法,其具有以下优点:1、本发明由于在制砖原料中加入了大量经过处理的生活垃圾,而这些垃圾仅为在城市垃圾中占比例较小的无机物和不可再利用物质,而大量的有机物在无机物的提取过程中被分离出来,用于塑料造粒或制肥等,因此本发明在处理垃圾的过程中,能消纳大量的城市垃圾,从而有效地解决城市垃圾减量化的问题。2、本发明由于在垃圾处理的过程中,针对垃圾中大量有机物的存在,采用将分选出的塑料造粒及将垃圾送入好氧发酵仓中发酵和在熟化池中熟化的方式,将有机物与无机物分离开来,其不但方法简单可行,而且在获得制砖材料的同时,对废塑料和其它有机物进行了处理,实现了将垃圾资源化利用,变废为宝,保护环境的目的。3、本发明通过将垃圾碎粒与水泥等胶结材料和添加剂进行化学固化稳定处理,使垃圾中有害物质的化学稳定性增强,有害物质浸出性大大降低;同时通过物理固化处理,使垃圾与其它物料混合成为一种物理性结构更为稳定的固化体,达到垃圾固化粒不再污染环境的目的。4、本发明在对制砖材料所用的垃圾原料进行发酵、熟化、高温干燥灭菌等处理过程中无二次污染,制成的成品砖无毒无害,经检测完全符合国家环保标准和建材标准。5、本发明方法生产出的成品砖,可应用于市政建设的多个用砖品种,如路面砖,踏步砖,缘石,侧石,护坡石及高速公路隔离墩等,具有广泛的应用性。本发明制砖方法简单,成本较低,特别是在垃圾的减量化、资源化和保护环境方面具有十分重大的意义。
附图说明
图1是本发明垃圾制砖生产过程示意图
具体实施方式
本发明在城市垃圾制砖的过程中,首先要对城市垃圾进行处理,去除垃圾中的有机物及可直接利用物质,将留下的无机物和不可再利用物质,经破碎、混合,形成垃圾固化粒,再经与其它物料混合制成垃圾砖。下面详细描述本发明的制砖方法:
如图1所示,首先将城市垃圾通过人工分拣1,将垃圾中的大体积物品拣出来,其余的物料通过输送带2进入滚筒筛3,从滚筒筛3筛分出的筛上物(粒度大于60mm)通过磁选机4,磁选出金属材料5作为它用。通过磁选机4磁选后的物料进入风选机6,通过风选机6选出的塑料通过输送带7进入清洗池8清洗,并送干燥机11干燥,然后送挤压机12、造粒机13进行挤压造粒,制作出的塑料颗粒作为他用;风选后的其它有机物送制肥车间;其余剩下的基本是无机物和不可再利用物质,将其送入破碎机10破碎。
上述滚筒筛3分选出的筛下物(粒度小于60mm),经磁选机4′磁选出金属材料后,通过输送带14进入到弹跳筛15,弹跳筛15的筛下物(粒度为0~15mm),通过输送带16进入到破碎机17。在此程序中,如果经化验有机物比例较高,则对程序进行调整,将其与弹跳筛15的筛上物一起进行处理。
弹跳筛15的筛上物(粒度为15~60mm)通过输送带18送入进料仓19,然后定期送入好氧发酵仓20内发酵两至三周。发酵产生的废气经净化池22净化后排出,发酵产生的废水进入废水处理厂。将好氧发酵后的物料送入第一熟化池23,熟化一至二周后,通过输送带24送入滚筒筛25。滚筒筛25的筛上物(粒径为25~60mm)基本上是无机物和不可再利用物质,其通过输送带26进入破碎机17。滚筒筛25的筛下物通过输送带27进入第二熟化池28,在第二熟化池28内熟化二至三周后,通过输送带29送入弹跳筛30。弹跳筛30的筛上物(粒径为12~25mm)送入硬物料分送机31。由硬物料分送机31分送出的硬物料(95%为无机物颗粒)进入到破碎机17破碎,由硬物料分送机31分送出的软物料(95%为有机物颗粒)进入第三熟化池32内,弹跳筛30的筛下物(粒径为12mm以下)也进入第三熟化池32。在第三熟化池32内的物料经熟化一至两周后,通过输送带33落入混料传输系统36,同时在混料传输系统36上方设置一添加筒34,向混料传输系统36配置氮、磷、钾添加剂,以制成有机复合肥料。
上述经过破碎机10和破碎机17破碎后的物料,基本上是无机物和不可利用物质,其有机物的含量一般不超过5%。粒径一般在2~5mm,最多不超过8mm。将这些物料送入干燥灭菌器38中,经过2小时左右,80~100℃的高温干燥灭菌后,通过分配槽39进入反应搅拌桶40。进入反应搅拌桶40的物料还包括通过分配槽39进入的由母料仓41输送来的其他材料和从反应剂罐42中输送来的添加剂等。
在反应搅拌桶40中的各种物料配比为(重量份):垃圾碎粒50~70份、石灰粉10~25份,水泥2~5份,石膏2~3份,1号添加剂0.5~2份,加入适量的水,通过搅拌机混合搅拌均匀,制成2~8mm的垃圾固化粒。
取经过上述固化处理后的垃圾固化粒30~50份,水泥15~25份,碎石骨料20~25份,粗砂8~13份,粉煤灰5~15份,2号添加剂0.5~2份,并加适量水,通过搅拌机(图中未示出)搅拌成均匀的半干混合物,再通过自动挤压制砖成型设备43,压制成砖体,自动挤压制砖成型设备中的液压系统的压力应大于45Mpa。然后将砖体送入养护仓,经过7~10天的自然状态养护,即为成品砖。
上述1号添加剂由以下成份组成(重量份):硫酸亚铁2~4份、氯化镁5份、氧化镁3~5份,多聚磷酸钠1~3份。
上述1号添加剂还可以由以下成份组成:硫酸亚铁2~4份、氯化镁6份、氧化镁3~6份,磷酸三钠1~3份。
上述1号添加剂又可以由以下成份组成:硫酸亚铁3~4份、氯化镁4份、氧化镁3~6份,硫酸镁1~3份。
由于垃圾的成份不是确定的,因此可以根据垃圾成份的不同在上述制作垃圾固化粒的混合物中再加入2号添加剂。
上述2号添加剂由以下成份组成:硅溶胶6~8份、硅酸钙2~4份、多磷酸钾1~3份。
根据垃圾碎粒所含成份的变化,上述2号添加剂也可以由以下成份组成:硅溶胶4~5份、硅酸钙1~3份、多磷酸钾4~6份。
2号添加剂还可以由以下成份组成:硅溶胶5~6份、焦磷酸四钾1~2份、硅酸钙2~4份。
2号添加剂又可以由以下成份组成:硅溶胶6~8份、多磷酸钾1~3份、焦磷酸四钾1~2份。
由于不同地区、不同季节的垃圾原料,其成份有很大的变化,因此,在具体利用垃圾原料制砖的实施例中,应根据实际情况选择上述2号添加剂中的一种使用,而且在使用时,上述各组2号添加剂的原料配比可有所变化。
下面是本发明在将垃圾碎粒与其它成份混合制作成垃圾固化粒和将垃圾固化粒与其它成份混合制砖时的实施例:
实施例1:
将垃圾原料,经过分选、好氧发酵、熟化、破碎等加工方法的过程,与上述具体实施方式所述的加工方法相同,然后取垃圾碎粒60份(重量份),石灰粉25份,425#水泥5份,石膏3份,1号添加剂2份,并加入适量水,搅拌均匀,制成2~8mm的垃圾固化粒;然后再取垃圾固化粒30份,425#水泥20份、碎石骨料20份、粗砂13份,粉煤灰15份,2号添加剂2份,并加适量水,搅拌成均匀的半干混合物,再通过自动挤压制砖成型设备43,压制成砖体,然后将砖体送入养护仓,经过7~10天的自然状态养护,即为成品砖。
实施例2:
将垃圾原料,经过分选、好氧发酵、熟化、破碎等加工方法的过程,与上述具体实施方式所述的加工方法相同,然后取垃圾碎粒70份,石灰粉25份,425#水泥5份,石膏3份,1号添加剂2份,并加入适量水,搅拌均匀,制成2~8mm的垃圾固化粒;然后再取垃圾固化粒35份,425#水泥22份、碎石骨料22份、粗砂9份,粉煤灰10份,2号添加剂2份,并加适量水,搅拌成均匀的半干混合物,再通过自动挤压制砖成型设备43,压制成砖体,然后将砖体送入养护仓,经过7~10天的自然状态养护,即为成品砖。
实施例3:
将垃圾原料,经过分选、好氧发酵、熟化、破碎等加工方法的过程,与上述具体实施方式所述的加工方法相同,然后取垃圾碎粒50份,石灰粉20份,425#水泥5份,石膏3份,1号添加剂1.5份,并加入适量水,搅拌均匀,制成2~8mm的垃圾固化粒;然后再取垃圾固化粒50份,425#水泥20份、碎石骨料20份、粗砂8份,粉煤灰5份,2号添加剂2份,并加适量水,搅拌成均匀的半干混合物,再通过自动挤压制砖成型设备43,压制成砖体,然后将砖体送入养护仓,经过7~10天的自然状态养护,即为成品砖。
本发明根据配套设备的不同,日处理垃圾量可达到250吨/日~700吨/日。
采用本发明方法制出的砖,经检验,其浸出毒性试验指标,达到《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB5085.3-1996)标准的要求(如表1所示),其建筑材料测试指标,达到《混凝土路面砖》(JC/T446-2000)标准的要求(如表2所示):
          表1:国家环境分析测试中心
     对上述垃圾砖浸出毒性测试指标一览
  测试项目  浸出毒性(mg/L)     检出限(mg/L) 最高允许浓度(mg/L)
氰化物     N.D     0.004     1.0
无机氟化物     0.4     0.05     50
Hg     N.D     5×10-5     0.05
Pb     N.D     0.4     3
As     N.D     0.4     1.5
Cd     N.D     0.03     0.3
Cu     N.D     0.04     50
Zn     0.06     0.03     50
As     N.D     0.4     1.5
Ni     N.D     0.1     10
Ba     0.18     0.02     100
六价Cr     0.039     0.004     1.5
Cr     N.D     0.04     1 0
检验结论:N.D低于检出限。
           表2:天津市产品质量监督检验第21站
          对上述垃圾砖建筑材料测试指标一览
  检测项目   单位   技术要求   实测值   结论
  抗压强度   Mpa   平均值≥30.0   37.4   合格
  Mpa   单块最小值≥25.0   29.4   合格
  耐磨性   mm   耐磨长度≤32.0   31.8   合格
抗冻性 外观质量   执行标准要求   符合标准要求   合格
强度损失   ≤20.0   增长4.0   合格
  吸水率   %   ≤6.5   6.5   合格
检验结论:该产品经检测各项性能指标符合JC/T446-2000中规定的技术要求,判定该产品所测项目合格。

Claims (3)

1、一种以城市生活垃圾为原料的制砖方法,包括以下步骤:
(1)通过人工将垃圾中的大体积物品分拣出来,将剩余物料送入滚筒筛筛分;
(2)将筛分后的粒度大于60mm的筛上物,通过磁选机、风选机拣出金属、塑料和有机物后,送入破碎机破碎成垃圾碎粒,破碎物料的粒径为2~5mm;
(3)将经步骤(1)筛分后的粒度小于60mm的筛下物,通过磁选机分选出金属后,送入好氧发酵仓发酵,发酵时间为两至三周,然后进入熟化池中熟化,熟化时间为一至二周,熟化后的物料通过滚筒筛筛分,粒径为25~60mm的筛上物送入破碎机破碎成垃圾碎粒,破碎物料的粒径为2~5mm,粒度为0~15mm的筛下物再送入熟化池中继续熟化,熟化时间为二至三周;
(4)将经步骤(3)熟化后的物料通过弹跳筛筛分,粒度为15~60mm的筛上物送入硬物料分选机分选,分选出的硬物料送入破碎机破碎成垃圾碎粒,破碎物料的粒径为2~5mm;
(5)将经步骤(2)、(3)、(4)所述的垃圾碎粒送入干燥机中80~100℃高温灭菌,灭菌时间为2小时;
(6)将经高温灭菌后的垃圾碎粒与下列物料混合,按重量份数配比为:垃圾碎粒50~70份,石灰粉10~25份,水泥2~5份,石膏2~3份,1号添加剂0.5~2份,并加入适量水,搅拌均匀,制成2~8mm的垃圾固化粒;
所述1号添加剂按重量份数为:硫酸亚铁2~4份、氯化镁5份、氧化镁3~5份、多聚磷酸钠1~3份,或硫酸亚铁2~4份、氯化镁6份、氧化镁3~6份、磷酸三钠1~3份,或硫酸亚铁3~4份、氯化镁4份、氧化镁3~6份,硫酸镁1~3份三组中的一组;
(7)将垃圾固化粒与下列物料混合,按重量份数配比为:垃圾固化粒30~50份,水泥15~25份,碎石骨料20~25份,粗砂8~13份,粉煤灰5~15份,2号添加剂0.5~2份,并加适量水,搅拌成均匀的半干混合物,再通过自动挤压制砖成型设备,压制成砖体;
所述2号添加剂按重量份数为:硅溶胶6~8份、硅酸钙2~4份、多磷酸钾1~3份,或硅溶胶4~5份、硅酸钙1~3份、多磷酸钾4~6份配合而成,或硅溶胶5~6份、焦磷酸四钾1~2份、硅酸钙2~4份,或硅溶胶6~8份、多磷酸钾1~3份、焦磷酸四钾1~2份四组中的一组;
(8)将砖体送入养护仓,经过7~10天的自然状态养护,即为成品砖。
2、如权利要求1所述的一种以城市生活垃圾为原料的制砖方法,其特征在于:所述步骤(3)发酵之前,先将物料经一弹跳筛筛分,将粒度为0~15mm的筛下物送入所述破碎机破碎成垃圾碎粒,将粒度为15~60mm的筛上物送入所述好氧发酵仓发酵。
3、如权利要求1所述的一种以城市生活垃圾为原料的制砖方法,其特征在于:所述步骤(6)物料混合中还包括2号添加剂0.5~2份。
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