[發明專利]一種城市生活污泥制磚的制備方法

在審

• 申請號: 201910028981.3
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號: CN109574633A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 陳也;仲華;吳加仁
• 申請（專利權）人: 陳也
• 主分類號: C04B33/36
• 分類號: C04B33/36;C04B33/132;C04B33/13;C04B33/04
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 於林峰

本發明公開了一種城市生活污泥制磚的制備方法，屬于建筑材料技術領域。本發明將改性污泥，預處理黏土，改性纖維，改性添加料，聚烯丙胺，碳酸氫鈣，有機硅樹脂，硅烷偶聯劑，預處理錳礦，改性浮石，攪拌混合，接著加入硝酸銅溶液，隨后滴加氫氧化鈉溶液調節pH后，注模，壓制成型，脫模，得磚坯；將磚坯置于預處理混合液中，浸泡，取出，干燥，得干燥預處理磚坯；將干燥預處理磚坯置于燒結爐中，高溫處理，逐級升溫，高溫燒結，降溫，即得城市生活污泥制磚。本發明技術方案制備的城市生活污泥制磚具有優異的抗壓強度的特點，在建筑材料技術行業的發展中具有廣闊的前景。

技術領域

本發明公開了一種城市生活污泥制磚的制備方法，屬于建筑材料技術領域。

背景技術

城市污泥的資源化利用主要是利用城市污泥農用、焚燒和制備建筑材料。水廠污泥是污水處理廠或給水處理場的各個處理工藝在沉淀時排放的廢棄物，其主要成分包括在水處理過程中截留的懸浮物；化學處理時吸附的無機、有機顆粒；生物處理中由于生物增殖而脫落的生物絮體等。不同的工業污泥性質不同，其成分也比較復雜。污泥含有大量的有機物、病原體、寄生蟲以及重金屬等有害物質，一旦處理不當，很容易再次污染水體，現階段污泥處理的主要方式有焚燒、填埋、投海、堆肥等，不能完全去除污泥中的有害物質。污泥的焚燒技術比較復雜，不僅消耗能源高，而且還帶來一系列環境問題。填埋技術要求不高，但是受到土地使用限制，處理不當還會造成地下水污染。由于污泥投海嚴重污染海洋，現在已經嚴禁污泥投海。堆肥可以簡單有效地處理污泥，但是要特別注意污泥中重金屬對土壤的污染。所以，水廠污泥的有效處理是一個當前急需解決的問題。利用水廠污泥代替粘土制磚，不僅能解決污泥處置問題，而且節約土地資源，是污泥處置的有效方法之一。干化污泥制磚是將污泥干化（烘干或在室外自然晾干），經過磨細處理后，與其他原料混合（如粘土），加壓成型，焙燒后制成污泥磚。干化污泥制磚可直接利用污泥，由于污泥中含有大量有機物，焙燒能夠充分利用污泥燃燒產生熱能，節約能源。缺點是在高溫焙燒時，有機物轉化為氣體，致使污泥磚表面不平整，容易產生裂縫。隨著污泥摻量升高，污泥磚性能下降明顯。當污泥摻量高于30%時，抗壓強度已不能達到磚的性能標準。在磚的焙燒過程中，還會有有害氣體放出造成空氣污染。污泥焚燒灰制磚是將污泥干化處理后，經過焚燒（焚燒爐高溫處理或熱解爐低溫處理）、篩選與其他原料混合（如粘土），加壓成型，焙燒后制污泥磚。由于經過高溫或熱解處理，污泥焚燒灰含有的有機物極少，甚至不含有機物，其所含成分幾乎與粘土相同，所以很適合作為燒結磚原料。焚燒灰的摻加量一般能達到50%以上。但是污泥焚燒灰制磚所需壓力極大，采用100%的污泥焚燒灰制磚，成型壓力一般要在90MPa以上。焚燒灰制做的磚還存在一些缺陷，如因為表面的濕氣，會產生泛霜或長苔蘚等現象。為了解決這些問題，可以對磚進行表面化學處理或提高燒結溫度，這必然會增加制磚成本，而且焚燒污泥還要消耗一部分能源。利用污水處理廠經過經焚燒爐800～1000℃高溫處理或熱解爐300～500℃低溫處理獲得灰渣直接制磚,其焚燒灰摻入量達到100%給水廠濕污泥在不含或已經去除體積較大固體雜質的情況下可以直接與其他原料（如粘土）混合，加壓成型，焙燒后制成污泥磚。濕污泥通過配一定體積比的其他原料，可以直接制磚。濕污泥制磚不僅利用了污泥中原有的水分，而且不需要對污泥進行復雜的預處理，節約能。其摻入量按體積比一般在40%以上。但是濕污泥含水率較高，所以污泥摻入量不會太高。當污泥體積摻入量達到50%以上時，磚坯烘干后容易開裂。利用污泥制取燒結普通磚，一般干化污泥摻入量在30%左右。利用干化污泥配合頁巖及粘土制成燒結普通磚，污泥摻量在5％-6%之間，抗壓、抗折強度分別達到MU10和MU15（GB5101-2003）以上，可以用作砌筑承重墻。另外制成的燒結空心磚強度可以砌筑填充墻或隔離墻。通過對不同原料組合進行研究，結果表明污泥配合粘土、黃河泥沙效果較好，其中污泥摻入量為30%。利用干化污泥配合河泥、粘土以及粉煤灰通過擠出成型、自然晾干和控溫焙燒3個階段制成普通磚，污泥摻入量達到50%，制成的燒結磚可以達到國家建材Ⅱ級標準。

而傳統的城市生活污泥制磚在制備過程中，由于污泥中的有機質分解，使得體系中的產生大量的孔隙，導致體系的抗壓強度不佳的問題，以獲取更高綜合性能的提升，是其推廣與應用于更廣闊的領域，滿足工業生產需求亟待解決的問題。