[發明專利]一種城市生活污泥焚燒灰渣資源化制備生物磚的工藝

在審

• 申請號: 202011164611.1
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112374844A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 常穎;帥立輝;嚴興;匡科;盧偉;湯舒;王子源
• 申請（專利權）人: 廣州市凈水有限公司
• 主分類號: C04B28/10
• 分類號: C04B28/10;C04B40/02
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 葉燦才

本發明涉及污泥處理技術領域，特別涉及一種城市生活污泥焚燒灰渣資源化制備生物磚的工藝，為將污泥焚燒灰渣制作成生態環保、經濟高效的新型建筑材料，本發明利用微生物誘導碳酸鈣沉積技術將城市生活污泥焚燒灰渣固化成無害化的生物磚，并能夠穩定的固定垃圾焚燒灰渣中的有害重金屬離子成分，實現垃圾焚燒灰渣的無害化；本發明將固體廢棄物減量化處理與資源化利用相結合，既實現了污泥焚燒灰渣的減量化、無害化、資源化處理，又得到了一種具有應用價值的新型建筑材料，有望應用于建筑、基建等領域，具有更好的環保效益與經濟效益。

技術領域

本發明涉及污泥處理技術領域，特別涉及一種城市生活污泥焚燒灰渣資源化制備生物磚的工藝。

背景技術

城市生活污水處理后的污泥，一般含水率約80％，富含有機質等營養成分，又含有一定量的重金屬和病毒、病原體、寄生蟲卵等有害物質，污泥處置不當會造成嚴重的二次環境污染。現行的城市生活污泥的處置方式主要是焚燒，而污泥焚燒產生的灰渣也是危險固廢，須送危險廢物填埋場安全填埋。但由于填埋費用高，企業難以承受高額的填埋處置費用，許多污泥焚燒灰渣沒有得到合理的最終處置，更沒有得到合理的綜合利用，造成資源的浪費，也成為重要的環境風險源。

對污泥焚燒灰渣進行無害化和資源化，不僅能解決傳統污泥焚燒灰渣安全填埋費用高、填埋處置能力不足等問題，而且能實現物質的充分利用，從而促進循環經濟的建立和可持續發展。由于污泥焚燒伴生的污泥焚燒灰渣呈現良好的塑形特性，具備潛在的火山灰活性，因此作為水泥摻和料用作建筑材料是實現其資源化很好的選擇。目前，有將污泥焚燒灰渣制作成混凝土材料的應用，但混凝土材料在制備和使用過程中會不斷向大氣中排放溫室氣體CO₂、引發酸雨的氣體SO₃和毒性強烈的氣體NO，對大氣、土體和水資源均會造成一定程度的污染。因此，為保證社會的可持續發展，將污泥焚燒灰渣制作成生態環保、經濟高效的新型建筑材料意義重大。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提出了一種城市生活污泥焚燒灰渣資源化制備生物磚的工藝，解決了城市生活污泥焚燒灰渣的無害化和資源化處置，同時制備得到的生物磚抗壓強度高，有望作為新型建筑材料應用于建筑、基建等領域。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種城市生活污泥焚燒灰渣資源化制備生物磚的工藝，具體包括以下步驟：

S1、通過培養液對復合菌進行培養得到菌液，所述復合菌包括巴氏芽胞桿菌(Bacillus pasteurii)和巴氏芽孢八疊球菌(Sporosarcina pasteurii)；

S2、將步驟S1的菌液與鹽水溶液混勻制備得到固化液；

S3、將城市生活污泥焚燒灰渣與步驟S2的固化液混勻，再加入生石灰，混勻得到混合漿料；

S4、將步驟S3的混合漿料倒入制磚模具中，按壓成型，然后放置于一定溫度、濕度以及模壓成型壓力下固化一段時間，固化結束后脫模烘干即得到生物磚。

污泥焚燒灰渣包括爐渣和爐灰，爐渣為黃褐色顆粒狀小顆粒，主要來自于污泥焚燒的輔助燃料煤中，爐灰為黑褐色粉末，主要來自于污泥焚燒的剩余物和煤灰，污泥焚燒灰渣具有較好的力學性能，可以作為建筑材料的骨料，本發明利用微生物誘導碳酸鈣沉積技術，通過生物礦化作用使污泥焚燒灰渣形成的具有膠結性質的碳酸鈣結構，使其成為無害化的生物磚，并能穩定的封存其中重金屬等污染物，防止重金屬的浸出，既實現了污泥焚燒灰渣的減量化、無害化、資源化處理，又得到了一種具有應用價值的新型建筑材料，有望應用于建筑、基建(制備步道磚、河道防護磚、防滑磚等)等領域。

優選地，步驟S1所述巴氏芽胞桿菌和巴氏芽孢八疊球菌的濃度均為(3-5)×10⁶cfu/mL。