利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，包括如下步驟：（1）混料：城市污泥進(jìn)行預(yù)處理后，按一定比例與頁巖粉混合，得到混合料；所述頁巖粉添加的重量份為50~75份，所述城市污泥添加的重量份為25~50份；（2）將所述混合料先后進(jìn)行粗練、陳腐、練泥、成型、干燥、燒成后即得成品。本發(fā)明專利技術(shù)方法的城市污泥利用率高、安全無毒、制得的磚塊具有良好的抗壓強度和較低的導(dǎo)熱系數(shù)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于污泥再利用
，特別涉及一種利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法。
技術(shù)介紹
作為現(xiàn)代城市之腎，污水處理廠不僅凈化水源，也產(chǎn)生了城市污泥。城市污泥安全使用是一種有益資源，在建筑建材、農(nóng)業(yè)、能源、生物等領(lǐng)域可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；處理不當(dāng)將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，造成重金屬富集、空氣污染等惡劣的二次污染。通常，城市污泥的循環(huán)利用需要達(dá)到以下幾個最基本的要求：減量化，城市污泥含水率較高、體積疏松、占地面積大，采用常規(guī)運輸?shù)姆绞叫枰^高的運輸成本。通過減量這一步的處理，能有效的減去污泥所含的水份，縮減體積，方便長距離運輸與資源化處理；穩(wěn)定化和無害化，污泥的組成復(fù)雜，含有許多的致病碳?xì)溆袡C物、病毒、細(xì)菌和重金屬等，易威脅到人類健康與環(huán)境保護(hù)。且污泥組成易隨地區(qū)的變化而改變。污泥堆置時，易釋放出二噁英、硫化氫等有毒物質(zhì)而污染環(huán)境。廣西“十一五”期間已經(jīng)新建了69座污水處理廠，城市污水處理總量迅猛增至405.4萬m3/d，污水廠產(chǎn)生的固體廢棄物城市污泥，將成為繼污水處理之后，環(huán)境保護(hù)中新出現(xiàn)的另一大難題。城市污泥組分復(fù)雜，含有大量致病細(xì)菌、病毒和重金屬，且其含水率高不易于長距離運輸。以南寧市為例，原污水處理能力約為44萬m3/d，經(jīng)過擴建及技術(shù)改造后，污水處理總能力達(dá)到80萬m3/d，按污泥占污水比例的0.3～0.5％[2]，由此增加的污泥可達(dá)0.8～1.6萬m3/d。該市原有利用污泥生產(chǎn)有機肥、衛(wèi)生填埋等處理措施難以滿足需要，進(jìn)一步研究污泥資源化、穩(wěn)定化、安全化的利用方式迫在眉睫。污泥由硅、鋁、鉀、鈣、氧等元素構(gòu)成基本組分，但是也存在銅、鋅、鎳等少量重金屬及一些致病物質(zhì)，正是這些有害物質(zhì)成為了限制污泥循環(huán)利用的主要障礙。當(dāng)前污泥的資源化利用研究主要集中在農(nóng)業(yè)土地堆肥和新型建筑材料研發(fā)。傳統(tǒng)的投海、衛(wèi)生填埋由于土地匱乏及嚴(yán)重的二次污染越來越受到限制。農(nóng)業(yè)利用主要把污泥當(dāng)做一種有機化肥來使用，經(jīng)過堆肥處理的污泥含有植物營養(yǎng)和少量的礦物質(zhì)，適當(dāng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。但是，近年來伴隨檢測技術(shù)的發(fā)展，污泥農(nóng)用容易受到重金屬的影響。建材利用是當(dāng)今污泥資源化研究的熱點，主要集中在制磚、水泥、陶粒等領(lǐng)域，工藝方式有直接利用和焚燒過后利用，這種處置方法能妥善處理污泥中的有害物質(zhì)，比如致病有機物、細(xì)菌和重金屬等，不足之處在于污泥的摻量低、消耗大量能源。關(guān)于利用城市污泥燒制磚塊的相關(guān)研究，我們查到如下公開文獻(xiàn)：1.顧愛軍等，城市污泥制磚的試驗研究，江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2013，2(19)：6-11。該文獻(xiàn)以城市污泥和粘土為原料制磚，實驗中，公開的污泥摻量0-30％，燒結(jié)時間為2-8h，燒結(jié)溫度800～1100℃，對城市污泥進(jìn)行的資源化利用。但是，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，該方法中城市污泥的摻量最優(yōu)僅為5％，當(dāng)為城市污泥的摻量30％時，磚的抗壓強度僅為0.25MPa，燒成密度僅為1.45g/cm3。因此，該文獻(xiàn)公開的方法中，城市污泥的利用率不高。2、林子增等，城市污泥為摻料燒結(jié)磚的生產(chǎn)性試驗研究，環(huán)境工程學(xué)報，2009，10(3)：1875-1878。該文獻(xiàn)也以城市污泥和粘土為原料制磚，公開的污泥摻量0～5％，加水?dāng)嚢杌旌?，控制含水?7～19％；陳化均勻混合料顆粒間的空隙水分，制坯成型，成型壓力約為218～310MPa，磚坯含水率控制在16～18％；坯體150～200℃，隧道窯干燥，含水率降至6％以下，一般在3％左右；后980～1060℃隧道窯焙燒、降溫,制成燒結(jié)磚。摻加11.9～5.0％污泥的粘土燒結(jié)磚抗壓強度在16.11～20.18MPa之間。但是，該方法的城市污泥仍然限制在12％以內(nèi)，利用率不高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，該方法的城市污泥利用率高、安全無毒、制得的磚塊具有良好的抗壓強度和較低的導(dǎo)熱系數(shù)。為實現(xiàn)本專利技術(shù)的目的，本專利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：一種利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，包括如下步驟：(1)混料：將城市污泥進(jìn)行預(yù)處理后，按一定比例與頁巖粉混合，得到混合料；所述頁巖粉添加的重量份為50～75份，所述城市污泥添加的重量份為25～50份；若城市污泥摻量大于50％，泥料的可塑性下降比較明顯，磚塊難以成型，制作時保水性差，易開裂，燒成之后表面更是容易出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響磚塊的性能。(2)將所述混合料先后進(jìn)行粗練、陳腐、練泥、成型、干燥、燒成后即得成品。所述預(yù)處理，是將城市污泥進(jìn)行除臭、晾曬、烘干、粉磨和過篩后，取部分在550～600℃下預(yù)燒25～40min，然后與未預(yù)燒的城市污泥按1.2：1的重量比混合。使用經(jīng)過預(yù)燒后的城市污泥，可在保持磚塊強度的前提下，提高污泥在原料中的摻量。以上所述除臭，是將城市污泥與除臭劑混合陳放7天；所述除臭劑為硝酸鈣；所述過篩，是采用0.6mm的篩網(wǎng)。以上所述頁巖粉的粒度為≦0.6mm。以上所述燒成的條件是：燒成溫度950～1050℃，保溫時間90～150min。在此溫度范圍內(nèi)成色較好，溫度較低于950℃時磚塊呈現(xiàn)出的顏色較淡，出現(xiàn)欠燒現(xiàn)象；燒成溫度高于1050℃時由于磚塊的收縮率過大，磚塊容易出現(xiàn)變形、開裂等不良現(xiàn)象。以上所述粗練的時間為1.5～2h，其間保持混合料漿含水率在18～22％之間。以上所述陳腐的時間為5天。以上所述練泥時間為1h，保持混合料含水率12～18％。含水率較低于12％時，坯料較干不易成型，磚坯表面容易出現(xiàn)細(xì)裂紋；而含水率高于18％時，脫模過程中磚坯容易變形、開裂。以上所述成型，是對經(jīng)過練泥后的混合料使用20.5～33.5MPa的壓力壓制成型。成型壓力高于33.5MPa時，壓制的磚塊表面容易出現(xiàn)裂紋，用低于20.5MPa的成型壓力成型又不易制成高強度的磚塊，成型壓力在20.5-33.5MPa之間比較適宜。以上所述干燥，是將成型后的磚坯先自然風(fēng)干2～5天，然后在100～110℃的溫度下烘干10～12h。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：1.本專利技術(shù)的城市污泥利用率可高達(dá)50％，大大提高了污泥的利用率，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。2.本專利技術(shù)通過對城市污泥進(jìn)行除臭、烘干等預(yù)處理，可以使污泥大量應(yīng)用在建筑墻體材料上，降低城市污泥資源化利用過程中對環(huán)境產(chǎn)生的危害。3.通過本專利技術(shù)方法制得的磚塊，具有良好的抗壓強度(18～25MPa)、較低的導(dǎo)熱系數(shù)(1.1～1.3W·(m-1·k-1))，且本專利技術(shù)的燒成條件要求的燒成溫度較低，符合節(jié)約能源的要求，因本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）混料：城市污泥進(jìn)行預(yù)處理后，按一定比例與頁巖粉混合，得到混合料；所述頁巖粉添加的重量份為50~75份，所述城市污泥添加的重量份為25~50份；（2）將所述混合料先后進(jìn)行粗練、陳腐、練泥、成型、干燥、燒成后即得成品。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，其特征在于，包括如下步驟：
（1）混料：城市污泥進(jìn)行預(yù)處理后，按一定比例與頁巖粉混合，得到混合料；所述頁巖粉添加的重量份為50~75份，所述城市污泥添加的重量份為25~50份；
（2）將所述混合料先后進(jìn)行粗練、陳腐、練泥、成型、干燥、燒成后即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，其特征在于：所述預(yù)處理，是將城市污泥進(jìn)行除臭、晾曬、烘干、粉磨和過篩后，取部分在550-600℃下預(yù)燒25~40min，然后與未預(yù)燒的城市污泥按1.2：1的重量比混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，其特征在于：所述除臭，是將城市污泥與除臭劑混合陳放7天；所述除臭劑為硝酸鈣；所述過篩，是采用0.6mm的篩網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用預(yù)燒城市污泥燒制磚塊的方法，其特征在于：所述頁巖粉的粒度為≦0.6m...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邱樹恒，楊志明，劉守吉，羅東燕，黃靜，孫保玉，
申請(專利權(quán))人：廣西大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：廣西;45