CN103044006A - 一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用给水厂脱水污泥制备透水砖的方法。属于环境工程中固体废弃物回收利用和建筑材料生产领域。该方法以给水污泥30%-40%、粉煤灰10%-20%和普通建筑砂30%-35%,添加10%左右的粘结剂,混合均匀后,加入总物料干重12%-14%的水,混合均匀,然后在恒温环境中贮存一定时间;以一定压强模压成型;从室温逐渐升至1150℃并保温1小时,再自然冷却至室温,即制得成品。经检测,产品主要技术指标符合国家相关标准。本发明利用给水污泥作为透水砖制备主要原料,一方面可以为建筑材料提供一种新的制备原料,另一方面又能为给水污泥处置提供一种新的途径,具有很好的环境效应和社会效应。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体废弃物回收利用技术和建筑材料生产,特别涉及一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法。
背景技术
现代城市地表被越来越多的建筑物和混凝土等所覆盖,这种地表的“硬化”使得大气降水难以及时渗入地下。一方面,因为缺乏地表水的补给,造成地下水位降低;另一方面,地表径流的增大加重了排水***的负担,也容易产生洪涝灾害。因此,发明透水砖,让雨水迅速渗透从而缓解地下水短缺问题和降低洪涝灾害发生概率,减轻城市排水***压力和污水处理费用。同时,随着给水厂水源的污染,给水污泥产量逐步增多,给水污泥处置成为水处理行业中的一个难题,利用给水污泥制备透水砖既解决了给水污泥的处置问题,也可实现废物资源化利用,具有积极的意义。
灾过去很长一段时间里,粘土实心砖作为建筑行业用量最大最重要的墙体材料,每年不仅毁坏大量土地,而且破坏了生态环境。为了寻找一种新的资源替代粘土制备建筑材料,国内外学者对固体废弃物作为建筑材料的利用进行了大量的研究。如Cheng-FangLin等利用城市污泥焚烧灰和城市固体废弃物焚烧灰为原料制得透水砖;济南大学管丽攀以城市污泥、黄河淤泥、煤矸石、水渣等固体废弃物制备渗水砖;万隆教授和饶玲丽等采用粉煤灰制备透水砖;吕淑珍等以萤石尾砂和珍珠岩废矿粉为主要原料制备透水砖等。但是,以上利用固体废弃物制备的透水砖,其原料大多毒性较高,安全性偏低。给水污泥重金属含量少,其他有害物质也少,毒性很低,且利用给水污泥制备透水砖的研究尚未见报道,国内还没有利用给水污泥制备透水砖的相关专利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术研究的不足,提出一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法,给水厂脱水污泥经干燥后直接加入配料中,通过压制成型、低温干燥、高温烧制,形成强度较高的成品。
所述一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法工艺包括:
1. 原材料:
污泥:采用城市给水厂脱水污泥,烘干碾碎后制成污泥粉,且粒径约0.27mm;
粉煤灰:采用火电厂湿排粉煤灰,自然干燥,粒径约0.15mm;
普通建筑砂:粒径1.0mm-1.4mm;
粘结剂(如长石粉或水玻璃):化学纯。
2. 工艺步骤:
1) 配料(质量百分数):给水污泥30%-40%;粉煤灰10%-20%;普通建筑砂30%-35%,粘结剂10%-15%;
2)加水:在上述混合物料中加入总物料干质量12%-14%左右的水,搅拌均匀;
3)陈腐:在25℃恒温环境中贮存20-24小时;
4)压制成型:将所述物料放入模具,以25Mpa-30Mpa压强压制成型;
5)干燥:把生坯放入恒温干燥箱,在100℃-105℃干燥6h;
6)烧制:从室温开始,以一定速率升温到1150℃并保温1小时;
7)冷却:自然冷却至室温,即制得成品。
本发明针对给水厂脱水污泥作为制备透水砖的主要原料,经过充分研究和大量、反复试验,优选确定了一定配比的粉煤灰、普通建筑砂作为配料,并制定出特定的生产工艺及步骤,制得成品按陶瓷砖JC/T945-2005《透水砖》检测标准进行检测。所述制成品的技术性能有:
1)经制成品的外观质量检验,长度、宽度和厚度平均尺寸的偏差<2.0mm,无明显掉皮分层缺陷,无明显裂纹,制成品的外观质量符合透水砖标准要求;
2)成品抗压强度大于30MP,满足透水砖强度要求;
3) 成品的透水系数大于1.0×10-2 cm/s,满足透水砖的透水性要求;
4) 对成品进行酸碱腐蚀性检测,砖块无可见变化,说明此污泥陶瓷砖的耐酸碱腐蚀性较强;
5)成品经25次冻融循环试验,抗压强度损失率低于20%,说明此透水砖抗冻性较强。
综上所述,本发明利用给水厂脱水污泥制备透水砖,一方面制备的透水砖因为其良好的透水性和透气性,可以抑制“城市热岛”现象;另一方面可以为给水污泥处置提供新的途径。给水污泥作为一种废弃物,用来制备透水砖,符合国家“节能减排”要求。因此,利用给水污泥制备透水砖具有良好的经济效益和环境效应。
具体实施方式
1. 原材料:
污泥粉:用取自长沙市某给水厂脱水污泥烘干后碾碎,过50目筛子筛分成污泥粉,污泥粉粒径小于0.3mm;
粉煤灰:用取自株洲某火电厂湿排粉煤灰,粒径小于0.15mm,经自然干燥后直接使用;
普通建筑砂:取自长沙某建筑工地的普通砂,过筛得粒径为1.0mm-1.4mm的骨料;
粘结剂:粒径小于0.15mm。
2. 工艺步骤:
1)配料:采用污泥:粉煤灰:普通砂:粘结剂= 40:10:35:15质量比配料,混合均匀;
2)加水:在配料中加入总配料干重20%的水,混合均匀;
3)陈腐:在生化培养箱(LRH-250型)(25℃)贮存24小时,使水分在配料中均匀分布;
4)压制成型:将配料放入模具,利用压力试验机(SYA-300B型) 30Mpa压强压制成型;
5)烧结:从室温开始以6℃/分钟的升温速度,逐渐加热至500℃,排除机械水和吸附水;随后以1℃/分钟速度升温至600℃,让有机物充分氧化;接着以2-4℃/分钟速度升温至1150℃;保温1小时;
6)冷却:自然冷却至室温,即得制成品。
3. 试验结果:
此法制得砖块表面光滑平整,无明显裂纹和掉皮分层现象。砖块抗压强度达36.53MP,透水系数为1.08×10-2 cm/s,25次冻融循环强度损失率约15%,经酸、碱浸腐蚀性检测均未出现可见变化,满足JCT945-2005《透水砖》中相关标准,重要指标见表1。
表1 透水砖行业标准(JCT945-2005)
Claims (2)
1.一种利用城市给水污泥制备环保透水砖的方法,特征在于:以给水污泥和粉煤灰为主要原料,添加普通建筑砂作为骨料成孔,辅以少量粘结剂,其制备步骤是:1)混料:根据权利要求2所述的混合物料中加入总物料干质量12%-14%的水,搅拌均匀;2)陈腐:在25℃恒温环境中贮存20-24小时;3)压制成型:将所述物料放入模具,以25Mpa-30Mpa压强压制成型;4)干燥:把生坯放入恒温干燥箱,在100℃-105℃干燥6h;5)烧制:从室温开始,以一定速率升温到1150℃并保温1小时;6)冷却:自然冷却至室温,即制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法,其特征在于:城市给水厂脱水污泥晒干后碾碎,制成污泥粉,其污泥粉粒径约0.27mm;粉煤灰和粘结剂粒径约0.15mm,普通砂粒径1.0mm-1.4mm;配料范围为:给水污泥30%-40%,粉煤灰10%-20%,普通建筑砂30%-35%,粘结剂10%-15%。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130417 |