CN111320421A - 使用印染污泥为制砖材料的制成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用印染污泥为制砖材料的制成方法，其主要利用印染污泥、环保胶结材、水淬高炉石粉、燃煤飞灰及细料级配砂依一定比例混拌成一具有胶结凝聚湿度的拌料后，经一压砖机予以压制且经养护形成一种低成本的环保砖材；这样，利用印染产业与工业产业制程后的废弃物来供作工程所需使用的材料使用，以制成满足工程所需求的砖材，从而能部分或完全取代一些铺设工程之一所需的砖材使用，如此不但能有效减少环境污染，达到废弃资源回收再利用与大幅提升经济价值，更能大大降低处理成本及废弃物掩埋处理的复杂性等功效。

Description

使用印染污泥为制砖材料的制成方法

技术领域

本发明涉及一种印染污泥资源化处理制成，特别是指一种使用印染污泥为制砖材料的制成方法。

背景技术

现有技术中，为使纱线、布匹等织物亦或皮革等的外观、触感具有较佳的机能性，其皆会经由适当的印染加工制程，即对织物等进行物理、化学处理，从而改变该织物等的颜色，以有效提高产品的附加价值，同时更会针对该等织物种类与特性的不同而必需准备具有不同性质种类的染料，即如：酸性染料、碱性染料、直接染料、分散染料、活性染料及涂料等等，即当进行每一印染制程时，皆会大量使用具有化学药品的染料、染整助剂及树脂等，因此所进行的各种印染制程都会产生废水，由于废水中染料的不同会有无法溶解于水的特性，若将该废水直接排放，这将会对环境水质造成伤害，因此，在工厂废水处理时一般仅针对废水排放采用典型的处理流程，即为如拦污、调匀、PH质调整、化学混凝、沉淹/浮除、生物处理、废水流放，而拦除的污泥在处理上即采用一般的污泥消化、污泥脱水形成污泥饼大量集中进行掩埋处理；然而，该印染污泥并非一般的污泥而已，在该污泥中所含的物质更是具有：有机物、酸、碱、印染物的残留纤维物以及来自染料中所含的重金属等等；因此，鉴于该印染污泥中仍残留有许多化学物质、重金属等对环境生态造成巨大影响，同时在该印染污泥中的含盐量亦较高，且在该印染污泥中含有重金属成分如：铬(Chromium)、铜(Copper)、铅(Lead)及锌(Zinc)等等，当然每一印染污泥中含有的重金属成分会随着印制染料的成分不同，而会有所不同重金属含量的呈现，并不能以前述为限，而对环境生态造成影响，若直接掩埋或投放至土壤中，会导致土壤的电导率增加，甚至破坏植物养分平衡，这会对根系植物造成相当大的伤害，确实有改善必要。因此为了响应日趋严重污染的环保要求，以及有效降低该印染污泥对环境造成的伤害，即针对该印染污泥进行有效的规划处理，使该印染污泥进一步再利用成为资源化的材料，甚至达到取代营建工程所需的材料，更是相关技术人员所思考的课题。

发明内容

因此，本发明的目的，是在提供一种使用印染污泥为制砖材料的制成方法，除可有效将印染污泥与工业副产物混拌转换成一可再利用于替代工程作业的砖材原料的粉料使用，且有效达到将废弃资源利用的功用，以达大幅降低掩埋处理成本与复杂性等功效。

于是，本发明一种使用印染污泥为制砖材料的制成方法，主要利用印染污泥、环保胶结材料、水淬高炉石粉、燃煤飞灰及细料级配砂依比例混拌而成一具有胶结凝聚湿度的拌料，并通过一压砖机将前述已混合的拌料压制成型为一砖材形态，经养护后便得以替代供应铺设工程所需的砖材使用。

作为本发明的进一步改进，该环保胶结材料为一种无水泥配方的材料。

作为本发明的进一步改进，该水淬高炉石粉的细度为1000cm²/g以上。

作为本发明的进一步改进，该细粒料级配砂为粒径介于4.75mm～0.75μm的砂石。

这样，针对印染制程的废水经处理后形成的污泥与工业生产后的废弃物用以取代工程材料的原料的粉料，同时并与前述其他材料相互混拌胶结且压制为砖材使用，进而将印染废水处理后所产生的废弃污泥予以集收处理，并转换为用以取代工程材料之一的原料，使得原本对环境有害的废弃物得以转换成一可再利用的资源，以降低废弃物对环境的冲击，从而达到废弃资源回收再利用与大幅提升经济价值，同时更能有效减少重金属溶出对环境污染，因此所成型的该砖材能部分或完全取代一些铺设工程作业所需的使用，以及大大降低废弃物掩埋处理的复杂性与处理成本的效益。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的制成流程的方块图；

图2为本发明一种实施例公开的材料混合成分示意图；

图3为本发明一种实施例公开的砖材制成示意图；

图4为本发明一种实施例公开的于不同印染污泥取代比例所形成抗压力稳定值；

图5为本发明一种实施例公开的于不同印染污泥取代比例与未制成砖的印染污泥其重金属溶出浓度所形成的比对示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

有关本发明的技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的明白。

参阅图1及图2，本发明的一较佳实施例，该一种使用印染污泥为制砖材料的制成方法，其包含有一备料步骤、一初步混拌步骤、一搅拌步骤、一调整步骤、一压制成型步骤及一养护步骤；其中，该备料步骤备具20～40wt％(重量百分比)的印染污泥，5～30wt％(重量百分比)的环保胶结材，5～20wt％(重量百分比)的燃煤飞灰，10～50wt％(重量百分比)的工业副产物的水淬高炉石粉及0～30wt％(重量百分比)的细粒料级配砂，而前述该印染污泥即为印染业的污(废)水经过处理后所产生的污泥，同时在该印染污泥中所含的成分具有难以分解的有机物质＜15％，化学成分则有氧化钙(CaO)20～35％、氧化铁(Fe2O3)2～40％等，故该印染污泥为一种由于制程性质的变动，会使污染浓度与特性大幅度跟着变化、且杂质多的有害废弃物等；另，该环保胶结材料为一种无水泥配方的环保胶材料，且含有水分介于0％～40％之间，其对于富含钙、硅及铝等氧化合物具有催化水化能力，因此适当添加于前述该材料中，不但又利于增加其稳定值，可在制程中的混合后发生水化反应，并产生水化产物、胶结物质使其硬固；又，该燃煤飞灰为燃煤火力发电厂产生的副产物，且该燃煤飞灰中重金属量经分析后属无害的一般废弃物，同时将该燃煤飞灰应用为砖材的粉料之一更有利于砖材强度增强，同时该燃煤飞灰亦具有高吸水的特性，故在该砖材中适当具有该燃煤飞灰的添加，不但可调整水分填充孔隙的作用，更可获致较佳强度；此后，该水淬高炉石粉，其为钢铁制程中所产生的水淬炉渣，其为无机材料具有非结晶性的钙、硅氧化物，更具有卜特岚特性，结合于制砖材料中可为主要供给钙、硅成分，利用潜在的胶结能力，并与前述各原料混合后产生水化反应、水化产物及胶结物质使其硬固，特别的是在本实施例中，该水淬高炉石粉的细度需先研磨至细度为1000cm²/g(比表面积)以上使用，如此添加拌合后可增进该砖材的耐久性与质量；最后，该细粒料级配砂为一具填充材，因此可选用其级配符合CNS486，且粒径介于4.75mm～0.75μm(即no.4mesh～no.200mesh)的砂石添加于该砖材的材料中进行混合；是以，在备料过程中即针对所欲成型的砖材数量先行备妥一定比例的该印染污泥、环保胶结材、燃煤飞灰、水淬炉石粉及细粒料级配砂等，且各自分别用一料槽进行置放。

请配合参阅图3，仍续上述，该初步混拌步骤中，先将该环保胶结材料及水淬高炉石粉依比例倒入一混拌槽(图中以简图表示)中，通过在该混拌槽的运转的搅动过程中，使该环保胶结材料及水淬高炉石粉在初步混拌制程中，在较佳的搅拌时间约5～10分钟内形成质地均匀的浆料，同时在搅拌为浆料的过程中需视察有无化学反应产生，如有即可在搅拌后进行静置处理，以待该化学反应消失后，便可再接续下一步骤的进行；另，该搅拌混合步骤中再陆续将该印染污泥依一定比例加入前一步骤已初步搅拌的该浆料中，进行搅拌混合后再接续将该燃煤飞灰以一定比例加入混拌的该浆料中，来进行充分混合搅拌，同时当该印染污泥、燃煤飞灰加入混拌时，其较佳的搅拌时间约为10～30分钟，以使该等材料的成分中的矿物可于混拌过程中溶出，以使该等材料间产生水化产物后的包封匣限作用下以降低移动性，同时该印染污泥中的重金属物质更可通过与各拌料混合搅拌，而受到完整的包覆，而后再于相互混合搅拌中加入该细粒料级配砂进入进行重新的聚合搅拌，且搅拌行程约为10～20分钟为较佳的作业时间，使其均匀形成具有一定湿度的拌料；至于，在该调整步骤中可另备有一含水率测定仪(图中未示)，即在混合搅拌通过该含水率测定仪来检视测定该拌料中的水分是否具有压砖所需的具有10～30％的含水率，如果有差异，便可于该拌料中适时利用该燃煤飞灰进行湿度的调整，通过该燃煤飞灰的添加以调合该拌料的含水湿度使其符合进行压砖的标准，同时利用该燃煤飞灰调整的添加量以总重量的10％为限，且调整完成后便可将该拌料充填入一压砖制成机的模具中，陆续进行砖体的压制成型(即为该压制成砖步骤)，而后针对将已压制成型的该砖体进行一天的静置，以使在静置的过程中逐渐成型为具有硬固形态的砖材。

接续前述，最后再经由该养护步骤中将已压制成型的该砖体进行后续的养护作业，当然前述所进行的该养护方式，可视所压制成型的砖体需求分为蒸气养护、水槽养护亦或置放于室内阴凉处进行养护行程等，且所压砖成型的砖材可为人行步道砖、人造石、路缘石、景观用砖、围墙砖、空心砖及植草砖等等，在完成后便可应用在所需的工程使用；因此，由上述的制程可得知，该砖材的制程所使用的材料为印染产业的废水经处理后所产生的废弃物、发电厂产生的副产物及工业副产废弃物等，因此在该砖材的制成中并未添加任何水泥，故通过该等废弃产物的大量集中使用，可有效解决针对该印染污泥需另外集中处理，亦或需另备置掩埋地处理的成本与复杂性等问题，并能有效减少环境污染，以使该印染污泥形成一具可资源再利用，且能部分或完全取代一些铺设工程作业所需的材料使用等功效。

请再配合参阅图4所示，针对利用不同该印染污泥所添加的比例不同，其所产生的抗压强度值的变化也不同，由图中趋势可发现将该印染污泥的取代量控制在20～40wt％(重量百分比)间的添加比例，其不但有利提升砖材强度，更具有较佳的抗压效果；当然，利用混合拌料过程中，能使该等材料间在搅拌的过程中产生水化产物的包封匣限作用，如此能大大有效降低该印染污泥中的该等重金属成分的移动性，即如图5所示，其印染污泥中含有重金属如为有铬(Chromium)、铜(Copper)、铅(Lead)及锌(Zinc)等等的溶出为例，且针对使用不同印染污泥所添加的比例不同与未制成砖体的印染污泥本体，其所产生溶出浓度的数值变化也不同，由图中所呈现出在添加该印染污泥的使用量为20～40wt％(重量百分比)间的添比例，其当中的重金属溶出浓度程度皆较未制成砖体的印染污泥本体大大降低，且溶出的浓度数值亦皆符合在法规标准值的规范，因此不会有随处掩埋而对环境生态直接造成影响，有效达到废弃资源回收再利用与大幅提升经济价值，以及降低废弃物掩埋处理的复杂性与处理成本的效益。

由上述的说明可知，本发明确实具有以下所列的优点与功效：

1.本发明主要使用印染污泥、环保胶结材料、燃煤飞灰、水淬高炉石渣及细粒料级配砂等材料，其大部分材料皆为工业生产后的废弃物与副产物，除增加该等材料的资源化再利用外，同时更能降低该等废弃物对环境的影响，以及掩埋场地的复杂性，从而达到废弃资源回收再利用与大幅提升经济价值，同时更能有效减少环境污染与破坏。

2.在压砖制成中，无需进行烧结作业，因此即能免除燃烧能源的耗损，以能有效达到减少环境污染的环保效益。

3.当在进行混拌的过程中，得以利用该等拌料间在混合搅拌时产生水化产物后的包封匣限作用，如此可降低该印染污泥中含有重金属的移动性，同时更在成型为砖体时可有效大大降低该重金属物质的溶出，且无需再经由特殊过程的加工程序，当制砖完成后，仅经一天的静置便予以成型为具有硬固形态的砖材，并经养护后便可进行利用，且使得在使用上更为便利。

归纳前述，本发明使用印染污泥为制砖材料的制成方法，其主要将印染产业废水经处理后的污泥予以收集，并与使用燃煤火力发电后产生的废弃物与钢铁制程中产生的副产物等材料，利用本发明的配比成分与制成步骤，便可成型出低成本的环保砖材，从而能部分或完全取代一些铺设工程作业所需的砖材使用，以达到废弃资源回收再利用与大幅提升经济价值，同时更能有效减少环境污染，故确实能达到本发明的目的。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种使用印染污泥为制砖材料的制成方法，其特征在于：该方法包含有下列所述的步骤：

一备料步骤、一初步混拌步骤、一搅拌混合步骤、一调整步骤、一压制成型步骤及一养护步骤；

其中，在该备料步骤中包括有20～40wt％的印染污泥，5～30wt％的环保胶结材，5～20wt％的燃煤飞灰，10～50wt％的工业副产物的水淬高炉石粉及0～30wt％的细粒料级配砂，而前述该环保胶结材含有水分介于0％～40％之间；

另，该初步混拌步骤中将前一步骤中的胶结材料与水淬高炉石粉进行初步混拌，以混拌形成一质地均匀的浆料；

又，该搅拌混合步骤中将该燃煤飞灰、印染污泥及细粒料级配砂依比例一一加入前一步骤中已混均匀的该浆料中，而形成具有一定湿度的拌料；

此后，该调整步骤中针对前一步骤的该拌料进行湿度的调整，通过该燃煤飞灰的添加以使该拌料中所含的水份具有10～30％的含水率；

而后，该压制成型步骤中将已混合的拌料压制成一砖材型态；

最后，该养护步骤中将前述该压制成型步骤中所得的该砖材予以养护后，即完成该砖材制作。

2.根据权利要求1所述的使用印染污泥为制砖材料的制成方法，其特征在于，其中，该环保胶结材料为一种无水泥配方的材料。

3.根据权利要求1所述的使用印染污泥为制砖材料的制成方法，其特征在于，其中，该水淬高炉石粉的细度为1000cm²/g以上。

4.根据权利要求1所述的使用印染污泥为制砖材料的制成方法，其特征在于，其中，该细粒料级配砂为粒径介于4.75mm～0.75μm的砂石。

Images