CN111995306A - 一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒及制备方法 - Google Patents
一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒及制备方法，按照重量份数计，包括河道污泥50‑70份；固体废弃物垃圾粉料20‑40份；水泥10‑20份；成孔剂1‑5份；激发剂7‑12份。制备时，先按照比例称重，而后将固体废弃物垃圾粉料和水泥混合充分，然后将所述成孔剂和激发剂投入，充分搅拌，得到混合料；之后将河道污泥加入并充分搅拌；最后经过练泥机练泥后放图成球造粒机制得陶粒。本技术由于将河道污泥和固体废弃物垃圾粉料作为陶粒的原料，实现对河道污泥和垃圾的回收利用，降低陶粒的成本，同时达到环保功能，起到保护环境的效果。
Description
技术领域
本发明涉及陶粒制备技术领域，尤其是一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒及制备方法。
背景技术
为了保护坏境和提高资源利用率，20世纪50年代，我国开始了对轻骨料混凝土的研究，并在90年代进入了陶粒轻骨料混凝土的新时代。工业废弃物中的粉煤灰陶粒、粘土陶粒和膨胀矿渣珠都具有降低成本和提高资源利用率的作用。将这些轻质骨料掺入透水混凝土中，可减少透水混凝土的重量和成本，对原料使用和生态平衡的维护有很大影响。随着技术的发展，陶粒除了再建筑领域得到广泛应用之外，在环保领域也应用越来越广泛，例如作为水净化材料等。
随着科技的进步，陶粒的原材料也越来越广，尤其是应用很多废弃的材料作为原料，这样既能够降低陶粒的成本，而且能够保证生态环保。
城市河道往往被污染比较严重，且在河底积聚很多污泥，随着对河流的大规模整治，河道污泥无法得到很好的回收利用，导致环境的污染。同时随着城市人口越来越密集，经济越来越发达，随之产生的垃圾也越来越多，这些垃圾往往通过焚烧发电或填埋来解决，尽管一定程度上解决了垃圾的处理难题，但是也产生一些新的问题，例如空气污染、水污染以及占用大量城市土地等问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒及制备方法，目的在于将河道污泥和再生垃圾作为原材料制备陶粒，降低陶粒的制备成本，且满足河道污泥和垃圾的有效处理，满足生态环保的需求。
为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案之一为：
一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，按照重量份数计，含量如下：
河道污泥50-70份；固体废弃物垃圾粉料20-40份；水泥10-20份；成孔剂1-5份；激发剂7-12份。
进一步的，所述河道污泥为经过筛分过滤后，含水量介于50％-80％之间的污泥。
进一步的，所述所述固体废弃物垃圾粉料为粒径介于1-2mm的颗粒物。
进一步的，所述成孔剂和激发剂的比例为1：5。
进一步的，还包括0.5-1份的纳米添加剂Al2O3。
进一步的，所述激发剂包括比例为1：1的生石灰和石膏。
另一方面，本发明的技术方案还提出一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒的制备方法，包括如下步骤：
A：按照重量分数比，称量50-70份河道污泥、20-40份固体废弃物垃圾粉料、10-20份水泥、1-5份成孔剂、7-12份激发剂；
B：将固体废弃物垃圾粉料和水泥投入第一搅拌机内，并混合充分，然后将所述成孔剂和激发剂投入第一搅拌机内，充分搅拌，得到混合料；
C、将河道污泥投入至第一搅拌机内，充分搅拌；
D、将步骤C得到的混合料投入练泥机内练泥1分钟；
E、将步骤D练泥后的混合物投入成球造粒机，获得4-10mm的陶粒；
F、将陶粒放入蒸养装置内蒸养8-10小时得到免烧陶粒。
进一步的，所述河道污泥为经过筛分过滤后，含水量介于50％-80％之间的污泥所述河道污泥，具体采用如下方法制得：
将河道污泥从河道中挖出并投入至污泥过滤设备，并喷入大量水，将污泥中的大颗粒物质过滤；
将经过过滤后的河道污泥和水的混合物导入静置池内并添加添加剂，然后搅拌均匀，静置7天；
将上部的水抽走并曝晒至含水量介于50％-80％之间的河道污泥。
进一步的，所述所述固体废弃物垃圾粉料为粒径介于1-2mm的颗粒物；具体制备方法如下：
将固体废弃物垃圾投入垃圾旋转分选机内进行分选，得到含有泥沙和建筑垃圾颗粒的细骨料以及大尺寸垃圾；
将大尺寸垃圾投入破碎机中进行破碎，然后通过分选机将建筑垃圾分选出来，得到建筑垃圾粗骨料；
将所述细骨料和粗骨料投入另一个破碎机后经过通过筛网得到粒径为1-2mm的所述颗粒物混合物。
进一步的，还包括0.5-1份的纳米添加剂Al2O3；在成孔剂和激发剂投入搅拌均匀后再将该纳米添加剂Al2O3加入并搅拌均匀。
本发明的有益效果是：
本发明的技术方案提出了一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，按照重量份数计，包括河道污泥50-70份；固体废弃物垃圾粉料20-40份；水泥10-20份；成孔剂1-5份；激发剂7-12份。制备时，先按照比例称重，而后将固体废弃物垃圾粉料和水泥混合充分，然后将所述成孔剂和激发剂投入，充分搅拌，得到混合料；之后将河道污泥加入并充分搅拌；最后经过练泥机练泥后放图成球造粒机制得陶粒。本技术由于将河道污泥和固体废弃物垃圾粉料作为陶粒的原料，实现对河道污泥和垃圾的回收利用，降低陶粒的成本，同时达到环保功能，起到保护环境的效果。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动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。
本发明的技术方案提出了一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒以及一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒的制备方法；其中，按照重量份数计，基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒包括河道污泥50-70份；固体废弃物垃圾粉料20-40份；水泥10-20份；成孔剂1-5份；激发剂7-12份。本技术由于将河道污泥和固体废弃物垃圾粉料混合作为陶粒的原材料之一，能够降低材料成本，而且很重要的是能够吸纳河道污泥和固体废弃物垃圾，减少这些物质对生态环境造成的影响，降低传统河道污泥和固体废弃物的处理难度和处理成本。
具体制备的时候，先按照重量分数比，称量50-70份河道污泥、20-40份固体废弃物垃圾粉料、10-20份水泥、1-5份成孔剂、7-12份激发剂；然后将固体废弃物垃圾粉料和水泥投入第一搅拌机内，并混合充分，并将所述成孔剂和激发剂投入第一搅拌机内，充分搅拌，得到混合料；之后将河道污泥投入至第一搅拌机内，充分搅拌；进而得到的混合料投入练泥机内练泥1分钟；最后将练泥后的混合物投入成球造粒机，获得4-10mm的陶粒并放入蒸养装置内蒸养8-10小时得到免烧陶粒。
总的来说，本技术一方面降低了陶粒制备成本，另一方面能够接收吸纳部分河道污泥和固体废弃物，起到生态环保的工作，降低河道污泥和固体废弃物处理过程对环境造成的损害，达到节能、低碳环保等作用。
其中，所述河道污泥为经过筛分过滤后，含水量介于50％-80％之间的污泥。应当理解，由于河道污泥中存在大量非污泥垃圾，例如塑料、石块、废弃金属等，因此需要对这些河道污泥进行分拣。具体河道污泥分拣具体采用如下方法制得：将河道污泥从河道中挖出并投入至污泥过滤设备，并喷入大量水，将污泥中的大颗粒物质过滤；将经过过滤后的河道污泥和水的混合物导入静置池内并添加添加剂，然后搅拌均匀，静置7天；将上部的水抽走并曝晒至含水量介于50％-80％之间的河道污泥。河道污泥与大量的水混合后，能够将河道污泥包裹的大颗粒物分离，例如垃圾分离，例如塑料、泡沫、金属、石块等都会被清理出来，并且经过污泥过滤设备后，河道污泥和水的混合物将会流出来，而塑料、泡沫、金属、石块等垃圾将会被阻隔分拣出来；以此实现对河道污泥的过滤。由于河道污泥存在由微生物、细菌以及重金属等物质，因此，在本技术方案中投入添加剂实现净化，例如投入微生物菌剂对污泥中的微生物进行净化；通过生物净化法和萃取方式实现对河道污泥中的重金属进行净化，例如放入蚯蚓对河道污泥进行净化，然后通过加入无机盐或无机酸进行净化，例如盐酸、磷酸、硝酸钠、硝酸铵等添加剂。其中，该河道污泥的微生物和重金属的具体净化方法采用现有的技术进行净化，此处不进行赘述，但不能因此认为本技术方案公开不充分。经过净化后的河道污泥和水的混合物在静置之后，河道污泥沉入水底，此时可通过水泵将水抽出，最后经过曝晒或加热等方式，使得河道污泥的含水量介于50％-80％之间即可。
其中，所述固体废弃物垃圾粉料为粒径介于1-2mm的颗粒物；具体制备方法为：将固体废弃物垃圾投入垃圾旋转分选机内进行分选，得到含有泥沙和建筑垃圾颗粒的细骨料以及大尺寸垃圾；将大尺寸垃圾投入破碎机中进行破碎，然后通过分选机将建筑垃圾分选出来，得到建筑垃圾粗骨料；将所述细骨料和粗骨料投入另一个破碎机后经过通过筛网得到粒径为1-2mm的所述颗粒物。即本技术方案能够通过回收固体废弃物中的泥沙和建筑垃圾作为陶粒的原始材料之一，在生产陶粒的过程便实现固体废弃物的再生垃圾的回收和利用，降低城市垃圾处理的压力，达到环保的效果。固体废弃物中的垃圾包罗万象，由泥沙、建筑垃圾、生活垃圾和工业垃圾等。本方案主要是通过回收固体废弃物中的泥沙和建筑垃圾，以此作为陶粒原料。
获得4-10mm的陶粒并放入蒸养装置内蒸养8-10小时得到免烧陶粒。具体，在70-80℃的蒸养装置内养护一天，然后取出后在20-25℃、湿度大于90％的室内静置养护一个礼拜。
为了能够提高陶粒的表面积，本技术方案添加了1-5份成孔剂和7-12份激发剂。很具体的，当所述成孔剂和激发剂的比例为1：5的时候，具有足够的表面积。其中，优选的所述激发剂包括比例为1：1的生石灰和石膏。
另外，为了能够对陶粒进行净化以及增加陶粒的功能，本技术方案还包括0.5-1份的纳米添加剂Al2O3。通过该纳米添加剂Al2O3达到杀菌消毒的作用，同时在陶粒的使用过程，由于纳米添加剂Al2O3的作用，达到杀菌消毒的功效。具体制备的时候，在成孔剂和激发剂投入搅拌均匀后再将该纳米添加剂Al2O3加入并搅拌均匀。
其中，水泥可采用市面上普通标号的水泥；所述成孔剂可以采用PEG。
以下为具体实施例，采用的制备方法如上所述，不再详细述说。
表1：各个实施例的组分；
表2：各个实施例的指标参数；
| 堆积密度(kg/m<sup>3</sup>) | 筒压强度(Mpa) | 孔隙率(％) | 比表面积(m<sup>2</sup>/g) | |
| 实施例1 | 731 | 5.1 | 70 | 10.32 |
| 实施例2 | 724 | 5.4 | 67 | 10.25 |
| 实施例3 | 702 | 4.9 | 63 | 9.86 |
| 实施例4 | 730 | 5.2 | 72 | 12.53 |
| 实施例5 | 726 | 5.6 | 68 | 11.74 |
| 实施例6 | 703 | 5.0 | 65 | 11.21 |
| 对比例1 | 723 | 3.9 | 62 | 4.52 |
| 对比例2 | 714 | 4.2 | 61 | 4.23 |
| 对比例3 | 698 | 3.8 | 57 | 3.92 |
由上述测试可得，本技术方案通过河道污泥和固体废弃物的组合使用作为免烧陶粒的原料，有利于提高筒压强度，并满足生态环保，降低污染的功能；另外，添加激发剂和成孔剂有利于提高孔隙率，而且通过限定激发剂和成孔剂以及生石灰和石膏的比例，明显提高比表面积。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，按照重量份数计，含量如下：
河道污泥50-70份；
固体废弃物垃圾粉料20-40份；
水泥10-20份；
成孔剂1-5份；
激发剂7-12份。
2.如权利要求1所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，其特征在于：
所述河道污泥为经过筛分过滤后，含水量介于50％-80％之间的污泥。
3.如权利要求1所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，其特征在于：
所述所述固体废弃物垃圾粉料为粒径介于1-2mm的颗粒物。
4.如权利要求1所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，其特征在于：
所述成孔剂和激发剂的比例为1：5。
5.如权利要求1所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，其特征在于：
还包括0.5-1份的纳米添加剂Al2O3。
6.如权利要求1所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒，其特征在于：
所述激发剂包括比例为1：1的生石灰和石膏。
7.一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒的制备方法，包括如下步骤：
A：按照重量分数比，称量50-70份河道污泥、20-40份固体废弃物垃圾粉料、10-20份水泥、1-5份成孔剂、7-12份激发剂；
B：将固体废弃物垃圾粉料和水泥投入第一搅拌机内，并混合充分，然后将所述成孔剂和激发剂投入第一搅拌机内，充分搅拌，得到混合料；
C、将河道污泥投入至第一搅拌机内，充分搅拌；
D、将步骤C得到的混合料投入练泥机内练泥1分钟；
E、将步骤D练泥后的混合物投入成球造粒机，获得4-10mm的陶粒；
F、将陶粒放入蒸养装置内蒸养8-10小时得到免烧陶粒。
8.如权利要求7所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒的制备方法，其特征在于：
所述河道污泥为经过筛分过滤后，含水量介于50％-80％之间的污泥所述河道污泥，具体采用如下方法制得：
将河道污泥从河道中挖出并投入至污泥过滤设备，并喷入大量水，将污泥中的大颗粒物质过滤；
将经过过滤后的河道污泥和水的混合物导入静置池内并添加添加剂，然后搅拌均匀，静置7天；
将上部的水抽走并曝晒至含水量介于50％-80％之间的河道污泥。
9.如权利要求7所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒的制备方法，其特征在于：
所述所述固体废弃物垃圾粉料为粒径介于1-2mm的颗粒物；具体制备方法如下：
将固体废弃物垃圾投入垃圾旋转分选机内进行分选，得到含有泥沙和建筑垃圾颗粒的细骨料以及大尺寸垃圾；
将大尺寸垃圾投入破碎机中进行破碎，然后通过分选机将建筑垃圾分选出来，得到建筑垃圾粗骨料；
将所述细骨料和粗骨料投入另一个破碎机后经过通过筛网得到粒径为1-2mm的所述颗粒物混合物。
10.如权利要求7所述的一种基于城市河道污泥和再生垃圾的免烧陶粒的制备方法，其特征在于：
还包括0.5-1份的纳米添加剂Al2O3；在成孔剂和激发剂投入搅拌均匀后再将该纳米添加剂Al2O3加入并搅拌均匀。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201127 |