市政污泥制造免烧砖
申请日2017.01.18
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C04B28/04; C04B18/04
摘要
本发明涉及一种专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，该免烧砖的制备材料由100重量份的初级混合料、5‑10重量份的水泥以及0.01‑0.1重量份的土体稳定剂组成，所述初级混合料由100重量份的市政湿污泥、15‑20重量份的生石灰、以及固体废弃物组成，所述土体稳定剂由100重量份的水，1‑15重量份的表面活性剂，0.1‑10重量份的硼酸或硼酸盐组成，所述固体废弃物的用量为市政湿污泥和生石灰混合后的总体积的7‑13倍。制备的免烧砖具有很好的抗压强度和耐水性。
权利要求书
1.一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，其特征在于，所述免烧砖的制备材料由100重量份的初级混合料、5-10重量份的水泥以及0.01-0.1重量份的土体稳定剂组成，所述初级混合料由100重量份的市政湿污泥、15-20重量份的生石灰、以及固体废弃物组成，所述土体稳定剂由100重量份的水，1-15重量份的表面活性剂，0.1-10重量份的硼酸或硼酸盐组成，所述固体废弃物的用量为市政湿污泥和生石灰混合后的总体积的7-13倍。
2.根据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，其特征在于，所述市政湿污泥的含水率为70-85%。
3.据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，其特征在于，所述水泥为425#普通硅酸盐水泥。
4.据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，其特征在于，所述土体稳定剂的pH值被调整至8-10。
5.据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，其特征在于，所述固体废弃物为金属尾矿、工业废渣、建筑垃圾中的一种或多种。
6.据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，其特征在于，所述表面活性剂为丁基奈磺酸盐。
7.据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，其特征在于，所述免烧砖的制备材料还包括0.01-0.8重量份的端羟基硅氧烷和0.001-0.005重量份的固化剂，所述固化剂为α-氨基硅烷偶联剂。
8.一种免烧砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在第一混料仓中加入100重量份的市政湿污泥、15-20重量份的生石灰，混合得到污泥混合料;
在第一混料仓中加入污泥混合料体积7-13倍的固体废弃物，混合得到初级混合料;
将所述初级混合料堆放5-30天;
将100重量份堆放后的初级混合料、5-10重量份的水泥在第二混料仓中混合3-15分钟后，再加入0.01-0.1重量份的土体稳定剂混合3-15分钟，得到免烧砖混合料;
将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。
说明书
专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖
技术领域
本发明涉及环保领域，具体地，涉及采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖。
背景技术
市政污泥是指城市污水处理厂经浓缩脱水后排出的泥块或泥饼，一般含水率在80% 左右，且含有丰富的有机物及 N、P、K 等营养元素，还含有重金属及病原菌等有害物质，如果处置不当，不仅容易造成环境污染，也会对资源造成浪费。随着我国经济和城市化的快速发展，市政污水的产生及其数量急剧增加。
随着城市化的进一步加剧，我国的市政污泥越来越多，急需一种新的工艺与技术，使得市政污泥得到资源化处置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种采用专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的免烧砖，所述免烧砖的制备材料由100重量份的初级混合料、5-10重量份的水泥以及0.01-0.1重量份的土体稳定剂组成，所述初级混合料由100重量份的市政湿污泥、15-20重量份的生石灰、以及固体废弃物组成，所述土体稳定剂由100重量份的水，1-15重量份的表面活性剂，0.1-10重量份的硼酸或硼酸盐组成，所述固体废弃物的用量为市政湿污泥和生石灰混合后的总体积的7-13倍。
所述市政湿污泥的含水率为70-85%。
所述水泥为425#普通硅酸盐水泥。
所述土体稳定剂的pH值被调整至8-10。
所述固体废弃物为金属尾矿、工业废渣、建筑垃圾中的一种或多种。
所述表面活性剂为丁基奈磺酸盐。
本发明的表面活性剂能够吸附于大颗粒的表面，改变颗粒表面的亲水性，使得颗粒具有屏蔽水的作用，降低颗粒的吸水性，制备得到的免烧砖具有很好的抗渗透性，进而具有很好的抗压强度。本发明采用了少量的水泥，加入了硼酸或硼酸盐，大大提高了免烧砖的抗压强度，采用了本发明的土体稳定剂，可以大量地减少水泥的使用量而不降低成型免烧砖的抗压强度。
所述免烧砖的制备材料还包括0.01-0.8重量份的端羟基硅氧烷和0.001-0.005重量份的固化剂。所述固化剂为α-氨基硅烷偶联剂，端羟基硅氧烷、固化剂与土体稳定剂同时加入至第二混料仓。采用本发明的方案制备得到的免烧砖基本没有臭味，由于污泥含有大量的有机物，且含氧比例高，这种类型的有机物极易发送腐败并释放臭味。本发明采用了可固化的端羟基硅氧烷可以避免污泥有机物发生氨基羰基反应。
一种免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
在第一混料仓中加入100重量份的市政湿污泥、15-20重量份的生石灰，混合得到污泥混合料;
在第一混料仓中加入污泥混合料体积7-13倍的固体废弃物，混合得到初级混合料;
将所述初级混合料堆放5-30天;
将100重量份堆放后的初级混合料、5-10重量份的水泥在第二混料仓中混合3-15分钟后，再加入0.01-0.1重量份的土体稳定剂混合3-15分钟，得到免烧砖混合料;
将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。
由于市政污泥中含有大量的有害细菌、重金属，无法作为农业肥料来源使用。本发明直接采用市政湿污泥制作免烧砖，省去了湿污泥浓缩、脱水工艺，不采用高温烧结制砖工艺，成本大大降低。制作得到的免烧砖满足国家标准要求，力学性能优秀。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本发明的免烧砖的成型方法可以采用其他现有技术常用的那些方法进行成型。市政污泥的粉碎后的粒径为0.1-2mm，当市政污泥级配粉料粒径大于2mm不利于获得更好抗压强度的。采用两阶段混合的方法能够提高免烧砖的力学强度。与一起混合相比，可以提高免烧砖10%-25%左右的抗压强度。
在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是例示的而非限制性的。如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
下面参照几个例子详细描述本发明。
实施例1
在第一混料仓中加入100重量份的市政湿污泥、18重量份的生石灰，混合得到污泥混合料;市政湿污泥的含水量为70%，为上海某污水处理厂的二沉池污泥。
在第一混料仓中加入污泥混合料体积9倍的固体废弃物，混合得到初级混合料;
将所述初级混合料堆放21天;
将100重量份堆放后的初级混合料、6重量份的水泥在第二混料仓中混合10分钟后，再加入0.018重量份的土体稳定剂混合10分钟，得到免烧砖混合料;
将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。
免烧砖成品(240×115×90)根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。
实施例2
在第一混料仓中加入100重量份的市政湿污泥、18重量份的生石灰，混合得到污泥混合料;市政湿污泥的含水量为80%，为徐州某污水处理厂的二沉池污泥。
在第一混料仓中加入污泥混合料体积9倍的固体废弃物，混合得到初级混合料;
将所述初级混合料堆放21天;
将100重量份堆放后的初级混合料、6重量份的水泥在第二混料仓中混合10分钟后，再加入0.018重量份的土体稳定剂混合10分钟，得到免烧砖混合料;
将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。
免烧砖成品(240×115×90)根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。
实施例3
在第一混料仓中加入100重量份的市政湿污泥、18重量份的生石灰，混合得到污泥混合料;市政湿污泥的含水量为80%，为杭州某污水处理厂的生污泥。
在第一混料仓中加入污泥混合料体积9倍的固体废弃物，混合得到初级混合料;
将所述初级混合料堆放21天;
将100重量份堆放后的初级混合料、6重量份的水泥在第二混料仓中混合10分钟后，再加入0.018重量份的土体稳定剂混合10分钟，得到免烧砖混合料;
将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。
免烧砖成品(240×115×90)根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。
实施例4
在第一混料仓中加入100重量份的市政湿污泥、18重量份的生石灰，混合得到污泥混合料;市政湿污泥的含水量为80%，义乌某污水处理厂的初沉池的污泥。
在第一混料仓中加入污泥混合料体积9倍的固体废弃物，混合得到初级混合料;
将所述初级混合料堆放21天;
将100重量份堆放后的初级混合料、6重量份的水泥在第二混料仓中混合10分钟后，再加入0.018重量份的土体稳定剂混合10分钟，得到免烧砖混合料;
将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。
免烧砖成品(240×115×90)根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。
实施例5-8
分别与实施例1-4相同，不同的地方是在第二混料仓与土体稳定剂一并加入了0.3重量份的端羟基硅氧烷和0.003重量份的苯胺甲基三甲氧基硅烷，第二混料仓的搅拌时间为30分钟。免烧砖成品(240×115×90)根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。
对比例1，与实施例5相同，将0.3重量份的端羟基硅氧烷和0.003重量份的苯胺甲基三甲氧基硅烷替换为甲基硅油。
可以看出，本发明采用专用土体稳定剂资源化处置市政污泥制备得到的免烧砖具有很好的抗压强度和耐水性,而不采用本发明的土体稳定剂，制备得到的免烧砖平均抗压强度为9.34，软化系数为0.53。此外加入了端羟基硅氧烷后，制作而成的免烧砖出模具后基本没有臭味，而实施例1-4和对比例4制备的免烧砖出模具后均相同的具有明显的臭味。通过对比例也可以看出，端羟基硅氧烷可以避免污泥有机物发生氨基羰基反应。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。