申请日2015.01.16
公开(公告)日2015.09.30
IPC分类号C04B33/22; C04B33/132
摘要
本发明公开了一种利用生活污泥制砖的方法，包括生活污泥中加水搅拌使污泥成流态化，再加入除臭剂、改性剂，搅拌至出现沉淀;沉淀采用压滤的方式进行脱水处理至含水量为50~60%，取脱水污泥30~50重量份，页岩50~70重量份，混合后粉碎至粒径3~5mm，搅拌均匀得混合泥;混合泥加入未被改性的污泥与水混合物至可塑形为止，使其最终含水量为25~35%，制成砖坯，干燥后送入隧道窑，点燃至砖坯自燃，窑内温度保持在1000~1150℃范围内，制成成品砖。本发明的方法实现了废物回收利用，生产过程节能环保，产品砖各项检测指标符合国家标准。
权利要求书
1.一种利用生活 污泥制砖的方法，其特征在于，步骤为：
(1)生活污泥中加水搅拌使污泥成流态化，生活污泥与水的混合比例为7:3，再加入除臭剂除臭，加入改性剂聚丙烯酰胺改性，聚丙烯酰胺加入量为每1千克流态化的污泥加入42mg，搅拌至出现沉淀;
(2)沉淀采用压滤的方式进行脱水处理至含水量为50~60%，上层未被改性的污泥与水混合物备用;
(3)取脱水处理后的污泥30重量份，页岩60重量份，还加入废硅泥10重量份，混合后粉碎至粒径3mm，搅拌均匀得混合泥;
(4)混合泥加入步骤(2)未被改性的污泥与水混合物至可塑形为止，混合泥用量占70~80%，未被改性的污泥与水混合物用量占20~30%，使其最终含水量为30%，获得制砖原料;
(5)制砖原料制成砖坯，砖坯干燥后送入隧道窑，点燃至砖坯自燃，窑内温度保持在1150℃范围内，制成成品砖。
2.权利要求1所述的利用生活污泥制砖的方法制备的污泥砖。
说明书
一种利用生活污泥制砖的方法
技术领域
本发明涉及一种利用生活污泥进行制砖的方法。
背景技术
生活污泥是城市生活污水处理过程的终产物，现行的污水处理技术通过微生物的代谢作用及物理化学方法，将污水中的污染物大量转移到污泥中，以达到净化水质的目的。水处理的实质是部分污染物的相转移，在水质得到净化的同时，大量可溶性污染物变成不可溶固体，作为污泥被分离出来，一般富含有机物、病菌等，可以说污泥是被浓缩了的污染物。
生活污泥在水处理工厂里被取出后，一般进行焚烧、填埋或者堆积起来，其它无办法处理这种生活污泥。采用填埋方法不但占用大量土地，而且会使污染物最终浸入地下，对土壤、地下水等造成二次污染，对于环境不利;虽然焚烧可以达到无害化和资源化，但现在国内整体技术水平低，也会形成大量烟雾，污染环境。
生活污泥成分复杂，是由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量水分外，还含有难降解的有机物、重金属和盐类及少量的病原微生物和寄生虫卵等。
现在城市建设加快，建材需求量增加，尤其是运用非常广泛的建筑用砖，目前砖都是采用页岩烧制的，需要使用大量的页岩作为制作建材和的原材料。
在制砖过程中，一般采用的一定比例的页岩，加入一定的煤(或以煤矸石替代，煤矸石热质低，成本低)，形成煤、岩混合物，制成砖坯后，放于砖窑内，点燃，可以形成砖坯高温自燃，成砖。页岩、粘土等制砖材料在传统制砖方法中消耗量大，造成资源的过渡开采，不利于可持续发展。
发明内容
为了解决现有技术中污水厂处理生活污水产生的污泥无法有效利用而二次污染环境的问题，本发明提供了一种利用生活污泥制砖的方法。
该利用生活污泥制砖的方法，步骤为：
(1)生活污泥中加水搅拌使污泥成流态化，再加入除臭剂除臭，加入改性剂聚丙烯酰胺改性，聚丙烯酰胺加入量为每1千克流态化的污泥加入40~45mg，搅拌至出现沉淀;
(2)沉淀采用压滤的方式进行脱水处理至含水量为50~60%，上层未被改性的污泥与水混合物备用;
(3)取脱水处理后的污泥30~50重量份，页岩50~70重量份，混合后粉碎至粒径3~5mm，搅拌均匀得混合泥;
(4)混合泥加入步骤(2)未被改性的污泥与水混合物至可塑形为止，使其最终含水量为25%~35%，获得制砖原料;
(5)制砖原料制成砖坯，砖坯干燥后送入隧道窑，点燃至砖坯自燃，窑内温度保持在1000~1150℃范围内，制成成品砖。
污水厂处理生活污水所得污泥中有机物含量较高，同时污水中含有大量微生物，不断对污水中的有机物进行发酵而产生恶臭，在制砖过程中，需要加入除臭剂进行除臭处理，本发明的制砖方法对于除臭剂的品种和用量没有特殊要求，只要能够达到除臭目的即可。在进行操作前，需要先加水将污泥搅拌至流态化，便于后续的除臭及改性处理。
改性是本发明制砖方法中的关键步骤，综合考虑制备效率和低成本等多方面因素，选择每1千克流态化的污泥加入40~45mg聚丙烯酰胺进行改性。聚丙烯酰胺带有阳性基团，能够吸附分散于溶液中的悬浮粒子，使离子之间产生交联作用，有极强的改性作用，在小剂量施用情况下就可快速实现改性形成沉淀。另外，其投入量需要控制在40~45mg/kg流化态污泥这一范围，超出或不足，都会导致污泥改性效果变差。改性后的沉淀采用压滤的方式进行脱水处理即可，不需要真空或加压环境，有效降低生产成本，脱出的水又重新用于下次调理生活污泥成流化态，循环利用。
由于生活污泥成分复杂，且不太稳定，因此经过改性后，还会有一部分不能被絮凝成沉淀，水与泥无法分离，成为浆糊状，这部分未改性的污泥与水混合物在后面用于调整混合泥含水量，使整个生产过程实现资源利用最大化。
污泥中富含可燃性的有机物，且含量大致稳定在一个范围内，本发明利用其自身可燃性，在制砖时无需添加其他内燃料，能够大大节约热能，但污泥加入量的多寡需要进行严格控制，加入过多会引起砖的过烧，而过低则不能达到自燃要求，脱水后污泥含水量控制在50~60%范围内，与页岩混合时其加入量应严格控制在30~50%，这一用量比例范围能够保证在烧结过程中砖坯体积收缩率在可接受范围，不会造成收缩率过大而导致烧结过程中砖坯产生变形以及裂纹等问题，另外，脱水后的污泥用量在30~50%比例范围内无需再加入粉煤灰等其它成分，即可制备出符合要求的成品砖。同时，砖坯原料颗粒大小也关系到坯体的干燥质量和烧成质量，本发明中将污泥与页岩混合物粉碎至粒径3~5mm，能够保证成型后砖坯各处密实度均匀，收缩率基本一样，干燥烧成后各部位变化情况相当，不易产生裂纹。
作为优选方案，上述利用生活污泥制砖的方法中，步骤(1)中生活污泥与水的混合比例为7:3，此时流化态的污泥稠度适中，除臭和改性都最为省力。
作为优选方案，上述利用生活污泥制砖的方法中，步骤(4)混合泥用量占70~80%，未被改性的污泥与水混合物用量占20~30%。
作为优选方案，上述利用生活污泥制砖的方法中，步骤(4)最终含水量为30%，制砖原料塑性最佳，也使砖坯烧结性能最优，最大程度减少砖体变形及裂纹的产生。
作为优选方案，步骤(3)还加入5~10重量份的废硅泥。太阳能电池和半导体晶圆制备过程中，会将硅锭切片，切片过程中使用的是包含碳化硅的研磨浆，在生产中会产生包含硅、碳化硅和其他氧化物的研磨性废硅泥，这些废弃物通常无法进行有效的处理回收利用。而经过研究发现，在脱水污泥和页岩的混合物中加入少许废硅泥，能够显著提高成品砖的抗压强度，为废硅泥的回收利用提供了一条新途径。
上述利用生活污泥制砖的方法制备的污泥砖也在本发明的保护范围之内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明仅以污水厂处理的生活污水产生的污泥和页岩为原料制备成品砖，实现了废物回收利用，污泥在制砖过程中，可以为烧结砖提供内燃，降低能源损耗，1000~1150℃的高温将污泥中所有细菌、有机污染物包括二恶英等都进行了分解，不会排放有害物质。污泥中的有机组分在砖的焙烧过程中氧化燃烧，一方面节省了燃料，另一方面也消耗了污泥，留下大量气孔，使砖孔隙率升高，提高了砖的隔热保温性能。