申请日2014.11.24
公开(公告)日2016.05.25
IPC分类号C04B38/00; C04B28/26
摘要
本发明公开了一种化工剩余污泥制备免烧生态砖的方法及制备的产品。该方法是将剩余污泥焚烧灰渣、偏高岭土按一定比例混合，搅拌均匀得混合料，加入氢氧化钠、硅酸钠和水，于搅拌机中搅拌，充分混合，制得浆体;将混合浆体挤压注入一定规格的长方体试件中，并送至干燥箱养护;试体取出脱模，于20～80℃继续养护7d，制得剩余污泥基免烧生态砖。该种生态砖轻质多孔、强度较大，便于施工控制。有望用于化工园区内河道、景观河生态护坡以及园区里的生态铺路砖等。
权利要求书
1.一种剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于包含如下步骤：剩余污泥基免烧生态砖的制备：①将剩余污泥焚烧灰渣、偏高岭土粉碎后按一定比例混合，搅拌均匀得混合料;②加入氢氧化钠、硅酸钠和水，于搅拌机中搅拌，充分混合，制得浆体;③将混合浆体挤压注入试件中，并送至干燥箱养护;④将试体取出脱模，于20～80℃继续养护7d，制得剩余污泥基免烧生态砖。
2.根据权利要求1所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于所述的剩余污泥焚烧灰渣通过以下方法制备：剩余污泥经脱水，干燥得干化污泥;干化污泥焚烧处置后，粉碎、过筛，得到剩余污泥焚烧灰渣。
3.根据权利要求2所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于所述的污泥选自化工行业污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥、其他行业或集中生活污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥;优选化工行业污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥。
4.根据权利要求3所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于干燥化工剩余污泥温度为105～120℃，干燥时间6～8h;干化污泥焚烧温度为1100～1200℃，焚烧时间为1～2h;过筛孔径在100～200目之间。
5.根据权利要求1所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于所述的偏高岭土通过以下方法制备：将高岭土于600～900℃下保温，煅烧1.5～3h，冷却，制得偏高岭土。
6.根据权利要求1所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于污泥焚烧灰渣与偏高岭土粉碎后过100目筛。
7.根据权利要求6所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于步骤①中粉碎过筛后的污泥焚烧灰渣与偏高岭土按55～65：35～45的质量比混合。
8.根据权利要求1所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于步骤②中氢氧化钠、硅酸钠、水占步骤①中偏高岭土的质量分数分别为10～30%、10～30%、20～30%。
9.根据权利要求1所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法，其特征在于步骤③中干燥箱中养护的温度为20～80℃，养护时间为22～24h。
10.按照权利要求1～9中任一项所述的方法制备的免烧生态砖。
说明书
一种化工剩余污泥制备免烧生态砖的方法及制备的产品
技术领域
本发明属于一种工业废弃物资源化处置领域，涉及一种化工剩余污泥制备免烧生态砖的方法及制备的产品。
背景技术
化工剩余污泥是污水处理厂在化工废水处理过程中产生的固体废弃物。化工剩余污泥含水率高，成分复杂，含多种有机毒物、重金属和病原微生物等。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，化工剩余污泥必须经过妥善处理，特别是污泥中的重金属要经稳定处理后才能排放。目前我国有数百家化工园，数十万家化工企业，每天要产生数量巨大的化工剩余污泥。化工园数量巨大的污泥如何处理、去往何处，是一个必须重视的问题。因此将化工剩余污泥有效地、高效地减量，同时无害化，进而资源化是目前处理化工剩余污泥的主要研究方向。
化工剩余污泥通过高温焙烧，可以稳定大部分的重金属元素，使用化工剩余污泥焚烧灰渣制备生态砖，在处理化工剩余污泥的同时，可以有效避免所制备的砖块重金属污染的问题
碱基地聚物基体通常采用粉煤灰或偏高岭土为主要制备原料，在氢氧化钠和硅酸钠的激发下形成具备一定强度的地聚物基体。碱基地聚物的聚合程度高，抗压强度高，且地聚物结构与沸石结构类似，具有较好的吸附性，可以对包括重金属在内的污染物起到一定的处理效果。碱基地聚物基免烧生态砖具有轻质多孔、强度较大、重金属固化程度高、生产成本低等特点，因此在国内将具有广泛的市场前景。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种化工剩余污泥制备免烧生态砖的工艺。
本发明的另一目的是提供该方法制备的免烧生态砖。
本发明的目的可通过如下技术方案实现：
一种剩余污泥制备免烧生态砖的方法，包含如下步骤：剩余污泥基免烧生态砖的制备：①将剩余污泥焚烧灰渣、偏高岭土粉碎后按一定比例混合，搅拌均匀得混合料;②加入氢氧化钠、硅酸钠和水，于搅拌机中搅拌，充分混合，制得浆体;③将混合浆体挤压注入试件中，并送至干燥箱养护;④将试体取出脱模，于20～80℃继续养护7d，制得剩余污泥基免烧生态砖。
所述的剩余污泥焚烧灰渣优选通过以下方法制备：剩余污泥经脱水，干燥得干化污泥;干化污泥焚烧处置后，粉碎、过筛，得到剩余污泥焚烧灰渣;
所述的污泥优选化工行业污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥、其他行业或集中生活污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥;进一步优选化工行业污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥。
制备剩余污泥焚烧灰渣时干燥化工剩余污泥温度优选105～120℃，干燥时间优选6～8h;干化污泥焚烧温度优选1100～1200℃，焚烧时间优选1～2h;过筛孔径优选在100～200目之间。
所述的偏高岭土优选通过以下方法制备：将高岭土于600～900℃下保温，煅烧1.5～3h，冷却，制得偏高岭土。
污泥焚烧灰渣与偏高岭土优选粉碎后过100目筛。
所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法中，步骤①中粉碎过筛后的污泥焚烧灰渣与偏高岭土按55～65：35～45的质量比混合。
所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法中，步骤②中氢氧化钠、硅酸钠、水占步骤①中偏高岭土的质量分数分别为10～30%、10～30%、20～30%。
所述的剩余污泥制备免烧生态砖的方法中，步骤③中干燥箱中养护的温度为20～80℃，养护时间为22～24h。
按照本发明所述的方法制备的免烧生态砖。
本发明制备的化工剩余污泥基免烧生态砖有望用于化工园区内河道、景观河生态护坡以及园区里的生态铺路砖等。
有益效果如下：
1、污泥剩余污泥处理量大，可操作性强;
2、通过高温焙烧化工剩余污泥得到化工剩余污泥焚烧灰渣，对化工剩余污泥中重金属元素有固化及稳定化效果;
3、中低温养护，比高温熔融更具有经济优势;
4、该种生态砖轻质多孔、强度较大，便于施工控制。
具体实施方式
化工剩余污泥取自南京某化工企业园区集中污水厂生化剩余污泥，是其化工废水生化处理后二次沉淀池排出的剩余污泥，经机械脱水后，含水率为83.8%，pH值为6.34，热值约2000kJ/kg，颜色为黑褐色，有刺激性恶臭味。
实施例1
取化工剩余污泥于120℃干燥6小时得到干化污泥，干化污泥于1150℃通氧焚烧1h，冷却后过100目筛，得到灰渣。按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299‐2007)测定化工剩余污泥焚烧灰渣中的重金属的浸出浓度，试验结果见表1所示。
表1化工剩余污泥焚烧灰渣浸出重金属浓度(mg/l)
将高岭土于800℃下保温，煅烧2h，冷却，制得偏高岭土。
分别取灰渣60g、偏高岭土40g搅拌均匀;加入氢氧化钠8.8g、硅酸钠8.8g和水8g，于搅拌机中搅拌，充分混合，制得浆体;将混合浆体挤压注入16mm×16mm×20mm长方体试件中，并送至干燥箱，80℃养护23h;将试体取出脱模，于80℃继续养护7d，即得化工剩余污泥基免烧生态砖。经测试，抗压强度为15.23MPa。
实施例2
取化工剩余污泥于120℃干燥6小时得到干化污泥，干化污泥于1150℃通氧焚烧1h，冷却后过100目筛，得到灰渣;将高岭土于800℃下保温，煅烧2h，冷却，制得偏高岭土。分别取灰渣60g、偏高岭土40g搅拌均匀;加入氢氧化钠7.2g、硅酸钠7.2g和水10g，于搅拌机中搅拌，充分混合，制得浆体;将混合浆体挤压注入16mm×16mm×20mm长方体试件中，并送至干燥箱，80℃养护23h;将试体取出脱模，于80℃继续养护7d，即得化工剩余污泥基免烧生态砖。经测试，抗压强度为14.78MPa。
实施例3
取化工剩余污泥于120℃干燥6小时得到干化污泥，干化污泥于1150℃通氧焚烧1h，冷却后过100目筛，得到灰渣;将高岭土于800℃下保温，煅烧2h，冷却，制得偏高岭土。分别取灰渣60g、偏高岭土40g搅拌均匀;加入氢氧化钠9.6g、硅酸钠9.6g和水10g，于搅拌机中搅拌，充分混合，制得浆体;将混合浆体挤压注入16mm×16mm×20mm长方体试件中，并送至干燥箱，60℃养护23h;将试体取出脱模，于60℃继续养护7d，即得化工剩余污泥基免烧生态砖。经测试，抗压强度为13.98MPa。