申请日2012.08.21
公开(公告)日2013.01.02
IPC分类号C04B38/00; C05G1/00; C04B28/04
摘要
本发明公开了一种污泥基生态混凝土制品的生产方法。它是以污泥2~20%、细砂10~25%、粗骨料40~55%、水泥15~25%、水0.5~10%、减水剂0.5~2%，搅拌混匀后利用成型模具制备出混凝土，在自然条件下养护28天后，得到生态混凝土制品。本方法无污染、低成本、简单易行，产品在养护过程中可自然形成多孔。所得制品具有防滑防噪特性，在固化污泥中的Pb、Cd、Zn、Cu、Hg等多种有害元素的同时，能够缓释N、P、K而促进植被生长;制品可用于边坡护理、道路绿化等。
权利要求书
1.一种污泥基生态混凝土制品的生产方法，其特征在于，它是将重量百分含量为2~20%的经压滤脱水的污泥、10~25%的细砂、40~55%的粗骨料、15~25%的水泥、0.5~10%的水为基料，并加入0.5~2%减水剂;搅拌混匀后置于成型模具挤压成型制备出混凝土;脱模后再在自然条件下养护28天后得到成品。
2.根据权利要求1所述的污泥基生态混凝土制品的生产方法， 其特征在于，所述的水泥为普通硅酸盐水泥;所述的粗骨料为碎石，粒级为5~16mm，表观密度为2500~2900kg/m3，堆积孔隙率为30~60%，吸水率为1~1.5%，含泥量<0.5%;所述的减水剂采用XY-007系列聚羧酸减水剂，减水效果达25~35%;所述的污泥是经生物法处理废水后产生的污泥，其中水分为80~95%;所述的细砂为普通细砂。
3.根据权利要求1或2所述的污泥基生态混凝土制品的生产方法， 其特征在于，所述的污泥是经压滤脱水的，常用的压滤方法包括压滤法、重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法;优选压滤法。
4.根据权利要求1或2所述的污泥基生态混凝土制品的生产方法，其特征在于，所述的污泥为城市生活污水处理过程中产生的各种污泥，含水率80~95%。
5.根据权利要求1或2所述的污泥基生态混凝土制品的生产方法，其特征在于，所述的搅拌混匀方法为：先全部粗骨料+总用量50%污泥搅拌0.5~5min至混合均匀;接着加入水泥+总用量30%水搅拌0.5~5min至混合均匀;再加入细沙+总用量50%污泥搅拌0.5~5min至混合均匀;最后加入全部减水剂+剩余的水搅拌3min以上。
6.根据权利要求1或2所述的污泥基生态混凝土制品的生产方法，其特征在于，利用常用的蒸压加气混凝土设备进行加气以提高孔隙率。
说明书
一种污泥基生态混凝土制品的生产方法
技术领域
本发明涉及混凝土制品的生产方法。
背景技术
随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水的产量在不断增长。污泥是污水处理后的附属品，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高达90%左右，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细、比重较小。若没有对污泥进行最终处置，将会给环境带来再次污染。目前我国对污泥的处置以填埋为主，并有少量的堆肥和焚烧。污泥处理的最大难题是“初级污泥”含水率过高，后期脱水难度大、费用高。因此，不论是填埋，还是堆肥、焚烧，效果均不理想。然而，污泥也是有用的生物资源，如何避免污泥产生的二次污染并合理利用污泥中的有效成分，长期以来是亟待解决的研究热点之一。 中国专利号：CN201110057413公开了一种脱硫石灰处置剩余污泥的工艺方法，它是将待处理的含水率80~90%的剩余污泥和脱硫石灰送入混合反应器;脱硫石灰加入量为剩余污泥质量的20~60%的脱硫石灰储通过反应物计量装置将脱硫石灰到混合搅拌反应器中，通过搅拌或翻抛作用混合反应时间为10~20min，制成半干化的污泥,然后送入污泥造粒装置，破碎成粒径为2~6mm的污泥颗粒，将污泥颗粒导入太阳能干燥间进行干燥处理，干燥间温度在40℃以上，湿度15%以下，经过24~48h的干燥处理，得到含水率为7~15%的污泥。 中国专利号：CN201110057421公开了一种利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺方法，它具体包括以下步骤：1.将待处理的含水率为80~90%的剩余污泥和占剩余污泥质量的20~50%得送入混合搅拌器;充分混合反应5~15min后，送入板框脱水机进行脱水，得到含水率降为35~45%的污泥，污泥造粒装置将污泥破碎为粒径为3-5mm的粗颗粒后，污泥颗粒送入太阳能干燥间在温度为40℃以上，湿度15%以下，经过24~48h的干燥处理，污泥含水率降至8~15%，经污泥造粉设备采用气流高速碰撞技术处理，处理后污泥粉粒径为150~300目，含水率为5~10%。以上两种方法虽然都能处理污泥，但成本较高，实用价值有限。
生态混凝土是通过材料筛选、添加功能性添加剂、采用一定工艺制造出来的具有特殊结构与功能、环境负荷小、生态环境相协调性高，并能为环保做出贡献的混凝土。生态混凝土的出现，标志着人类在处理混凝土材料与环境之间关系过程中采取了更积极、主动的态度。生态混凝土不仅仅是作为建筑材料，为人类构筑所需要的结构物或建筑物，而且他是与自然的融合，对自然环境和生态平衡具有积极保护作用的材料。随着混凝土科技的发展，生态混凝土作为特种混凝土必将成为人来生活环境的改善和社会的可持续发展做出更大的贡献。目前开发出的生态混凝土的功能主要有雨水渗透、污水处理、河岸护坡、降低噪声、防噪杀菌、吸收去除氮氧化物、阻挡电磁波和植草固沙等。生态混凝制备技术在发达国家已经较为成熟。如透水性混凝土是目前研究与应用最多的生态混凝土之一，这种混凝土在德国、日本、美国等发达国家得到了广泛应用，主要用于道路和路面铺设。目前我国也开始重视混凝土结构的绿化问题，但生态混凝土的制备方法仍有一定局限。中国专利号：CN 201110083342公开了一种生态混凝土及其制备方法，它由下列原料按重量比制成：用普通硅酸盐水泥10~15份，石英砂40~60份，水5~10份，加气剂0.15~0.25，改性粉煤灰15~20，性二氧化钛10~15份;制备方法为：原材料制备-计量-搅拌-浇筑入模-振动捣实-养护-脱模，可用于河岸护坡工程。中国专利号：CN 200510030133公开了一种植被生态混凝土及其制备方法，它的植被混凝土预制块由适于植被生长的顶层培养基层、适于植被根系贯穿的上层多孔混凝土层、适于植被根系生长的中层废砖石培养基混合层和适于植被根系贯穿的下层多孔混凝土层构成四层结构的预制块。其制备步骤是：①先制备尺寸相同的两块上、下层多孔混凝土层;②在下层多孔混凝土层上铺上培养基，在中层培养基上盖上已制好的上层多孔混凝土层，并在四周壁封上平整的水泥;③养护3~4天;④在预制块上覆盖顶层培养基层。预制块铺置于河岸上，约14~20天后即在顶部长草，草根贯穿上层、中层和下层而进入外部土壤，起绿化和保持水土作用。本发明铺设方便，可进行产业化生产。但利用污泥作为原材料制备生态混凝土的方法未见报道。
发明内容
本发明的目的是把污泥治理与植被生态混凝土生产结合起来，提供一种污泥基生态混凝土生产方法。
本发明的技术方案是：一种污泥基生态混凝土制品的生产方法，它是将重量百分含量为2~20%的经压滤脱水的污泥、10~25%的细砂、40~55%的粗骨料、15~25%的水泥、0.5~10%的水为基料，并加入0.5~2%减水剂;搅拌混匀后置于成型模具挤压成型制备出混凝土;脱模后再在自然条件下养护28天后得到成品。
上述技术方案中：所述的水泥为普通硅酸盐水泥;所述的粗骨料为碎石，粒级为5~16mm，表观密度为2500~2900kg/m3，堆积孔隙率为30~60%，吸水率为1~1.5%，含泥量<0.5%;所述的减水剂采用XY-007系列聚羧酸减水剂，减水效果达25~35%;所述的污泥是经生物法处理废水后产生的污泥，其中水分为80~95%;所述的细砂为普通细砂;所述的污泥是经压滤脱水的，常用的压滤方法包括压滤法、重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法;优选压滤法;所述的污泥可用城市生活污水处理过程中产生的各种污泥，其含水率80~95%。;所述的搅拌混匀方法为：先全部粗骨料+总用量50%污泥搅拌0.5~5min至混合均匀;接着加入水泥+总用量30%水搅拌0.5~5min至混合均匀;再加入细沙+总用量50%污泥搅拌0.5~5min至混合均匀;最后加入全部减水剂+剩余的水搅拌3min以上。它还可以利用常用的蒸压加气混凝土设备进行加气来提高孔隙率。
本发明的主要优点：① 本方法结合了压滤后污泥含水率高及和泥强吸水的特性，混凝土制备只需少量外加水分，利于制备与初期成型、干燥;②混凝土制备过程中，由于污泥逐渐脱水后体积缩小，可使混凝土成型过程中自然形成多孔特性;③利用成型后多孔混凝土中污泥所含N、P等可以缓慢释放特性，其对边坡、道路等护理过程中为绿化植被提供肥效元素;④多孔混凝土制备同时是对污泥处理与资源化利用的过程，具有变废为宝的特点;⑤制备的混凝土具有多孔透水、肥效缓释、高强轻质等特点。⑥水泥形成混凝土过程中，对污泥中有害元素具有固化特性。⑦工艺相对简单，制品成本低廉，占普通混凝土的70~80%;同时能够节约污泥处理成本，50元/吨。⑧该方法是一种无污染、低成本、简单易行的污泥资源化利用新途径，制备的生态混凝土制品可以用于边坡护理、道路绿化等场所，具有广阔的市场应用前景。