申请日2005.08.26
公开(公告)日2006.04.26
IPC分类号C04B18/04; C04B33/132; C04B28/04; C04B18/30
摘要
一种利用污泥与煤矸石生产生态建筑材料的方法，它以固体废弃物煤矸石和污水厂排放的污泥为原料，其特征在于，它的生产步骤是：将煤矸石破碎成颗粒与污泥混合，污泥的重量百分比含量是12%-40%，煤矸石的重量百分比含量是60%-88%;向污泥与煤矸石的混合物中加水泥、水及外加剂搅拌均匀，制成混合料陈化;将混合料放置在成型机械中，用机械力将其加工成成品。本发明将废弃的煤矸石和污水厂排放的污泥混合加工，制成生态建筑材料，生产成本低，生产工艺科学。生产过程中无污染，符合环保要求。经济效益显著。
权利要求书
1、一种利用污泥与煤矸石生产生态建筑材料的方法， 它以固体废弃物煤矸石和污水厂排放的污泥为原料，其特征 在于，它的生产步骤是：
a、将煤矸石破碎成颗粒与污泥混合，污泥的重量百分比 含量是12%-40%，煤矸石的重量百分比含量是60%-88 %;
b、往污泥与煤矸石的混合物中加水泥、水及外加剂搅 拌均匀，制成混合料，将混合料陈化;
c、经陈化后将混合料放置在成型机械中，机制成型为坯 体;
d、坯体经干燥后即制得成品。
2、根据权利要求1所述的利用污泥与煤矸石生产生态 建筑材料的方法，其特征在于，生产免烧砖的方法是：将煤 矸石经粗、中、细三段破碎，至小于2mm颗粒含量大于85 %，后放入煅烧炉内，在750℃左右的温度下煅烧2小时， 然后用盐酸或硫酸酸液酸浸4小时;浸出的矸石渣与干污泥 混合，混合比例是：污泥的重量百分比含量是12%-18%， 煤矸石的重量百分比含量是72%-88%;然后往混合物中加 水、加普通硅酸盐水泥及作为外加剂的碳酸钠搅拌，搅拌均 匀后制成混合料;经陈化后将混合料放置在振动成型机内， 通过机械振动成型制成坯体，将坯体经过脱模、精整、自然 养护、干燥工序制造成成品砖。
3、根据权利要求1所述的利用污泥与煤矸石生产生态 建筑材料的方法，其特征在于，生产烧结砖的方法是：将煤 矸石经过破碎后与干污泥混合，污泥的重量百分比含量是15 %-20%，煤矸石的重量百分比含量是80%-85%;然后往 混合物中加水及高铝水泥、作为外加剂的碳酸钠和三聚磷酸 钠，搅拌均匀制成混合料;经陈化后将混合料放置在压力成 型机中压制成坯体，将坯体放入隧道窑内煅烧40-56小时， 煅烧温度为1000℃左右，制成烧结砖。
4、根据权利要求1所述的利用污泥与煤矸石生产生态 建筑材料的方法，其特征在于，生产陶粒的方法是：将煤矸 石经过破碎后与干污泥混合，污泥的重量百分比含量是40 %，煤矸石的重量百分比含量是60%，然后往污泥与煤矸石 的混合物中加高铝水泥及水、作为外加剂的碳酸钠搅拌均匀 制成混合料;经陈化后将混合料放置在圆盘造粒中造粒制成 陶粒，将陶粒放制在煅烧炉中煅烧8小时，煅烧温度为1200 ℃左右，制成成品陶粒。
说明书
利用污泥与煤矸石生产生态建筑材料的方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料的生产方法，具体地说是一种 利用污泥与煤矸石生产生态建筑材料的方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高和城市化进程的加快，城市污 水的产量逐年增加，目前我国年污水处理能力为113.6× 108m3/d，处理率36%左右，到2010年这一数字将达到60 %、重点城市达70%。污泥作为污水处理的副产品，其产量 也逐年增加，全国城镇污水处理厂产生干污泥约180万t/年 (含水80%污泥900万t)，预计未来五年内，每年将产生干污 泥540万t(含水80%污泥2700万t)。由于长期以来受到“重 水轻泥”的影响，大部分污水厂的污泥没有得到有效处理和 利用。自2003年7月1日开始，国家环保总局发布的GB18918 -2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》，特别增加了污 泥控制标准的内容，污泥的处理与处置问题已成为新兴的环 境问题之一。城市污水处理厂在运行过程中产生的剩余污泥 处理与处置是一个较为棘手的问题，其处理与处置费用占污 水处理厂总运行费用的25%-40%，有时甚至高达60%。
由于污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分(93～99 %)外，还含有大量的有机质、难降解的有机物、多种微量 元素、病原微生物和寄生虫卵、重金属等成分。大量的未经 处理的污泥任意堆放，同时又需占用大量土地，还造成严重 的二次污染和新的环境问题。因此，如何将产量巨大、成分 复杂的污泥无害化、资源化，已成为环境界瞩目的课题之一。 随着环保力度的加大和我国污水处理规模不断扩大，污泥处 置问题日益突出。
目前国内外污泥处理与处置方法主要有：填埋、排海、 农用堆肥、能源化利用、作建筑材料等。国内较普遍的填埋 法是指将污泥不加任何处理直接填埋于地下的处理方式。由 于污泥是一种复杂的混合物，里面含有许多有害物质，长时 间堆积，污泥中的有害物质会慢慢地浸透到土壤当中，从而 对土质造成严重地破坏，使得以后的农作物都难以很好的生 长，故也应禁止。排海会对海洋的鱼类等生物资源造成严重 的污染，破坏了海洋的生态环境，排海也受到地域条件的限 制。污泥堆肥技术近年来有了长足的发展，在山西、上海、 唐山等地投入了使用，但是该技术要求污泥中的重金属含量 要达到农用标准。污泥焚烧技术在国内刚刚起步，根据国外 的经验显示，该法产生的二次污染相当严重，飞灰中的二恶 英类及恶臭会对环境产生很大影响。此外，美国、日本等国 家还开发了污泥制活性炭、沥青、燃料油等技术。
污泥制砖是污泥处理与利用的另一有效方法。Tania和 Bernd对生活污泥和粘土的化学成分的比较后得知，污泥灰 中的SiO2含量远低于粘土中的含量，污泥灰中Fe2O3、与P2O5 的含量比粘土中高10%左右，重金属含量比粘土中要明显的 多，其他的含量基本接近，因而生活污泥燃烧后的产物与粘 土的组成基本接近，制砖时加一定量的干生活污泥一般是可 行的。因干生活污泥中含有大量的有机物，有一定的燃烧热 值，其燃烧热值在6700～18000kJ/kg左右，用于制砖，可 节约能源。
发明内容
本发明的目的是，针对背景技术中污泥填埋、排海、焚 烧等弊病，提供一种方法科学，工序简单，生产成本低，无 污染的利用污泥与煤矸石生产生态建筑材料的方法。
实现上述发明目的采用以下技术方案：一种利用污泥与 煤矸石生产生态建筑材料的方法，它以固体废弃物煤矸石和 污水厂排放的污泥为原料，它的生产步骤是：
a、将煤矸石破碎成颗粒与污泥混合，污泥的重量百分比 含量是12%-40%，煤矸石的重量百分比含量是60%-88 %;
b、往污泥与煤矸石的混合物中加水泥、水及外加剂搅 拌均匀，制成混合料，将混合料陈化;
c、经陈化后将混合料放置在成型机械中，机制成型为坯 体;
d、坯体经干燥后即制得成品。
由于采用了上述技术方案，本发明将废弃的煤矸石和污 水厂排放的污泥混合加工，制成建筑材料，生产成本低，生 产工艺科学。生产过程中无污染，复合环保要求。此外，城 市污泥也是一种有价值的可利用资源，它含有丰富的有机 质。本发明将其与煤矸石混合制成建筑砖、陶粒等建筑材料， 用其替代现有的资源消耗型建材，变废为宝，实现了污泥的 可持续发展，节省能源，具有显著的经济效益。另一方面， 随着我国可持续战略的实施，从中央到地方将越来越强调人 与自然的协调发展，污泥的无害化处理和资源化利用正好符 合国家的发展战略，必然会受到政府部门越来越多的重视和 扶持。因此，高效、经济的污泥处理技术将有巨大的市场。