申请日2018.12.18
公开(公告)日2019.02.15
IPC分类号C04B33/132; C04B33/04
摘要
本发明公开了固体废弃物资源化利用和建筑材料技术领域的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，将原状污泥和基坑土按比例混合，采用快速搅拌机和微型对辊机进行多次搅拌和轮碾，然后将混合料密封陈化，随后采用圆柱形不锈钢模在一定压力下挤压压实，脱模后置于实验室环境下进行干燥，形成污泥烧结砖坯体。本发明通过微型对辊机和圆柱形模具实现实验室条件下污泥砖混合料的匀化和挤压成型，模拟烧结砖混合料生产对辊工艺和挤压成型工艺，提高了坯料的均匀性和密实性，实现在实验室条件下研究原状污泥在烧结砖中的资源化利用，具有显著的技术优势和积极的科学意义。
权利要求书
1.一种利用原状污泥烧结砖的试验模拟制坯方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将原状污泥和基坑土按比例混合得到初步混合料;
(2)采用快速搅拌机对上述初步混合料进行一次搅拌，再倒入微型对辊机进行一次轮碾;
(3)重复操作步骤(2)至少一次，得到匀化混合料;
(4)将上述匀化混合料置于密封条件下进行陈化处理，形成陈化混合料;
(5)称取一定量的陈化混合料倒入圆柱形不锈钢模中，在一定压力下进行挤压压实，得到压实的混合料;
(6)将压实的混合料进行脱模处理，并在实验室模拟环境下进行干燥，形成污泥烧结砖坯体。
2.根据权利要求1所述的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，其特征在于：上述步骤(3)中重复操作步骤(2)一次。
3.根据权利要求1所述的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，其特征在于：所述步骤(1)中原状污泥含水率不高于50%，基坑土含水率不高于15%，原状污泥和基坑土的质量百分比为(20～40):(60～80)。
4.根据权利要求1所述的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，其特征在于：所述步骤(2)中快速搅拌机的搅拌速度不低于300r/min;微型对辊机的辊轮间距在第一次轮碾时调整为2～4mm。
5.根据权利要求2所述的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，其特征在于：所述步骤(3)中快速搅拌机的搅拌速度不低于300r/min;在进行第二次轮碾时微型对辊机的辊轮间距不超过2mm。
6.根据权利要求1所述的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，其特征在于：所述步骤(4)中的匀化混合料在密封条件下陈化的时间为3d～5d。
7.根据权利要求1所述的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，其特征在于：所述步骤(5)中每次成型称取的混合料样品的质量为195～205g，并且圆柱形不锈钢模内径为5mm，挤压成型压力为10～15MPa，压实时间30s。
8.根据权利要求1所述的一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，其特征在于：所述步骤(6)中适合脱模后样品放置的模拟环境参数设置如下：温度(25±5)℃，通风干燥;所得的干燥后坯体的含水率不高于8%。
说明书
一种利用原状污泥烧结砖的试验模拟制坯方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用和建筑材料技术领域，具体来说，是一种实验室条件下利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，生活污水排放量大增，并且污水处理技术深化导致污水厂污泥的排放量增长迅速，其处理利用形势十分紧迫，处置不当将显著影响城市化安全发展，给环境带来严重危害。污泥用于烧结砖是一条环境效益显著的资源化道路，但由于污泥含水率高、脱水难度大，且不易与其他粘土材料搅拌均匀，难以满足直接制备烧结砖的要求。目前污泥资源化的研究工作仍处于初级阶段，需要大量实验室模拟研究工作，但由于污泥含水率高，粘性大，实验室条件下一般搅拌工艺极难与其他粘土材料混合均匀，严重影响试验结果的准确性和可重复性。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，通过快速搅拌机和微型对辊机对污泥混合料进行多次搅拌和轮碾，保障试验条件下混合料的均匀性，并在挤压成型时使用圆柱形不锈钢模具，在实验室条件下能够很好地模拟实现污泥烧结砖的制坯工艺，为科学研究污泥烧结砖的性能提供了科学方法。
本发明的目的是这样实现的：一种利用原状污泥烧结砖的试验模拟制坯方法，包括如下步骤：
(1)将原状污泥和基坑土按比例混合得到初步混合料;
(2)采用快速搅拌机对上述初步混合料进行一次搅拌，再倒入微型对辊机进行一次轮碾;
(3)重复操作步骤(2)至少一次，得到匀化混合料;
(4)将上述匀化混合料置于密封条件下进行陈化处理，形成陈化混合料;
(5)称取一定量的陈化混合料倒入圆柱形不锈钢模中，在一定压力下进行挤压压实，得到压实的混合料;
(6)将压实的混合料进行脱模处理，并在实验室模拟环境下进行干燥，形成污泥烧结砖坯体。
进一步地，上述步骤(3)中重复操作步骤(2)一次。
进一步地，所述步骤(1)中原状污泥含水率不高于50%，基坑土含水率不高于15%，原状污泥和基坑土的质量百分比为(20～40):(60～80)。
进一步地，所述步骤(2)中快速搅拌机的搅拌速度不低于300r/min;微型对辊机的辊轮间距在第一次轮碾时调整为2～4mm。
进一步地，所述步骤(3)中快速搅拌机的搅拌速度不低于300r/min;在进行第二次轮碾时微型对辊机的辊轮间距不超过2mm。
进一步地，所述步骤(4)中的匀化混合料在密封条件下陈化的时间为3d～5d。
进一步地，所述步骤(5)中每次成型称取的混合料样品的质量为195～205g，并且圆柱形不锈钢模内径为5mm，挤压成型压力为10～15MPa，压实时间30s。
进一步地，所述步骤(6)中适合脱模后样品放置的模拟环境参数设置如下：温度(25±5)℃，通风干燥;所得的干燥后坯体的含水率不高于8%。
本发明的有益效果在于：通过快速搅拌机和微型对辊机对污泥混合料进行多次搅拌和轮碾，保障试验条件下混合料的均匀性，并在挤压成型时使用圆柱形不锈钢模具，以保证混合料的压实密度，也便于脱模，很好地在实验室条件下模拟实现污泥烧结砖的制坯工艺，为科学研究污泥烧结砖的性能提供了科学方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
一种利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，包括以下步骤：
1)将原状污泥和基坑土按质量百分比33:67的比例混合，其中原状污泥的含水率40%，基坑土的含水率10%，基坑土的混入可以适当降低原状污泥的含水率;
2)采用快速搅拌机对混合料进行一次搅拌，将快速搅拌机的搅拌速度设置为300r/min，然后将一次搅拌后的混合料倒入微型对辊机进行一次轮碾，微型对辊机的辊轮间距设置为3mm，从而将混合料中较大的泥块碾碎;
3)对混合料进行二次搅拌，将快速搅拌机的搅拌速度设为300r/min，然后将二次搅拌后的混合料倒入微型对辊机进行二次轮碾，微型对辊机的辊轮间距设置为2mm，进一步细化混合物的颗粒度，以保障混合料的混合均匀程度;
4)将混合料置于密封条件下进行陈化处理，陈化处理的时间设置为3d;
密封条件可使得混合物中的有机质在潮湿环境下充分发酵，保证混合物的陈化处理效果，同时可加快混合料陈化过程，缩短试验周期;
5)每次成型所称取的混合料质量为195g，然后将称取的混合料倒入圆柱形不锈钢模中挤压成型，钢模内径为5mm，挤压成型压力为12MPa，压实时间30s;以提升混合物的压实程度;
6)脱模后，将压实的坯体置入低温干燥养护箱中，模拟环境参数的设置如下：温度(25±5)℃，通风干燥;干燥后所得的坯体的含水率7%。
实施例2：
一种实验室条件下利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，包括以下步骤：
1)将原状污泥和基坑土按质量百分比25:75的比例混合，其中原状污泥含水率30%，基坑土含水率12%;
2)采用快速搅拌机对混合料进行一次搅拌，将快速搅拌机的搅拌速度设置为300r/min，将一次搅拌后的混合料倒入微型对辊机进行一次轮碾，微型对辊机的辊轮间距设置为4mm;
3)将快速搅拌机的搅拌速度设置为300r/min，对混合料进行二次搅拌，然后将二次搅拌后所得的混合料倒入微型对辊机进行二次轮碾，微型对辊机的辊轮间距为2mm;
4)将混合料置于密封条件下进行陈化处理，陈化处理的时间为4d;
5)每次成型所称取的混合料质量为202g，将称取的混合料倒入圆柱形不锈钢模中挤压成型，钢模内径为5mm，挤压成型压力为12MPa，压实时间30s;
6)脱模后适合样品放置的模拟环境参数设置如下：温度(25±5)℃，通风干燥;干燥后所得的坯体的含水率5%。
实施例3：
一种实验室条件下利用原状污泥制备烧结砖的模拟制坯方法，包括以下步骤：
1)将原状污泥和基坑土按质量百分比30:70的比例混合，其中，原状污泥含水率35%，基坑土含水率15%;
2)采用快速搅拌机对混合料进行一次搅拌，将快速搅拌机的搅拌速度设置为300r/min，将一次搅拌后所得的混合料倒入微型对辊机进行一次轮碾，微型对辊机的辊轮间距设置为3.5mm;
3)将快速搅拌机的搅拌速度设置为300r/min，对混合料进行二次搅拌，二次搅拌所得的混合料倒入微型对辊机进行二次轮碾，微型对辊机的辊轮间距设置为2mm;
4)将混合料置于密封条件下进行陈化处理，陈化处理的时间为5d;
5)每次成型所称取的混合料质量为200g，将称取的混合料倒入圆柱形不锈钢模中挤压成型，钢模内径为5mm，挤压成型压力为15MPa，压实时间30s;
6)脱模后样品放置的模拟环境参数设置如下：温度(25±5)℃，通风干燥;干燥后坯体的含水率6%。