申请日2017.12.13
公开(公告)日2018.05.15
IPC分类号C04B30/00
摘要
本发明涉及一种低温合成污泥成为高强度建筑材料的方法，属于固体废弃物处理技术领域。先将污泥饼破碎过100目筛，烘干，然后称取污泥：钙质添加剂：水=50～85%：10～30%：5～20%，搅匀，在5～40Mpa下压制成型，脱模后在120～220℃，0.2～2.3MPa下处理3～24h，最后自然干燥，即为高强度建筑材料，经检测，其力学性能符合用于非承重砌块墙体的国家建筑材料强度标准，可用于墙地砖、步道砖、建筑墙体材料。本发明同时实现了生产低能耗和产品高品质的目的，有效实现污泥的高效绿色再利用，不会造成二次污染且处理成本更低，工艺简单，合成的材料强度高，利用面广。本发明的污泥利用率高、用量大，具有很好的经济和社会效益。
权利要求书
1.一种低温合成污泥成为高强度建筑材料的方法，其特征是：首先将污泥饼破碎粉磨至100目，在80℃～120℃下烘干，然后按照物质质量百分比量取污泥：钙质添加剂：水=50%～85%：10%～30%：5%～20%，搅拌均匀，在5～40MPa的压力下压制成型，得到生坯，将生坯脱模后在温度为120℃～220℃，蒸汽压力0.2MPa～2.3MPa下高压低温处理3～24h，最后自然干燥，即为高强度块状建筑材料，经检测后，该块状建筑材料的力学性能符合用于非承重砌块墙体的国家建筑材料强度标准，可以应用于墙地砖、步道砖、建筑墙体材料。
2.根据权利要求1所述的一种低温合成污泥成为高强度建筑材料的方法，其特征是：所述污泥是污水处理过程所产生的固体沉淀物质，它是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，包括市政污水排放的河道污泥和污水处理厂产生的块状污泥。
3.根据权利要求1所述的一种低温合成污泥成为高强度建筑材料的方法，其特征是：所述钙质添加剂选自消石灰、石灰石、生石灰、白云石中的一种或多种按任意比例混合而成的市售工业级商品。
说明书
一种低温合成污泥成为高强度建筑材料的方法
技术领域
本发明涉及一种低温合成污泥成为高强度建筑材料的方法。属于固体废弃物处理技术领域。
背景技术
污水处理过程所产生的固体沉淀物质，它是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥主要分为两种，一种是河道污泥，是市政污水排放所产生生成的污泥，混合了生物质、砂石组成的非均质体;另一种是污水处理厂产生的污泥，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的非均质体。污泥的主要特性是含水率高，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小。脱水污泥含水率通常在75%～90%范围内，还需要进行进一步的处理和处置，以使污泥稳定、减量和无害。污泥处理和处置过程会影响到其资源化利用。污泥处置的目的是为了使污泥无害回归自然，并降低对环境的影响.污泥处置主要包括卫生填埋、焚烧或干化积肥、建材利用等途径。污泥卫生填埋方法简单，处置污泥量大，是很多国家常用的方法，但这种方法运行成本比较高，特别是污泥含水率较高时会影响填埋场的运转。污泥利用途径相对比较多，主要包括土地利用、热能利用和建材利用等方面，但污泥通常需要先经过特殊的处理工序才能利用。目前，填埋作为最普遍的污泥处理方式，成本较高;而在建材利用方面，低能耗和产品高品质是难以同时实现。
而在污泥制砖方面，目前通用的都是通过烧结的方法来制备，如中国专利《一种新型污泥制砖工艺》(专利号：ZL201510091655.9)提供了一种将污泥与黏土混合后通过烧结制备建筑材料的方法;中国专利《一种采用水处理污泥制砖的方法》(专利号：ZL201610887779.2)提供了一种将绝干污泥与建筑垃圾灰、磷酸钙、氨基硫化物等混合后烧结制备建筑材料的方法。这些方法在一定程度上实现了污泥的资源化利用，但通过烧结制备建筑材料，制备过程能耗巨大，且会对环境造成新的污染。而中国专利《一种蒸压砖生产工艺》(专利号ZL201710424716.8)提供一种利用炼油厂二沉池活性污泥制备免烧污泥砖的方法，但此方法用料具有局限性，仅限于活性污泥;同时，需要对原料进行预处理，处理方法复杂;并且制砖周期长达一个月，不能高效处理污泥。
发明内容
本发明目的是提供一种低温下将污泥合成为具有高强度的建筑材料的方法。本发明在低温条件下将污泥合成为高强度建筑材料的方法，不需要烧结，能耗低，有效实现了污泥的资源再利用，同时不会对环境造成二次污染。
为了达到上述目的，本发明采用如下工艺进行：
先将含水量较高的污泥通过挤压，降低其含水量，得到块状污泥饼，而后将污泥饼破碎粉磨至100目，将污泥粉末在80℃～120℃下烘干，通过混料装置按以下质量百分比混合，污泥：钙质添加剂：水=50%～85%：10%～30%：5%～20%(以上各组分含量之和应等于100%)，搅拌均匀，在5～40MPa的压力下压制成型得到生坯，将生坯脱模后经过低温合成：在120℃～220℃下处理3～24h，处理完成后自然干燥即为块状建筑材料产品。该块状建筑材料经检测后，其力学性能符合用于非承重砌块墙体的国家建筑材料强度标准;产品抗折强度能达到20MPa～30MPa，可以应用于墙地砖、步道砖、建筑墙体材料。
上述钙质添加剂选自消石灰、石灰石、生石灰、白云石中的一种或多种按任何比例混合而成的钙质添加剂。
上述污泥为污水处理过程所产生的固体沉淀物质，它是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，包括市政污水排放的河道污泥和污水处理厂产生的块状污泥。
本发明的优点是：
1，与现有污泥制砖技术污泥利用率不超过15%相比，本发明污泥利用率高(50-85%)且用量大，目前产量巨大的污泥可得到有效利用，有效实现了污泥的资源再利用。
2，本发明利用低温合成的办法将污泥制成建筑材料，能耗低，工艺可行性高，且合成的材料强度很高，可用于墙砖、地砖、步道砖等，因此同时实现了低能耗和产品高品质的目的。
3，与现有污泥制砖技术相比，本发明工艺简单，尤其是污泥的预处理只需要粉碎和干燥，因此生产成本低，经济和社会效益好，容易推广应用。