申请日2017.12.11
公开(公告)日2018.06.05
IPC分类号C04B28/10
摘要
本发明提供了一种污泥的处理方法,将粒径≤16mm且含水率为1~5wt%的混凝土、砂浆、石料或砖料的再生骨料与污泥混合30~10min,进行初期吸水,与工程渣土混合后再与碱性胶凝材料和水混合,得到再生污泥料浆。本发明碱性胶凝材料发生水化反应,释放大量热量,实现对污泥中病原体的杀灭,降低污泥的恶臭,同时水化反应生成碱性物质能够与重金属离子反应,形成稳定的化合物,实现对金属离子的钝化。本发明还提供了一种块材的制备方法,通过芯材的制备,实现对污泥的首次固化,再结合外框料浆包裹实现对污泥的二次固化,有效钝化污泥中的重金属离子;制备得到的块材强度在5~50MPa范围内可调,可用于工程领域。
权利要求书
1.一种污泥的处理方法,包括以下步骤:
(1)提供建筑垃圾的再生骨料;所述再生骨料的粒径≤16mm,再生骨料的含水率为1~5wt%;所述建筑垃圾包括混凝土、砂浆、石料和砖料中的一种或多种;
(2)将所述步骤(1)得到的再生骨料与污泥混合后静置,进行初期吸水,得到第一混合物;所述混合的时间为30s~10min;所述静置的时间为10min~2h;
(3)将所述步骤(2)得到的第一混合物与工程渣土混合,得到第二混合物;
(4)将所述步骤(3)得到的第二混合物与碱性胶凝材料和水混合,得到再生污泥料浆。
2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述再生骨料、污泥、工程渣土和碱性胶凝材料的用量以干量计,所述再生骨料和污泥的质量比为1:(0.1~1.2);
所述再生骨料和工程渣土的质量比为1:(0.1~1.2);
所述再生骨料和碱性胶凝材料的质量比为1:(0.1~1.2);
所述再生骨料和水的质量比为1:(0.1~1)。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中再生骨料的制备方法包含:将所述建筑垃圾依次进行破碎、筛分、除杂和干燥,得到再生骨料。
4.根据权利要求1或2所述的处理方法,其特征在于,所述碱性胶凝材料包括水泥、粉煤灰和石灰;所述水泥、粉煤灰和石灰的质量比1:(0.5~6):(0.5~10)。
5.根据权利要求1或2所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(2)中污泥包括河道污泥和/或水厂污泥。
6.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述工程渣土的含水率为1~90wt%。
7.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(4)的混合过程中还包括土壤固化剂的添加,所述土壤固化剂的质量为再生骨料质量的(0,20%]。
8.一种块材的制备方法,包括以下步骤:
(I)按照权利要求1~7任一项所述处理方法,得到再生污泥料浆;
将所述再生污泥浆料进行成型处理,得到芯材,所述芯材的密实度大于75%;
(II)将建筑垃圾的再生骨料、胶凝材料和水混合,得到外框料浆;所述再生骨料的粒径≤16mm,再生骨料的含水率≤10wt%;所述建筑垃圾包括混凝土、砂浆、石料和砖料中的一种或多种;
所述再生骨料、胶凝材料和水的质量比为1:(0.05~1.05):(0.3~1.4);所述胶凝材料包括水泥;
(III)将所述步骤(II)得到的外框料浆包裹住至少1块所述步骤(I)得到的芯材后,进行成型处理,得到块材;
所述块材的密实度大于75%;所述块材中芯材外边缘到块材各表面的垂直距离不小于5mm;
所述步骤(I)和步骤(II)没有时间先后顺序。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(II)中胶凝材料还包括粉煤灰和矿粉,所述水泥、粉煤灰和矿粉的质量比为[0.05,0.5]:(0,0.25]:(0,0.3]。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(II)中建筑垃圾的再生骨料、胶凝材料和水混合过程中,还包括外加剂的添加,所述再生骨料干重和外加剂的质量比为1:(0,0.05]。
说明书
一种污泥的处理方法及一种块材的制备方法
技术领域
本发明属于污泥无害化处理的技术领域,尤其涉及一种污泥的处理方法及一种块材的制备方法。
背景技术
污泥是指在污水处理过程中产生的初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥、消化污泥和化学污泥,或者工业、生活污水无序排放形成的河道污泥以及水厂污泥、脱水污泥等。污泥中含有植物营养素氮、磷、钾和有机物及水分等,也含有大量的有毒有害物质,如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子;另外,污泥易于腐化发臭,颗粒较细,相对密度较小,含水率高且不易脱水,属于胶状结构的亲水性物质,将其任意堆放可造成二次污染。
目前污泥的处理方法主要有填埋法和污泥资源化利用方法。填埋法是一种置地挖坑填埋方式,不仅成本高、浪费土地资源,还会造成可利用资源的巨大浪费。污泥资源化利用方法常用的有污泥碳化方式,需经过催化氧化破壁、厌氧氧化、脱水、干燥和碳化等一些列工艺流程,方法繁琐,限制污泥的资源化利用。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种污泥的处理方法及一种块材的制备方法,本发明可实现污泥的资源化利用,并且操作简单。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种污泥的处理方法,包括以下步骤:
(1)提供建筑垃圾的再生骨料;所述再生骨料的粒径≤16mm,再生骨料的含水率为1~5wt%;所述建筑垃圾包括混凝土、砂浆、石料和砖料中的一种或多种;
(2)将所述步骤(1)得到的再生骨料与污泥混合后静置,进行初期吸水,得到第一混合物;所述混合的时间为30s~10min;所述静置的时间为10min~2h;
(3)将所述步骤(2)得到的第一混合物与工程渣土混合,得到第二混合物;
(4)将所述步骤(3)得到的第二混合物、碱性胶凝材料和水混合,得到再生污泥料浆。
优选的,所述再生骨料、污泥、工程渣土和胶凝材料的用量以干量计,所述再生骨料和污泥的质量比为1:(0.1~1.2);
所述再生骨料和工程渣土的质量比为1:(0.1~1.2);
所述再生骨料和胶凝材料的质量比为1:(0.1~1.2);
所述再生骨料和水的质量比为1:(0.1~1)。
优选的,所述步骤(1)中再生骨料的制备方法包含:将所述建筑垃圾依次进行破碎、筛分、除杂和干燥,得到再生骨料。
优选的,所述碱性胶凝材料包括水泥、粉煤灰和石灰;所述水泥、粉煤灰和石灰的质量比为1:(0.5~6):(0.5~10)。
优选的,所述步骤(2)中污泥包括河道污泥和/或水厂污泥。
优选的,所述工程渣土的含水率为1~90wt%。
优选的,所述步骤(4)的混合过程中还包括土壤固化剂的添加,所述土壤固化剂的质量为再生骨料质量的(0,20%]。
本发明还提供了一种块材的制备方法,包括以下步骤:
(Ⅰ)按照前述技术方案所述处理方法,得到再生污泥料浆;
将所述再生污泥浆料进行成型处理,得到芯材;
(Ⅱ)将建筑垃圾的再生骨料、胶凝材料和水混合,得到外框料浆;所述再生骨料的粒径≤16mm,再生骨料的含水率≤10wt%;所述建筑垃圾包括混凝土、砂浆、石料和砖料中的一种或多种;
所述再生骨料、胶凝材料和水的质量比为1:(0.05~1.05):(0.3~1.4);所述胶凝材料包括水泥;
(Ⅲ)将所述步骤(Ⅱ)得到的外框料浆包裹住至少1块所述步骤(Ⅰ)得到的芯材后,进行成型处理,得到块材;
所述块材的密实度大于75%;所述块材中芯材外边缘到块材各表面的垂直距离不小于5mm;
所述步骤(Ⅰ)和步骤(Ⅱ)没有时间先后顺序。
优选的,所述步骤(II)中胶凝材料还包括粉煤灰和矿粉,所述水泥、粉煤灰和矿粉的质量比为[0.05,0.5]:(0,0.25]:(0,0.3]。
优选的,所述步骤(II)中建筑垃圾的再生骨料、胶凝材料和水混合过程中,还包括外加剂的添加,所述再生骨料干重和外加剂的质量比为1:(0,0.05]。
本发明提供了一种污泥的处理方法,将粒径≤16mm且含水率为1~5wt%的建筑垃圾再生骨料与污泥混合30s~10min,并静置10min~2h,进行初期吸水,再与工程渣土混合后,与碱性胶凝材料和水混合,得到再生污泥料浆。
本发明中,碱性胶凝材料与水混合过程发生碱性胶凝材料的水化反应,生成碱性物质,并且水化反应过程中会释放大量热量,实现对污泥中病原体的杀灭,抑制污泥中微生物的活性,有效降低污泥的恶臭;同时水化反应生成的碱性物质能够与污泥中的重金属离子以及吸附在再生骨料孔隙中的重金属离子反应,形成稳定的化合物,实现对金属离子的钝化,无需对污泥进行繁琐处理,即可实现废弃物的二次利用。
本发明还提供了一种块材的制备方法,按照前述技术方案得到再生污泥料浆后,通过成型处理得到芯材;并且按照质量比为1:(0.05~1.05):(0.3~1.4)配置再生骨料、胶凝材料和水,将其混合,得到外框料浆;外框料浆包裹住至少1块芯材后,进行成型处理,得到块材;所述块材的密实度大于75%;所述块材中芯材外边缘到块材各表面的垂直距离不小于5mm。本发明通过芯材制备过程中,实现对污泥的首次固化,再结合外框料浆包裹实现对污泥的二次固化,有效钝化污泥中的重金属离子;以此制备得到的块材强度在5MPa~50Mpa之间,可用于工程领域不同方向的要求。