專利名稱：一種利用給水污泥制備環(huán)保透水磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體廢棄物回收利用技術(shù)和建筑材料生產(chǎn)，特別涉及一種利用給水污泥制備環(huán)保透水磚的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代城市地表被越來越多的建筑物和混凝土等所覆蓋，這種地表的“硬化”使得大氣降水難以及時(shí)滲入地下。一方面，因?yàn)槿狈Φ乇硭难a(bǔ)給，造成地下水位降低；另一方面，地表徑流的增大加重了排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，也容易產(chǎn)生洪澇災(zāi)害。因此，發(fā)明透水磚，讓雨水迅速滲透從而緩解地下水短缺問題和降低洪澇災(zāi)害發(fā)生概率，減輕城市排水系統(tǒng)壓力和污水處理費(fèi)用。同時(shí)，隨著給水廠水源的污染，給水污泥產(chǎn)量逐步增多，給水污泥處置成為水處理行業(yè)中的一個(gè)難題，利用給水污泥制備透水磚既解決了給水污泥的處置問題，也可實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用，具有積極的意義。災(zāi)過去很長(zhǎng)一段時(shí)間里，粘土實(shí)心磚作為建筑行業(yè)用量最大最重要的墻體材料，每年不僅毀壞大量土地，而且破壞了生態(tài)環(huán)境。為了尋找一種新的資源替代粘土制備建筑材料，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)固體廢棄物作為建筑材料的利用進(jìn)行了大量的研究。如Cheng-FangLin等利用城市污泥焚燒灰和城市固體廢棄物焚燒灰為原料制得透水磚；濟(jì)南大學(xué)管麗攀以城市污泥、黃河淤泥、煤矸石、水渣等固體廢棄物制備滲水磚；萬隆教授和饒玲麗等采用粉煤灰制備透水磚；呂淑珍等以螢石尾砂和珍珠巖廢礦粉為主要原料制備透水磚等。但是，以上利用固體廢棄物制備的透水磚，其原料大多毒性較高，安全性偏低。給水污泥重金屬含量少，其他有害物質(zhì)也少，毒性很低，且利用給水污泥制備透水磚的研究尚未見報(bào)道，國(guó)內(nèi)還沒有利用給水污泥制備透水磚的相關(guān)專利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)研究的不足，提出一種利用給水污泥制備環(huán)保透水磚的方法，給水廠脫水污泥經(jīng)干燥后直接加入配料中，通過壓制成型、低溫干燥、高溫?zé)?，形成?qiáng)度較高的成品。所述一種利用給水污泥制備環(huán)保透水磚的方法工藝包括1.原材料
污泥采用城市給水廠脫水污泥，烘干碾碎后制成污泥粉，且粒徑約O. 27mm ；
粉煤灰采用火電廠濕排粉煤灰，自然干燥，粒徑約O. 15mm ；
普通建筑砂粒徑1. Omm —1. 4mm ；
粘結(jié)劑(如長(zhǎng)石粉或水玻璃)化學(xué)純。2.工藝步驟
O配料(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))給水污泥30% - 40% ;粉煤灰10% - 20% ;普通建筑砂30% —35%,粘結(jié)劑 10% — 15% ；
2)加水在上述混合物料中加入總物料干質(zhì)量12% - 14%左右的水，攪拌均勻；3)陳腐在25°C恒溫環(huán)境中貯存20- 24小時(shí)；
4)壓制成型將所述物料放入模具，以25Mpa— 30Mpa壓強(qiáng)壓制成型；
5)干燥把生坯放入恒溫干燥箱，在100°C— 105°C干燥6h ；
6)燒制從室溫開始，以一定速率升溫到1150°C并保溫I小時(shí)；
7)冷卻自然冷卻至室溫，即制得成品。本發(fā)明針對(duì)給水廠脫水污泥作為制備透水磚的主要原料，經(jīng)過充分研究和大量、反復(fù)試驗(yàn)，優(yōu)選確定了一定配比的粉煤灰、普通建筑砂作為配料，并制定出特定的生產(chǎn)工藝及步驟，制得成品按陶瓷磚JC/T945-2005《透水磚》檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。所述制成品的技術(shù)性能有
1)經(jīng)制成品的外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，長(zhǎng)度、寬度和厚度平均尺寸的偏差<2.0_，無明顯掉皮分層缺陷，無明顯裂紋，制成品的外觀質(zhì)量符合透水磚標(biāo)準(zhǔn)要求；
2)成品抗壓強(qiáng)度大于30MP，滿足透水磚強(qiáng)度要求；
3)成品的透水系數(shù)大于1.OX 10_2 cm/s，滿足透水磚的透水性要求；
4)對(duì)成品進(jìn)行酸堿腐蝕性檢測(cè)，磚塊無可見變化，說明此污泥陶瓷磚的耐酸堿腐蝕性較強(qiáng)；
5)成品經(jīng)25次凍融循環(huán)試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度損失率低于20%，說明此透水磚抗凍性較強(qiáng)。綜上所述，本發(fā)明利用給水廠脫水污泥制備透水磚，一方面制備的透水磚因?yàn)槠淞己玫耐杆院屯笟庑裕梢?抑制“城市熱島”現(xiàn)象；另一方面可以為給水污泥處置提供新的途徑。給水污泥作為一種廢棄物，用來制備透水磚，符合國(guó)家“節(jié)能減排”要求。因此，利用給水污泥制備透水磚具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效應(yīng)。
具體實(shí)施例方式1.原材料
污泥粉用取自長(zhǎng)沙市某給水廠脫水污泥烘干后碾碎，過50目篩子篩分成污泥粉，污泥粉粒徑小于O. 3mm ；
粉煤灰用取自株洲某火電廠濕排粉煤灰，粒徑小于O. 15_，經(jīng)自然干燥后直接使用；普通建筑砂取自長(zhǎng)沙某建筑工地的普通砂，過篩得粒徑為1. Omm -1. 4mm的骨料；粘結(jié)劑粒徑小于O. 15mm。2.工藝步驟
O配料采用污泥粉煤灰普通砂粘結(jié)劑=40 :10 35 15質(zhì)量比配料，混合均勻；
2)加水在配料中加入總配料干重20%的水，混合均勻；
3)陳腐在生化培養(yǎng)箱(LRH-250型)(25°C)貯存24小時(shí)，使水分在配料中均勻分布；
4)壓制成型將配料放入模具，利用壓力試驗(yàn)機(jī)(SYA-300B型)30Mpa壓強(qiáng)壓制成型；
5)燒結(jié)從室溫開始以6°C/分鐘的升溫速度，逐漸加熱至500°C，排除機(jī)械水和吸附水；隨后以1°C /分鐘速度升溫至600°C，讓有機(jī)物充分氧化；接著以2 — 4°C /分鐘速度升溫至1150°C ;保溫I小時(shí)；
6)冷卻自然冷卻至室溫，即得制成品。3.試驗(yàn)結(jié)果
此法制得磚塊表面光滑平整，無明顯裂紋和掉皮分層現(xiàn)象。磚塊抗壓強(qiáng)度達(dá)36. 53MP，透水系數(shù)為1.08X10_2 cm/s，25次凍融循環(huán)強(qiáng)度損失率約15%，經(jīng)酸、堿浸腐蝕性檢測(cè)均未出現(xiàn)可見變化，滿足JCT945-2005《透水磚》中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重要指標(biāo)見表I。表I透水磚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JCT945-2005 )
權(quán)利要求
1.一種利用城市給水污泥制備環(huán)保透水磚的方法，特征在于以給水污泥和粉煤灰為主要原料，添加普通建筑砂作為骨料成孔，輔以少量粘結(jié)劑，其制備步驟是1)混料根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合物料中加入總物料干質(zhì)量12% - 14%的水，攪拌均勻；2)陳腐在 25°C恒溫環(huán)境中貯存20 — 24小時(shí)；3)壓制成型將所述物料放入模具，以25Mpa — 30Mpa 壓強(qiáng)壓制成型；4)干燥把生坯放入恒溫干燥箱，在100°C — 105°C干燥6h ;5)燒制從室溫開始，以一定速率升溫到1150°C并保溫I小時(shí)；6)冷卻自然冷卻至室溫，即制得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用給水污泥制備環(huán)保透水磚的方法，其特征在于城市給水廠脫水污泥曬干后碾碎，制成污泥粉，其污泥粉粒徑約O. 27mm ;粉煤灰和粘結(jié)劑粒徑約O. 15mm，普通砂粒徑1. Omm —1. 4mm ;配料范圍為給水污泥30% — 40%，粉煤灰10% — 20%，普通建筑砂30% - 35%，粘結(jié)劑10% - 15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用給水廠脫水污泥制備透水磚的方法。屬于環(huán)境工程中固體廢棄物回收利用和建筑材料生產(chǎn)領(lǐng)域。該方法以給水污泥30%－40%、粉煤灰10%－20%和普通建筑砂30%－35%，添加10%左右的粘結(jié)劑，混合均勻后，加入總物料干重12%－14%的水，混合均勻，然后在恒溫環(huán)境中貯存一定時(shí)間；以一定壓強(qiáng)模壓成型；從室溫逐漸升至1150℃并保溫1小時(shí)，再自然冷卻至室溫，即制得成品。經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明利用給水污泥作為透水磚制備主要原料，一方面可以為建筑材料提供一種新的制備原料，另一方面又能為給水污泥處置提供一種新的途徑，具有很好的環(huán)境效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。
文檔編號(hào)C04B33/132GK103044006SQ20121057319
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者謝敏, 高丹, 劉小波, 潘偉能, 李芳 , 鄧玉梅, 黃聰, 陳宏 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)