一種化工剩余污泥制備免燒生態磚的方法及制備的產品的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于一種工業廢棄物資源化處置領域，涉及一種化工剩余污泥制備免燒生 態磚的方法及制備的產品。
【背景技術】
[0002] 化工剩余污泥是污水處理廠在化工廢水處理過程中產生的固體廢棄物。化工剩余 污泥含水率高，成分復雜，含多種有機毒物、重金屬和病原微生物等。根據《中華人民共和國 固體廢物污染環境防治法》，化工剩余污泥必須經過妥善處理，特別是污泥中的重金屬要經 穩定處理后才能排放。目前我國有數百家化工園，數十萬家化工企業，每天要產生數量巨大 的化工剩余污泥。化工園數量巨大的污泥如何處理、去往何處，是一個必須重視的問題。因 此將化工剩余污泥有效地、高效地減量，同時無害化，進而資源化是目前處理化工剩余污泥 的主要研究方向。
[0003] 化工剩余污泥通過高溫焙燒，可以穩定大部分的重金屬元素，使用化工剩余污泥 焚燒灰渣制備生態磚，在處理化工剩余污泥的同時，可以有效避免所制備的磚塊重金屬污 染的問題
[0004] 堿基地聚物基體通常采用粉煤灰或偏高嶺土為主要制備原料，在氫氧化鈉和硅酸 鈉的激發下形成具備一定強度的地聚物基體。堿基地聚物的聚合程度高，抗壓強度高，且地 聚物結構與沸石結構類似，具有較好的吸附性，可以對包括重金屬在內的污染物起到一定 的處理效果。堿基地聚物基免燒生態磚具有輕質多孔、強度較大、重金屬固化程度高、生產 成本低等特點，因此在國內將具有廣泛的市場前景。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是針對現有技術的上述缺陷，提供一種化工剩余污泥制備免燒生態 磚的工藝。
[0006] 本發明的另一目的是提供該方法制備的免燒生態磚。
[0007] 本發明的目的可通過如下技術方案實現：
[0008] -種剩余污泥制備免燒生態磚的方法，包含如下步驟：剩余污泥基免燒生態磚的 制備：①將剩余污泥焚燒灰渣、偏高嶺土粉碎后按一定比例混合，攪拌均勻得混合料；②加 入氫氧化鈉、硅酸鈉和水，于攪拌機中攪拌，充分混合，制得漿體；③將混合漿體擠壓注入試 件中，并送至干燥箱養護；④將試體取出脫模，于20~80Γ繼續養護7d，制得剩余污泥基免 燒生態磚。
[0009] 所述的剩余污泥焚燒灰渣優選通過以下方法制備：剩余污泥經脫水，干燥得干化 污泥；干化污泥焚燒處置后，粉碎、過篩，得到剩余污泥焚燒灰渣；
[0010] 所述的污泥優選化工行業污水處理廠二次沉淀池排出的剩余污泥、其他行業或集 中生活污水處理廠二次沉淀池排出的剩余污泥；進一步優選化工行業污水處理廠二次沉淀 池排出的剩余污泥。
[0011] 制備剩余污泥焚燒灰渣時干燥化工剩余污泥溫度優選105~120°C，干燥時間優 選6~8h ;干化污泥焚燒溫度優選1100~1200°C，焚燒時間優選1~2h ;過篩孔徑優選在 100~200目之間。
[0012] 所述的偏高嶺土優選通過以下方法制備：將高嶺土于600~900°C下保溫，煅燒 1. 5~3h，冷卻，制得偏高嶺土。
[0013] 污泥焚燒灰渣與偏高嶺土優選粉碎后過100目篩。
[0014] 所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法中，步驟①中粉碎過篩后的污泥焚燒灰渣 與偏高嶺土按55~65 :35~45的質量比混合。
[0015] 所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法中，步驟②中氫氧化鈉、硅酸鈉、水占步驟 ①中偏高嶺土的質量分數分別為10~30%、10~30%、20~30%。
[0016] 所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法中，步驟③中干燥箱中養護的溫度為 20~80°C，養護時間為22~24h。
[0017] 按照本發明所述的方法制備的免燒生態磚。
[0018] 本發明制備的化工剩余污泥基免燒生態磚有望用于化工園區內河道、景觀河生態 護坡以及園區里的生態鋪路磚等。
[0019] 有益效果如下：
[0020] 1、污泥剩余污泥處理量大，可操作性強；
[0021 ] 2、通過高溫焙燒化工剩余污泥得到化工剩余污泥焚燒灰渣，對化工剩余污泥中 重金屬元素有固化及穩定化效果；
[0022] 3、中低溫養護，比高溫熔融更具有經濟優勢；
[0023] 4、該種生態磚輕質多孔、強度較大，便于施工控制。
【具體實施方式】
[0024] 化工剩余污泥取自南京某化工企業園區集中污水廠生化剩余污泥，是其化工廢水 生化處理后二次沉淀池排出的剩余污泥，經機械脫水后，含水率為83. 8%，pH值為6. 34,熱 值約2000kJ/kg，顏色為黑褐色，有刺激性惡臭味。
[0025] 實施例1
[0026] 取化工剩余污泥于120°C干燥6小時得到干化污泥，干化污泥于1150°C通氧焚 燒lh，冷卻后過100目篩，得到灰渣。按照《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/ T299 - 2007)測定化工剩余污泥焚燒灰渣中的重金屬的浸出濃度，試驗結果見表1所示。
[0027] 表1化工剩余污泥焚燒灰渣浸出重金屬濃度（mg/1)
[0028]
[0029] 將高嶺土于800°C下保溫，煅燒2h，冷卻，制得偏高嶺土。
[0030] 分別取灰渣60g、偏高嶺土 40g攪拌均勻；加入氫氧化鈉8. 8g、硅酸鈉8. 8g和水 8g，于攪拌機中攪拌，充分混合，制得衆體；將混合衆體擠壓注入16_X 16_X 20mm長方體 試件中，并送至干燥箱，80°C養護23h ;將試體取出脫模，于80°C繼續養護7d，即得化工剩余 污泥基免燒生態磚。經測試，抗壓強度為15. 23MPa。
[0031] 實施例2
[0032] 取化工剩余污泥于120°C干燥6小時得到干化污泥，干化污泥于1150°C通氧焚燒 lh，冷卻后過100目篩，得到灰渣；將高嶺土于800°C下保溫，煅燒2h，冷卻，制得偏高嶺土。 分別取灰渣60g、偏高嶺土 40g攪拌均勾；加入氫氧化鈉 7. 2g、娃酸鈉 7. 2g和水10g，于攪拌 機中攪拌，充分混合，制得衆體；將混合衆體擠壓注入16_X 16_X 20mm長方體試件中， 并送至干燥箱，80°C養護23h ;將試體取出脫模，于80°C繼續養護7d，即得化工剩余污泥基 免燒生態磚。經測試，抗壓強度為14. 78MPa。
[0033] 實施例3
[0034] 取化工剩余污泥于120°C干燥6小時得到干化污泥，干化污泥于1150°C通氧焚燒 lh，冷卻后過100目篩，得到灰渣；將高嶺土于800°C下保溫，煅燒2h，冷卻，制得偏高嶺土。 分別取灰渣60g、偏高嶺土 40g攪拌均勾；加入氫氧化鈉 9. 6g、娃酸鈉 9. 6g和水10g，于攪 拌機中攪拌，充分混合，制得衆體；將混合衆體擠壓注入16_X 16_X 20mm長方體試件中， 并送至干燥箱，60°C養護23h ;將試體取出脫模，于60°C繼續養護7d，即得化工剩余污泥基 免燒生態磚。經測試，抗壓強度為13. 98MPa。
【主權項】
1. 一種剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于包含如下步驟：剩余污泥基免燒 生態磚的制備：①將剩余污泥焚燒灰渣、偏高嶺土粉碎后按一定比例混合，攪拌均勻得混合 料；②加入氫氧化鈉、硅酸鈉和水，于攪拌機中攪拌，充分混合，制得漿體；③將混合漿體擠 壓注入試件中，并送至干燥箱養護；④將試體取出脫模，于20~80Γ繼續養護7d，制得剩余 污泥基免燒生態磚。2. 根據權利要求1所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于所述的剩余污 泥焚燒灰渣通過以下方法制備：剩余污泥經脫水，干燥得干化污泥；干化污泥焚燒處置后， 粉碎、過篩，得到剩余污泥焚燒灰渣。3. 根據權利要求2所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于所述的污泥選 自化工行業污水處理廠二次沉淀池排出的剩余污泥、其他行業或集中生活污水處理廠二次 沉淀池排出的剩余污泥；優選化工行業污水處理廠二次沉淀池排出的剩余污泥。4. 根據權利要求3所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于干燥化工剩余 污泥溫度為105~120°C，干燥時間6~8h ;干化污泥焚燒溫度為1100~1200°C，焚燒時 間為1~2h ;過篩孔徑在100~200目之間。5. 根據權利要求1所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于所述的偏高嶺 土通過以下方法制備：將高嶺土于600~900°C下保溫，煅燒1. 5~3h，冷卻，制得偏高嶺 土。6. 根據權利要求1所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于污泥焚燒灰渣 與偏高嶺土粉碎后過100目篩。7. 根據權利要求6所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于步驟①中粉碎 過篩后的污泥焚燒灰渣與偏高嶺土按55~65 :35~45的質量比混合。8. 根據權利要求1所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于步驟②中氫氧 化鈉、硅酸鈉、水占步驟①中偏高嶺土的質量分數分別為10~30%、10~30%、20~30%。9. 根據權利要求1所述的剩余污泥制備免燒生態磚的方法，其特征在于步驟③中干燥 箱中養護的溫度為20~80°C，養護時間為22~24h。10. 按照權利要求1~9中任一項所述的方法制備的免燒生態磚。
【專利摘要】本發明公開了一種化工剩余污泥制備免燒生態磚的方法及制備的產品。該方法是將剩余污泥焚燒灰渣、偏高嶺土按一定比例混合，攪拌均勻得混合料，加入氫氧化鈉、硅酸鈉和水，于攪拌機中攪拌，充分混合，制得漿體；將混合漿體擠壓注入一定規格的長方體試件中，并送至干燥箱養護；試體取出脫模，于20～80℃繼續養護7d，制得剩余污泥基免燒生態磚。該種生態磚輕質多孔、強度較大，便于施工控制。有望用于化工園區內河道、景觀河生態護坡以及園區里的生態鋪路磚等。
【IPC分類】C04B28/26, C04B38/00
【公開號】CN105601313
【申請號】CN201410681582
【發明人】徐炎華, 胡俊, 俞敏潔, 喻化, 徐學驍
【申請人】南京工大環境科技有限公司, 南京工業大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2014年11月24日