專利名稱：用于河道護坡的生態(tài)磚及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于坡面生態(tài)修復領域，特別涉及一種用于河道護坡的生態(tài)磚及其制備方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)河道整治工程中，多采用漿砌或干砌塊石、現(xiàn)澆或預制混凝土等剛性材料 護坡，這類護坡形式，只能發(fā)揮出城鎮(zhèn)河道的行洪、排澇以及水土保持等功效，忽略了河道 與岸上生態(tài)系統(tǒng)的有機聯(lián)系及整治后原有生物群落的恢復，使得邊坡上植物難以生長，魚 類及兩棲類動物失去了棲息和繁殖的條件，水體也因脫離了生物群落，自凈能力降低，進而 影響整個河流的生態(tài)環(huán)境。真正意義上的生態(tài)護坡，應該是在保證邊坡穩(wěn)定的基礎上，以營 造邊坡的生物多樣性為目標，在水土生物之間，形成物質(zhì)、信息和能量的循環(huán)體系，使護坡 不僅具有景觀效果，還能修復受污染的河流水體，提高河流的自凈能力。根據(jù)所用材料的不 同，可將河道生態(tài)護坡分為自然原型護坡、自然型護坡和多自然型護坡3種形式。自然原型 護坡只采用種植制備保護河岸，抵抗洪水的能力較差；后兩種護坡不但種植植被，還適當采 用木材、石材等天然材料，植物混凝土、生態(tài)磚等人工材料增加護坡的穩(wěn)定性，同時使護坡 具備生態(tài)和景觀效應。近年來，國內(nèi)部分生活污水處理廠開始采用增鈣熱干化技術進一步處置脫水后污 泥，其原理是將生石灰與含水率80%的污泥進行混合反應，產(chǎn)熱之后溫度能夠升到100°C左 右。生石灰可以迅速的與污泥中的水分及碳酸根反應生成氫氧化鈣和碳酸鈣，污泥含水率 可在幾分鐘的時間內(nèi)由80%迅速下降至40%左右。經(jīng)該技術干化后的增鈣污泥含水率大大 降低，但因增加了較多的氫氧化鈣等無機物質(zhì)，干化后仍有較大的總固體體積，是急需解決 的固體廢棄物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種以增鈣污泥為主要原料的用于河道護坡的生態(tài)磚，既可以有效緩解污 泥處置的矛盾，又實現(xiàn)了增鈣污泥中有益成分的再利用，制備的生態(tài)磚可以在河岸坡面植 被恢復、邊坡加固、環(huán)境綠化等方面發(fā)揮重要作用。本發(fā)明的另一個目的是提供一種以增鈣污泥為主要原料的用于河道護坡的生態(tài) 磚的制備方法。本發(fā)明是通過以下的技術方案來實施的
一種用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于由如下原料組成增鈣污泥50 63體積份， 粘結(jié)劑20 25體積份，含鉀肥料10 12體積份，成孔劑3 10體積份，保水劑2 5體 積份，占混合物總體積10%-20%的水和適量pH調(diào)節(jié)劑。前述用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的粘結(jié)劑是黏土與河砂的混合物， 兩者的體積比是1:1 1:1. 5。前述用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的含鉀肥料選用草木灰、硫酸鉀、氯 化鉀中的一種。前述用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的成孔劑選用秸稈、稻殼、鋸木屑中 的一種。
前述用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的保水劑是高分子聚丙烯酸鈉或者 聚丙烯酸/凹凸棒復合保水劑。前述用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的PH調(diào)節(jié)劑選用稀硫酸、稀鹽酸、 硫酸鈣中的一種。用于河道護坡的生態(tài)磚的制備方法，其特征在于包括以下的步驟
(1)、原料預處理取增鈣污泥，于100-105°c干燥Mh，然后在馬福爐中600 620°C燒 4 h，得灰白色污泥灰，球磨機研磨，過100目篩，備用；
(2)、混合按比例將污泥灰和粘結(jié)劑，含鉀肥料，成孔劑，保水劑混合，攪拌均勻，并逐 步添加水使混合物料呈粘稠狀，用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH呈中性或弱酸性；
(3)、按照制備磚的常規(guī)工藝使混合物成型，外形是正八邊形，邊長8cm，高度5cm，干燥 溫度為300 500°C，干燥時間為2h ；
(4)、經(jīng)過干燥的磚坯送入隧道窯進行焙燒，燒成溫度為1000 1200°C，焙燒時間為 4h，冷卻時間為Ih。本發(fā)明以增鈣污泥為主要原材料，據(jù)調(diào)查其含有的有機質(zhì)、總氮、總磷及總鉀的平 均含量分別為觀0、四.6,22. 2,5. 83 g/kg，可以為坡面植被的恢復提供必要的營養(yǎng)條 件，且可以提供長效養(yǎng)分；以黏土河砂的混合物為粘結(jié)劑，使生態(tài)磚能夠燒制成型；以草木 灰、硫酸鉀、氯化鉀中的一種為含鉀肥料，用來補充增鈣污泥中含量較少，但植物生長又必 須的鉀肥；以具有植物維管和殼體的有機廢棄物為成孔劑，使生態(tài)磚具有微孔結(jié)構(gòu)，有利于 植物根系的呼吸，并減輕生態(tài)磚的重量；以高分子聚丙烯酸鈉或者聚丙烯酸/凹凸棒復合 保水劑為保水劑，為坡面植被恢復初期提供充足的水分，磚體保水性好，抗旱、抗風化能力 強；由于增鈣污泥中含有大量的Ca (OH) 2等堿性物質(zhì)，在制作生態(tài)磚的過程中需要添加稀硫 酸、稀鹽酸、硫酸鈣中的一種為PH調(diào)節(jié)劑，使原料混合物的pH為中性或微酸性，有利于坡面 植被的恢復。且磚體呈正八邊形，在河岸邊坡鋪設時，不會完全覆蓋邊坡土壤，保證了河道、 空氣、邊坡土壤的正常物質(zhì)能量交換。總之，本發(fā)明既消耗了大量的增鈣污泥，避免了污泥的二次污染，又充分利 用了增鈣污泥中的有機質(zhì)、氮、磷等營養(yǎng)成分制成可供植物生長的營養(yǎng)磚體，可以在河岸邊 坡生態(tài)修復中發(fā)揮防護、綠化、景觀等多重作用，達到了“變廢為寶”的目的。
具體實施例方式本發(fā)明結(jié)合以下的實施例具體說明本發(fā)明的細節(jié)。其中所采用的增鈣污泥 取自北京某應用增鈣熱干化技術的污水廠，保水劑購自唐山某科技集團有限公司和山東某 聚合物公司。實施例1
(1)取增鈣污泥，放入烘箱內(nèi)，在100-105°c干燥Mh，把經(jīng)干燥處理的污泥放入馬福爐 中于600 620°C燒4 h，得灰白色污泥灰，在球磨機上研磨，過100目篩，備用。(2)以每IOOm3混合物料含有以下成分進行配比增鈣污泥50m3，黏土 10 m3，河砂 15 m3，草木灰10 m3，秸稈10 m3，高分子聚丙烯酸鈉5 m3，加入占混合物總體積20%的水攪 拌混勻，并以10%硫酸鈣為pH調(diào)節(jié)劑，使原料混合物為中性或微酸性；
(3)將混合物料送入雙級真空擠磚機，擠出成型的泥條經(jīng)自動切坯機切割成邊長8cm，高度5cm的正八邊形磚坯；
(4)濕磚坯經(jīng)大斷面隧道干燥室干燥2h，干燥溫度為500°C；
(5)將干燥的磚坯被送入一體化裝配式隧道窯進行焙燒4h，燒成溫度為1000°C，再冷 卻Ih后出窯即得所需生態(tài)磚成品。 實施例2至實施例6所采用的材料以及制備的工藝見下表，除表格中的內(nèi)容之外， 其余與實施例1記載的內(nèi)容相同。
權(quán)利要求
1.用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于由如下原料組成增鈣污泥50 63體積份，粘 結(jié)劑20 25體積份，含鉀肥料10 12體積份，成孔劑3 10體積份，保水劑2 5體積 份，占混合物總體積10%-20%的水和適量pH調(diào)節(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的粘結(jié)劑是黏土與 河砂的混合物，兩者的體積比是1:1 1 :1. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的含鉀肥料選用草 木灰、硫酸鉀、氯化鉀中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的成孔劑選用秸 稈、稻殼、鋸木屑中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的保水劑是高分子 聚丙烯酸鈉或者聚丙烯酸/凹凸棒復合保水劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于河道護坡的生態(tài)磚，其特征在于所述的pH調(diào)節(jié)劑選用稀 硫酸、稀鹽酸、硫酸鈣中的一種。
7.權(quán)利要求1所述的用于河道護坡的生態(tài)磚的制備方法，其特征在于包括以下的步驟(1)、原料預處理取增鈣污泥，于100-105°C干燥Mh，然后在馬福爐中600 620°C燒 4 h，得灰白色污泥灰，球磨機研磨，過100目篩，備用；(2)、混合按比例將污泥灰和粘結(jié)劑，含鉀肥料，成孔劑，保水劑混合，攪拌均勻，并逐 步添加水使混合物料呈粘稠狀，用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH呈中性或弱酸性；(3)、按照制備磚的常規(guī)工藝使混合物成型、干燥，干燥溫度為300 500°C，干燥時間為(4)、經(jīng)過干燥的磚坯送入隧道窯進行焙燒，燒成溫度為1000 1200°C，焙燒時間為 4h，冷卻時間為Ih。
8.權(quán)利要求7所述的用于河道護坡的生態(tài)磚的制備方法，其特征在于所述的粘結(jié)劑是 黏土與河砂的混合物，兩者的體積比是1 1 1 :1. 5 ；所述的含鉀肥料選用草木灰、硫酸鉀、 氯化鉀中的一種；所述的成孔劑選用秸稈、稻殼、鋸木屑中的一種；所述的保水劑是高分子 聚丙烯酸鈉或者聚丙烯酸/凹凸棒復合保水劑；所述的PH調(diào)節(jié)劑選用稀硫酸、稀鹽酸、硫 酸鈣中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于河道護坡的生態(tài)磚，制備方法是取增鈣污泥，于100～105℃干燥24h，在馬福爐中600～620℃燒4h，得灰白色污泥灰，球磨機研磨，過100目篩，備用；按每100m3混合物含增鈣污泥50～63%，粘結(jié)劑20～25%，含鉀肥料10～12%，成孔劑3～10%，保水劑2～5%的比例將各組分混合，加水使混合物料呈粘稠狀，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)呈中性或弱酸性；按照制備磚的常規(guī)工藝使混合物成型、300～500℃干燥2h；1000～1200℃焙燒4h，冷卻1h，即可獲得鋪設河岸護坡的生態(tài)磚。本發(fā)明充分利用增鈣污泥這一城市廢物，實現(xiàn)了城市污泥的無害化、減量化、資源化處置，獲得的生態(tài)磚能加固邊坡、恢復河岸坡面植。
文檔編號C04B38/06GK102060567SQ20101056185
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者馮騫, 操家順, 薛朝霞 申請人:河海大學