本發(fā)明屬于固體廢棄物處理與建筑材料生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種利用市政污泥為造孔劑生產(chǎn)防堵燒結(jié)透水磚的方法。
背景技術(shù)：
市政污泥是由多種微生物和大量有機(jī)、無機(jī)顆粒組成的絮狀物，其中含有大量病源菌、重金屬、持久性有機(jī)污染物等有毒有害物質(zhì)。如不對(duì)市政污泥進(jìn)行適當(dāng)處理，會(huì)對(duì)人體及自然環(huán)境造成極大負(fù)面影響。2015年，我國年產(chǎn)80％含水率的污泥量約為3500萬t，并在以10％～15％的速度持續(xù)增長(zhǎng)，處理壓力巨大。2016年4月，在全國污泥處理處置高峰論壇上，同濟(jì)大學(xué)戴曉虎教授指出：我國未進(jìn)行任何處置就排放的污泥量可能高達(dá)75％以上。市政污泥已成為我國當(dāng)代社會(huì)越來越嚴(yán)重的環(huán)境負(fù)擔(dān)。
污泥衛(wèi)生填埋是我國最常用的污泥處置方式，具有工藝流程簡(jiǎn)單、易管理等特點(diǎn)。但隨著我國土地資源的日益緊張，填埋場(chǎng)選址越來越困難，間接導(dǎo)致污泥的運(yùn)輸成本不斷增加；同時(shí)，污泥衛(wèi)生填埋場(chǎng)的滲濾液和有害氣體存在泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)土壤、水體和大氣環(huán)境有極大的潛在威脅。
污泥焚燒是我國政府較為鼓勵(lì)的處理方式，減量化效果顯著。但污泥單獨(dú)焚燒需要先將其進(jìn)行機(jī)械脫水；而將污泥與其他種類垃圾混合焚燒往往需要添加輔助燃料。這都在一定程度上增加了運(yùn)行成本，也造成了資源的浪費(fèi)。
污泥堆肥屬于污泥穩(wěn)定化的一種處置方式。它具有基建費(fèi)用低、容易管理、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但堆肥過程中會(huì)散發(fā)惡臭氣體，同時(shí)堆肥產(chǎn)品在市場(chǎng)上″有價(jià)無市″，發(fā)展前景一般。
在公開號(hào)為CN105601254A的發(fā)明專利中，以粉煤灰、黏土和菱鎂礦為主要原料制備了透水磚。在該工藝方法中需要添加15％的菱鎂礦，生產(chǎn)成本較高，且在工藝過程中對(duì)原料粒度大小有嚴(yán)格要求，不利于該工藝向工業(yè)生產(chǎn)推廣。
在公開號(hào)為CN101318805A的發(fā)明專利中，以粉煤灰和污泥為主要原料制備了透水磚。在該工藝方法中需要額外添加5％的珍珠巖作為造孔劑，客觀上增加了系統(tǒng)的運(yùn)營成本。
在公開號(hào)為CN102515705A的發(fā)明專利中，以糖濾泥、市政污泥和粉煤灰為主要原料制備了透水材料。在該工藝方法中需要添加的原料種類較多(玻璃粉、水曲柳黏土、廢陶瓷)，工藝過程過于復(fù)雜。
在公開號(hào)為CN103044006A的發(fā)明專利中，以粉煤灰、給水污泥和建筑用砂為主要原料制備了透水磚。該工藝方法中建筑用砂比例高達(dá)30％，且需要額外添加10％～15％的粘結(jié)劑，對(duì)原料種類的要求較多，工藝工程較為復(fù)雜，不利于該工藝向工業(yè)生產(chǎn)推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有污泥處置技術(shù)的不足，提供一種利用市政污泥為造孔劑生產(chǎn)防堵燒結(jié)透水磚的方法。
為達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明的利用市政污泥為造孔劑生產(chǎn)防堵燒結(jié)透水磚的方法，其中，所述的透水磚是由市政污泥、粉煤灰和黏土制成的。
較佳的，所述的透水磚是按下述方法制成的：
1)將市政污泥、粉煤灰和黏土按預(yù)定的質(zhì)量比混合，并加水?dāng)嚢杈鶆颍?/p>
2)將混勻后的泥料成型、干燥；
3)將干燥后坯料轉(zhuǎn)移至爐中高溫?zé)瞥刹摹?/p>
較佳的，所述的透水磚是按下述方法制成的：
1)市政污泥、粉煤灰和黏土分別進(jìn)行干燥并磨細(xì)；
2)將市政污泥、粉煤灰和黏土以一定的質(zhì)量比混合，并加水?dāng)嚢杈鶆颍?/p>
3)將混勻后的泥料添加到模具中，用壓片機(jī)加壓成型；
4)將成型后的坯料干燥；
5)將坯料轉(zhuǎn)移至爐中高溫?zé)瞥刹摹?/p>
較佳的，污泥粉磨至粒度在40目左右，黏土粉磨至粒度在60目左右，粉煤灰磨至粒度 在100目左右。
較佳的，所述的原料中，市政污泥干粉為20－40重量份，粉煤灰為40－60重量份，黏土為10－20重量份。
較佳的，三種原料混合后添加總質(zhì)量25％左右的水來混勻泥料。
較佳的，泥料進(jìn)入模具后用壓片機(jī)加壓成型，成型壓力在15～30Mpa之間。
較佳的，成型后的坯料干燥溫度為105℃。
較佳的，所述的燒結(jié)過程為：
1)以2℃－5℃/min將系統(tǒng)從室溫升至100℃－150℃；
2)再以1℃－1.5℃/min從100℃－150℃升至450℃－500℃，并在450℃－500℃下保溫1小時(shí)－2小時(shí)；
3)然后將系統(tǒng)以1℃－1.5℃/min從450℃－500℃升至900℃－1000℃；
4)最后以1℃－1.5℃/1.5min的速度從900℃－1000℃升至1150℃－1200℃，并在1150℃－1200℃下保溫3－4小時(shí)。
上述方法利用污泥中含有大量有機(jī)物，經(jīng)過燒結(jié)后形成了多孔結(jié)構(gòu)，可以充當(dāng)造孔劑，通過與骨料和粘合劑的混合燒結(jié)，能夠生產(chǎn)出具有高強(qiáng)度、高透水性的透水磚。這一方面實(shí)現(xiàn)了市政污泥的最終處置，同時(shí)又得到了資源化的產(chǎn)品透水磚，有效的實(shí)現(xiàn)了固體廢物的″減量化、資源化、無害化″。
附圖說明
圖1是本方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明旨在通過利用污泥中含有大量有機(jī)物，經(jīng)過燒結(jié)后形成了多孔結(jié)構(gòu)，可以充當(dāng)造孔劑，并通過與骨料和粘合劑的混合燒結(jié)，能夠生產(chǎn)出具有高強(qiáng)度、高透水性的透水磚。本 發(fā)明中下述的污泥特指經(jīng)過干燥的污泥干粉。
實(shí)施例1
一種防堵燒結(jié)透水磚的原料組成如下：污泥20重量份，粉煤灰含量為60重量份，黏土20重量份。其中，污泥、粉煤灰、黏土的粒度分別為40目、100目、60目，成型壓力為20Mpa。
燒結(jié)過程為：
1)以2℃min將系統(tǒng)從室溫升至100℃；
2)再以1℃/min從100℃升至450℃，并在450℃下保溫1小時(shí)；
3)然后將系統(tǒng)以1.5℃/min從450℃升至900℃；
4)最后以1℃/1.5min的速度從900℃升至1150℃，并在1150℃下保溫4小時(shí)。
實(shí)施例2
一種防堵燒結(jié)透水磚的原料組成如下：污泥30重量份，粉煤灰含量為60重量份，黏土10重量份。其中，污泥、粉煤灰、黏土的粒度分別為40目、100目、60目，成型壓力為16Mpa。
燒結(jié)過程為：
1)以2℃min將系統(tǒng)從室溫升至130℃；
2)再以1℃/min從130℃升至480℃，并在480℃下保溫1.5小時(shí)；
3)然后將系統(tǒng)以1.5℃/min從480℃升至900℃；
4)最后以1℃/1.5min的速度從900℃升至1150℃，并在1150℃下保溫3小時(shí)。
實(shí)施例3
一種防堵燒結(jié)透水磚的原料組成如下：污泥40重量份，粉煤灰含量為50重量份，黏土10重量份。其中，污泥、粉煤灰、黏土的粒度分別為40目、100目、60目，成型壓力為20Mpa。
燒結(jié)過程為：
1)以2℃min將系統(tǒng)從室溫升至100℃；
2)再以1℃/min從100℃升至450℃，并在450℃下保溫1小時(shí)；
3)然后將系統(tǒng)以1.5℃/min從450℃升至900℃；
4)最后以1℃/1.5min的速度從900℃升至1150℃，并在1150℃下保溫3－4小時(shí)。
實(shí)施例4
一種防堵燒結(jié)透水磚的原料組成如下：污泥20重量份，粉煤灰含量為60重量份，黏土20重量份。其中，污泥、粉煤灰、黏土的粒度分別為40目、100目、60目，成型壓力為15Mpa。
燒結(jié)過程為：
1)以5℃min將系統(tǒng)從室溫升至100℃；
2)再以1℃/min從100℃升至450℃，并在450℃下保溫1小時(shí)；
3)然后將系統(tǒng)以1.5℃/min從450℃升至900℃；
4)最后以1℃/1.5min的速度從900℃升至1150℃，并在1150℃下保溫3小時(shí)。
實(shí)施例5
一種防堵燒結(jié)透水磚的原料組成如下：污泥20重量份，粉煤灰含量為60重量份，黏土20重量份。其中，污泥、粉煤灰、黏土的粒度分別為40目、100目、60目，成型壓力為25Mpa。
燒結(jié)過程為：
1)以5℃min將系統(tǒng)從室溫升至150℃；
2)再以1℃/min從150℃升至500℃，并在500℃下保溫1小時(shí)；
3)然后將系統(tǒng)以1.5℃/min從500℃升至1000℃；
4)最后以1℃/1.5min的速度從1000℃升至1200℃，并在1200℃下保溫3小時(shí)。
表1實(shí)施例1～5的透水磚性能情況
綜上可知，本發(fā)明與現(xiàn)有的幾種處理方式相比，利用市政污泥生產(chǎn)透水磚具有突出的優(yōu)勢(shì)。污泥中含有大量有機(jī)物，經(jīng)過燒結(jié)后形成了多孔結(jié)構(gòu)，可以充當(dāng)造孔劑，通過與骨料和粘合劑的混合燒結(jié)，能夠生產(chǎn)出具有高強(qiáng)度、高透水性的透水磚。這一方面實(shí)現(xiàn)了市政污泥的最終處置，同時(shí)又得到了資源化的產(chǎn)品透水磚，有效的實(shí)現(xiàn)了固體廢物的″減量化、資源化、無害化″。