一种城市生活污泥制砖的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种城市生活污泥制砖的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术将改性污泥，预处理黏土，改性纤维，改性添加料，聚烯丙胺，碳酸氢钙，有机硅树脂，硅烷偶联剂，预处理锰矿，改性浮石，搅拌混合，接着加入硝酸铜溶液，随后滴加氢氧化钠溶液调节pH后，注模，压制成型，脱模，得砖坯；将砖坯置于预处理混合液中，浸泡，取出，干燥，得干燥预处理砖坯；将干燥预处理砖坯置于烧结炉中，高温处理，逐级升温，高温烧结，降温，即得城市生活污泥制砖。本发明专利技术技术方案制备的城市生活污泥制砖具有优异的抗压强度的特点，在建筑材料技术行业的发展中具有广阔的前景。

A Method of Making Bricks from Municipal Domestic Sludge

The invention discloses a preparation method for making bricks from municipal domestic sludge, which belongs to the technical field of building materials. The method includes modified sludge, pretreated clay, modified fibers, modified additives, polyallylamine, calcium bicarbonate, organosilicon resin, silane coupling agent, pretreated manganese ore, modified pumice, stirred mixing, then adding copper nitrate solution, then dropping sodium hydroxide solution to adjust pH, injection, compaction, demoulding, brick billets are obtained; brick billets are placed in pretreated mixing solution. After soaking, taking out and drying, the pre-treated bricks can be dried, and the pre-treated bricks can be placed in a sintering furnace for high temperature treatment, stepwise heating, high temperature sintering and cooling, so that the urban domestic sludge can be used to make bricks. The municipal domestic sludge brick-making prepared by the technical scheme of the invention has the characteristics of excellent compressive strength, and has broad prospects in the development of building material technology industry.

【技术实现步骤摘要】
一种城市生活污泥制砖的制备方法
本专利技术公开了一种城市生活污泥制砖的制备方法，属于建筑材料

技术介绍
城市污泥的资源化利用主要是利用城市污泥农用、焚烧和制备建筑材料。水厂污泥是污水处理厂或给水处理场的各个处理工艺在沉淀时排放的废弃物，其主要成分包括在水处理过程中截留的悬浮物；化学处理时吸附的无机、有机颗粒；生物处理中由于生物增殖而脱落的生物絮体等。不同的工业污泥性质不同，其成分也比较复杂。污泥含有大量的有机物、病原体、寄生虫以及重金属等有害物质，一旦处理不当，很容易再次污染水体，现阶段污泥处理的主要方式有焚烧、填埋、投海、堆肥等，不能完全去除污泥中的有害物质。污泥的焚烧技术比较复杂，不仅消耗能源高，而且还带来一系列环境问题。填埋技术要求不高，但是受到土地使用限制，处理不当还会造成地下水污染。由于污泥投海严重污染海洋，现在已经严禁污泥投海。堆肥可以简单有效地处理污泥，但是要特别注意污泥中重金属对土壤的污染。所以，水厂污泥的有效处理是一个当前急需解决的问题。利用水厂污泥代替粘土制砖，不仅能解决污泥处置问题，而且节约土地资源，是污泥处置的有效方法之一。干化污泥制砖是将污泥干化（烘干或在室外自然晾干），经过磨细处理后，与其他原料混合（如粘土），加压成型，焙烧后制成污泥砖。干化污泥制砖可直接利用污泥，由于污泥中含有大量有机物，焙烧能够充分利用污泥燃烧产生热能，节约能源。缺点是在高温焙烧时，有机物转化为气体，致使污泥砖表面不平整，容易产生裂缝。随着污泥掺量升高，污泥砖性能下降明显。当污泥掺量高于30%时，抗压强度已不能达到砖的性能标准。在砖的焙烧过程中，还会有有害气体放出造成空气污染。污泥焚烧灰制砖是将污泥干化处理后，经过焚烧（焚烧炉高温处理或热解炉低温处理）、筛选与其他原料混合（如粘土），加压成型，焙烧后制污泥砖。由于经过高温或热解处理，污泥焚烧灰含有的有机物极少，甚至不含有机物，其所含成分几乎与粘土相同，所以很适合作为烧结砖原料。焚烧灰的掺加量一般能达到50%以上。但是污泥焚烧灰制砖所需压力极大，采用100%的污泥焚烧灰制砖，成型压力一般要在90MPa以上。焚烧灰制做的砖还存在一些缺陷，如因为表面的湿气，会产生泛霜或长苔藓等现象。为了解决这些问题，可以对砖进行表面化学处理或提高烧结温度，这必然会增加制砖成本，而且焚烧污泥还要消耗一部分能源。利用污水处理厂经过经焚烧炉800～1000℃高温处理或热解炉300～500℃低温处理获得灰渣直接制砖,其焚烧灰掺入量达到100%给水厂湿污泥在不含或已经去除体积较大固体杂质的情况下可以直接与其他原料（如粘土）混合，加压成型，焙烧后制成污泥砖。湿污泥通过配一定体积比的其他原料，可以直接制砖。湿污泥制砖不仅利用了污泥中原有的水分，而且不需要对污泥进行复杂的预处理，节约能。其掺入量按体积比一般在40%以上。但是湿污泥含水率较高，所以污泥掺入量不会太高。当污泥体积掺入量达到50%以上时，砖坯烘干后容易开裂。利用污泥制取烧结普通砖，一般干化污泥掺入量在30%左右。利用干化污泥配合页岩及粘土制成烧结普通砖，污泥掺量在5％-6%之间，抗压、抗折强度分别达到MU10和MU15（GB5101-2003）以上，可以用作砌筑承重墙。另外制成的烧结空心砖强度可以砌筑填充墙或隔离墙。通过对不同原料组合进行研究，结果表明污泥配合粘土、黄河泥沙效果较好，其中污泥掺入量为30%。利用干化污泥配合河泥、粘土以及粉煤灰通过挤出成型、自然晾干和控温焙烧3个阶段制成普通砖，污泥掺入量达到50%，制成的烧结砖可以达到国家建材Ⅱ级标准。而传统的城市生活污泥制砖在制备过程中，由于污泥中的有机质分解，使得体系中的产生大量的孔隙，导致体系的抗压强度不佳的问题，以获取更高综合性能的提升，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统城市生活污泥制砖在制备过程中，由于污泥中的有机质分解，使得体系中的产生大量的孔隙，导致体系的抗压强度不佳的问题，提供了一种城市生活污泥制砖的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种城市生活污泥制砖的制备方法，具体制备步骤如下：（1）按重量份数计，将10～20份改性污泥，100～200份预处理黏土，10～20份改性纤维，10～20份改性添加料，3～5份聚烯丙胺，2～3份碳酸氢钙，6～8份有机硅树脂，3～5份硅烷偶联剂，3～5份预处理锰矿，5～8份改性浮石，40～60份水搅拌混合，接着加入预处理黏土体积0.01～0.02倍的硝酸铜溶液，随后滴加氢氧化钠溶液调节pH后，注模，压制成型，脱模，得砖坯；（2）将砖坯置于预处理混合液中，浸泡，取出，干燥，得干燥预处理砖坯；（3）将干燥预处理砖坯置于烧结炉中，高温处理，逐级升温，高温烧结，降温，即得城市生活污泥制砖。步骤（1）所述改性污泥的制备过程为：按重量份数计，将10～20份城市生活污泥，20～30份有机酸，10～30份多元醇，2～3份卡波姆934，3～5份正硅酸乙酯，1～2份甘油，1～2份植物精油加热搅拌反应，接着滴加氨水调节pH至8.1～8.3，搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，粉碎，过筛，即得改性污泥；所述有机酸是由草酸和苹果酸按质量比1：2～1：3配制而成；所述多元醇是由乙二醇和丙三醇按质量比1：3～1：5混合配制而成。步骤（1）所述预处理黏土的处理过程为：按重量份数计，将20～30份黏土，5～8份油泥，3～5份动物油，0.2～0.3份脂肪酶，40～60份水，混合球磨，静置，减压蒸馏，汽爆，干燥，即得预处理黏土；所述动物油为猪油与羊油按质量比1：2～1：7混合配制而成。步骤（1）所述改性纤维的制备过程为：按重量份数计，将20～30份稻壳纤维，2～3份沼液，1～2份蔗糖，30～40份水混合发酵，接着加入稻壳纤维质量0.2～0.3倍的硝酸铁溶液，接着滴加氨水调节pH至8.6～8.9，过滤，汽爆，干燥，炭化，高温处理，即得改性纤维。步骤（1）所述改性添加料的制备过程为：将硅藻土与盐酸按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，得预处理硅藻土，将预处理硅藻土与多巴胺溶液按质量比1：10～1：20搅拌混合，减压浓缩，接着加入硅藻土质量0.1～0.2倍的低熔点合金混合球磨，过筛，即得改性添加料；所述低熔点合金为铋锡合金，铋锡合金中各组分质量含量为：铋占51%（ω），锡占30%（ω），铅占8%（ω），铟占11%（ω）。步骤（1）所述有机硅树脂是由聚甲基有机硅树脂和聚乙基有机硅树脂按质量比1：3～1：5混合配制而成。7.根据权利要求1所述一种城市生活污泥制砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述硅烷偶联剂是由硅烷偶联剂KH-550和硅烷偶联剂KH-560按质量比1：3～1：7混合配制而成。步骤（1）所述预处理锰矿的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得壳聚糖液；将按重量份数计，将20～30份锰矿，2～3份金刚砂，40～60份壳聚糖液搅拌混合，接着加入壳聚糖液体积0.01～0.03倍的对苯二甲醛，搅拌混合，过滤，干燥，球磨粉碎，过筛，煅烧，即得预处理锰矿。步骤（1）所述改性浮石的制备过程为：将氢氟酸与盐酸按体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市生活污泥制砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）按重量份数计，将10～20份改性污泥，100～200份预处理黏土，10～20份改性纤维，10～20份改性添加料，3～5份聚烯丙胺，2～3份碳酸氢钙，6～8份有机硅树脂，3～5份硅烷偶联剂，3～5份预处理锰矿，5～8份改性浮石，40～60份水搅拌混合，接着加入预处理黏土体积0.01～0.02倍的硝酸铜溶液，随后滴加氢氧化钠溶液调节pH后，注模，压制成型，脱模，得砖坯；（2）将砖坯置于预处理混合液中，浸泡，取出，干燥，得干燥预处理砖坯；（3）将干燥预处理砖坯置于烧结炉中，高温处理，逐级升温，高温烧结，降温，即得城市生活污泥制砖。

【技术特征摘要】
1.一种城市生活污泥制砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）按重量份数计，将10～20份改性污泥，100～200份预处理黏土，10～20份改性纤维，10～20份改性添加料，3～5份聚烯丙胺，2～3份碳酸氢钙，6～8份有机硅树脂，3～5份硅烷偶联剂，3～5份预处理锰矿，5～8份改性浮石，40～60份水搅拌混合，接着加入预处理黏土体积0.01～0.02倍的硝酸铜溶液，随后滴加氢氧化钠溶液调节pH后，注模，压制成型，脱模，得砖坯；（2）将砖坯置于预处理混合液中，浸泡，取出，干燥，得干燥预处理砖坯；（3）将干燥预处理砖坯置于烧结炉中，高温处理，逐级升温，高温烧结，降温，即得城市生活污泥制砖。2.根据权利要求1所述一种城市生活污泥制砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述改性污泥的制备过程为：按重量份数计，将10～20份城市生活污泥，20～30份有机酸，10～30份多元醇，2～3份卡波姆934，3～5份正硅酸乙酯，1～2份甘油，1～2份植物精油加热搅拌反应，接着滴加氨水调节pH至8.1～8.3，搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，粉碎，过筛，即得改性污泥；所述有机酸是由草酸和苹果酸按质量比1：2～1：3配制而成；所述多元醇是由乙二醇和丙三醇按质量比1：3～1：5混合配制而成。3.根据权利要求1所述一种城市生活污泥制砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述预处理黏土的处理过程为：按重量份数计，将20～30份黏土，5～8份油泥，3～5份动物油，0.2～0.3份脂肪酶，40～60份水，混合球磨，静置，减压蒸馏，汽爆，干燥，即得预处理黏土；所述动物油为猪油与羊油按质量比1：2～1：7混合配制而成。4.根据权利要求1所述一种城市生活污泥制砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述改性纤维的制备过程为：按重量份数计，将20～30份稻壳纤维，2～3份沼液，1～2份蔗糖，30～40份水混合发酵，接着加入稻壳纤维质量0.2～0.3倍的硝酸铁溶液，接着滴加氨水调节pH至8.6～8.9，过滤，汽爆，干燥，炭化，高温处理，即得改性纤维。5.根据权利要求1所述一种城市生活污泥制砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述改性添加料的制备过程为：将硅藻土与盐酸按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，得预处理硅藻土，将预处理硅藻...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈也，仲华，吴加仁，
申请(专利权)人：陈也，
类型：发明
国别省市：湖南,43