一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，水玻璃溶液配置；原料混合过筛处理；浆液拌匀注模；浆液固化成型；固化物抗压测试，本发明专利技术通过利用污泥焚烧后产生的灰和渣来制备地质聚合物，达到固废综合利用的效果，污泥焚烧后的渣本身相当于骨料的作用，可以提高地质聚合物的强度，抗渗性和耐久性，而污泥焚烧后的灰具有胶的性质，配合水胶比，可以使地质聚合物得到早强快硬的性质，另外，本发明专利技术能够在制备过程中对水玻璃的模数、性能调节剂的掺量和养护制度等工艺流程进行了精确的把控，使得后续生成的地质聚合物具备更高的机械强度和质量，同时保证生成的地质聚合物具备更高的力学性能。备更高的力学性能。备更高的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法


[0001]本专利技术涉及污泥处理
，具体为一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法。

技术介绍

[0002]污泥是生活污水和工业废水在处理过程中产生的一类危害性极大的有毒沉淀物质，最常见的污泥资源化利用是将污泥高温焚烧后通过焚烧污泥产生的灰和渣来作为掺合料制备建材，而地质聚合物是用具有火山灰活性或潜在水硬性原料与碱性激活剂反应生成的一类胶凝材料，在富含硅铝酸盐材料的碱激活过程中，碱性激发剂的性质对最终产物结构和机械性能的影响很大，因此，碱性激发剂是使硅铝酸盐材料中Si和Al原子溶出形成地质聚合物前驱体的关键，而这与水玻璃的模数关系密切，水玻璃模数对地质聚合物的成型质量起到了重要的影响作用，同时原料的类型、颗粒大小、化学组成及养护制度等也是影响地质聚合反应过程的几个重要方面，共同决定着最终合成产物的性质；
[0003]但是目前在基于污泥焚烧产物来生产地质聚合物的过程中由于不具备对水玻璃的模数、性能调节剂掺量和养护制度等工艺流程进行精确把控的手段，导致不同参数的水玻璃的模数、性能调节剂掺量和养护制度对地质聚合物力学性能的影响较大，降低了地质聚合物生产后的机械强度和质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，可以有效解决上述
技术介绍
中提出目前在基于污泥焚烧产物来生产地质聚合物的过程中由于不具备对水玻璃的模数、性能调节剂掺量和养护制度等工艺流程进行精确把控的手段，导致不同参数的水玻璃的模数、性能调节剂掺量和养护制度对地质聚合物力学性能的影响较大，降低了地质聚合物生产后的机械强度和质量的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，具体包括如下生产步骤：
[0006]S1、水玻璃溶液配置；
[0007]S2、原料混合过筛处理；
[0008]S3、浆液拌匀注模；
[0009]S4、浆液固化成型；
[0010]S5、固化物抗压测试。
[0011]根据上述技术方案，所述S1中，水玻璃溶液配置主要是指通过NaOH来调节水玻璃的模数，使水玻璃稀释到设定的浓度，水玻璃选用硅酸钠水玻璃，含水量为61wt％，水玻璃模数M＝n(Si02)/n(Na2O)，控制水玻璃模数为2。
[0012]根据上述技术方案，所述S2中，原料混合过筛处理包括混合砂浆和筛选灰渣；
[0013]所述混合砂浆是指将水和砂在混料设备内进行混合，制备得到砂浆，所述筛选灰
渣是指将污泥经过焚烧后得到的灰和渣进行过筛处理，过筛目数为15目，并在污泥灰渣过筛处理后，检测灰渣中某一重金属的含量，记污泥灰渣中该重金属含量为W1。
[0014]根据上述技术方案，所述S3中，浆液拌匀注模包括浆液的制备和浆液的注模；
[0015]所述浆液的制备是指将过筛处理后的灰和渣倒入到经水和砂混合后制得的砂浆中，同时将水玻璃也加入到混料设备内，启动混料设备，控制搅拌转速为55rpm，控制搅拌时间为5min，制得浆液，制得的浆液中各组分的比例为，水：灰：渣：砂：水玻璃＝1：2：2.5：2.5：1。
[0016]根据上述技术方案，在浆液制得后需要对浆液含水率以及浆液中重金属的处置率进行检测；
[0017]在检测浆液含水率时，检测浆液中水的质量和浆液中除水之外的固体质量，记浆液中水的质量为J1，浆液中除水之外的固体质量为J2，则浆液含水率：J＝J1/(J1+J2)*100％；
[0018]在检测浆液中重金属的处置率时，检测浆液中与步骤S2中相同的重金属的含量，记浆液中该重金属的含量为W2，则浆液中重金属的处置率H＝(W1
‑
W2)/W1*100％(H＝(W1
‑
W2)/W1*100％)。
[0019]根据上述技术方案，所述浆液的注模是指在浆液经过加料处理并在检测含水率和重金属处置率之后，将得到的浆液倒入到成型模具内。
[0020]根据上述技术方案，所述S4中，在浆液倒入到成型模具后的成型过程中，控制成型模具中浆液的成型压力28MPa，并控制浆液固化成型的时间为6.5min，在浆液固化成型后，将得到的固化后的浆液制品转移到恒温恒湿箱中进行养护，控制养护箱内的养护温度97℃，养护时间为15h，相对湿度80％，在养护箱内养护15h后，在将养护箱内的浆液制品转移到箱外，并使浆液制品在空气中进行养护，养护时间为21天，浆液制品在空气中养护后得到成型的固化物。
[0021]根据上述技术方案，在浆液制成固化物后，需要对固化物的含水率进行检测，在检测固化物的含水率时，先检测固化物中的水质量，记固化物中水的质量G1，再检测固化物中除水之外的固体质量，记固化物中固体质量为G2，则固化物含水率：G＝G1/(G1+G2)*100％；
[0022]在步骤S3和步骤S4中分别对浆液含水率和固化物含水率进行检测后，需要对浆液的脱水率进行检测，浆液的脱水率由公式T＝(J1
‑
G1)/J1*100％进行测量，其中J1为浆液中的水质量，G1为固化物中的水质量，T为浆液的脱水率。
[0023]根据上述技术方案，所述S5中，固化物抗压测试，在浆液经固化处理制得成型的固化物后，通过压力测试设备来测试经自然养护21天后的固化物的抗压强度，在测试固化物抗压强度的过程中，主要通过压力测试设备对固化物进行均匀施压，来测量固化物的极限承受压力来得到该固化物的抗压强度。
[0024]根据上述技术方案，在测得固化物的抗压强度后设定标准值为20MPa，则固化物抗压强度低于20MPa时为低强度固化物，固化物抗压强度等于20MPa时为标准强度固化物，固化物抗压强度大于20MPa时为高强度固化物。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术通过利用污泥焚烧后产生的灰和渣来制备地质聚合物，达到固废综合利用的效果，解决了现有污泥处理难度大的问题，同时，污泥焚烧后的渣本身相当于骨料的作
用，可以提高地质聚合物的强度，抗渗性和耐久性，而污泥焚烧后的灰具有胶的性质，配合水胶比，可以使地质聚合物得到早强快硬的性质；
[0027]另外，本专利技术基于污泥焚烧产物来制备地质聚合物，能够在制备过程中对水玻璃的模数、性能调节剂的掺量和养护制度等工艺流程进行了精确的把控，从而便于精确的掌握水玻璃、性能调节剂和养护制度的具体参数，使得后续生成的地质聚合物具备更高的机械强度和质量，从而使得该生产的工艺流程具有能耗低，成本低的特点，避免资源的损耗，同时保证生成的地质聚合物具备更高的力学性能。
[0028]在实际生产过程中，通过对浆液的含水率进行检测，进而方便人们更为精确的掌握该生成地质聚合物的浆液的含水率，同时浆液在后续经固化成型为固化物时，通过对固化物的含水率进行检测，进而方便精确的知晓该生成的地质聚合物的含水率，同时通过对浆液的含水率和固化物的含水率进行分别检测，以此来方便掌握该固化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，其特征在于：具体包括如下生产步骤：S1、水玻璃溶液配置；S2、原料混合过筛处理；S3、浆液拌匀注模；S4、浆液固化成型；S5、固化物抗压测试。2.根据权利要求1所述的一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，其特征在于：所述S1中，水玻璃溶液配置主要是指通过NaOH来调节水玻璃的模数，使水玻璃稀释到设定的浓度，水玻璃选用硅酸钠水玻璃，含水量为61wt％，水玻璃模数M＝n(Si02)/n(Na2O)，控制水玻璃模数为1.6
‑
2.5。3.根据权利要求1所述的一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，其特征在于：所述S2中，原料混合过筛处理包括混合砂浆和筛选灰渣；所述混合砂浆是指将水和砂在混料设备内进行混合，制备得到砂浆，所述筛选灰渣是指将污泥经过焚烧后得到的灰和渣进行过筛处理，过筛目数为10
‑
20目，并在污泥灰渣过筛处理后，检测灰渣中某一重金属的含量，记污泥灰渣中该重金属含量为W1。4.根据权利要求3所述的一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，其特征在于：所述S3中，浆液拌匀注模包括浆液的制备和浆液的注模；所述浆液的制备是指将过筛处理后的灰和渣倒入到经水和砂混合后制得的砂浆中，同时将水玻璃也加入到混料设备内，启动混料设备，控制搅拌转速为50
‑
60rpm，控制搅拌时间为5min，制得浆液，制得的浆液中各组分的比例为，水：灰：渣：砂：水玻璃＝1：(1.5
‑
4)：(1.5
‑
6)：(0
‑
2.5)：1。5.根据权利要求4所述的一种利用污泥焚烧灰渣生产地质聚合物的方法，其特征在于：在浆液制得后需要对浆液含水率以及浆液中重金属的处置率进行检测；在检测浆液含水率时，检测浆液中水的质量和浆液中除水之外的固体质量，记浆液中水的质量为J1，浆液中除水之外的固体质量为J2，则浆液含水率：J＝J1/(J1+J2)*100％；在检测浆液中重金属的处置率时，检测浆液中与步骤S2中相同的重金属的含量，记浆液中该重金属的含量为W2，则浆液中重金属的处置率H＝(W1
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W2)/W1*100％(H＝(W1
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W2)/W1*100％)。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宁瑞，王晗，马幸，
申请(专利权)人：上海国惠环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：