专利名称：一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法
技术领域：
本发明涉及一种固体废弃物回收利用技术和建筑材料生产，特别涉及一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法。
背景技术：
现代城市地表被越来越多的建筑物和混凝土等所覆盖，这种地表的“硬化”使得大气降水难以及时渗入地下。一方面，因为缺乏地表水的补给，造成地下水位降低；另一方面，地表径流的增大加重了排水系统的负担，也容易产生洪涝灾害。因此，发明透水砖，让雨水迅速渗透从而缓解地下水短缺问题和降低洪涝灾害发生概率，减轻城市排水系统压力和污水处理费用。同时，随着给水厂水源的污染，给水污泥产量逐步增多，给水污泥处置成为水处理行业中的一个难题，利用给水污泥制备透水砖既解决了给水污泥的处置问题，也可实现废物资源化利用，具有积极的意义。灾过去很长一段时间里，粘土实心砖作为建筑行业用量最大最重要的墙体材料，每年不仅毁坏大量土地，而且破坏了生态环境。为了寻找一种新的资源替代粘土制备建筑材料，国内外学者对固体废弃物作为建筑材料的利用进行了大量的研究。如Cheng-FangLin等利用城市污泥焚烧灰和城市固体废弃物焚烧灰为原料制得透水砖；济南大学管丽攀以城市污泥、黄河淤泥、煤矸石、水渣等固体废弃物制备渗水砖；万隆教授和饶玲丽等采用粉煤灰制备透水砖；吕淑珍等以萤石尾砂和珍珠岩废矿粉为主要原料制备透水砖等。但是，以上利用固体废弃物制备的透水砖，其原料大多毒性较高，安全性偏低。给水污泥重金属含量少，其他有害物质也少，毒性很低，且利用给水污泥制备透水砖的研究尚未见报道，国内还没有利用给水污泥制备透水砖的相关专利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术研究的不足，提出一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法，给水厂脱水污泥经干燥后直接加入配料中，通过压制成型、低温干燥、高温烧制，形成强度较高的成品。所述一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法工艺包括1.原材料
污泥采用城市给水厂脱水污泥，烘干碾碎后制成污泥粉，且粒径约O. 27mm ；
粉煤灰采用火电厂湿排粉煤灰，自然干燥，粒径约O. 15mm ；
普通建筑砂粒径1. Omm —1. 4mm ；
粘结剂(如长石粉或水玻璃)化学纯。2.工艺步骤
O配料(质量百分数)给水污泥30% - 40% ;粉煤灰10% - 20% ;普通建筑砂30% —35%,粘结剂 10% — 15% ；
2)加水在上述混合物料中加入总物料干质量12% - 14%左右的水，搅拌均匀；3)陈腐在25°C恒温环境中贮存20- 24小时；
4)压制成型将所述物料放入模具，以25Mpa— 30Mpa压强压制成型；
5)干燥把生坯放入恒温干燥箱，在100°C— 105°C干燥6h ；
6)烧制从室温开始，以一定速率升温到1150°C并保温I小时；
7)冷却自然冷却至室温，即制得成品。本发明针对给水厂脱水污泥作为制备透水砖的主要原料，经过充分研究和大量、反复试验，优选确定了一定配比的粉煤灰、普通建筑砂作为配料，并制定出特定的生产工艺及步骤，制得成品按陶瓷砖JC/T945-2005《透水砖》检测标准进行检测。所述制成品的技术性能有
1)经制成品的外观质量检验，长度、宽度和厚度平均尺寸的偏差<2.0_，无明显掉皮分层缺陷，无明显裂纹，制成品的外观质量符合透水砖标准要求；
2)成品抗压强度大于30MP，满足透水砖强度要求；
3)成品的透水系数大于1.OX 10_2 cm/s，满足透水砖的透水性要求；
4)对成品进行酸碱腐蚀性检测，砖块无可见变化，说明此污泥陶瓷砖的耐酸碱腐蚀性较强；
5)成品经25次冻融循环试验，抗压强度损失率低于20%，说明此透水砖抗冻性较强。综上所述，本发明利用给水厂脱水污泥制备透水砖，一方面制备的透水砖因为其良好的透水性和透气性，可以 抑制“城市热岛”现象；另一方面可以为给水污泥处置提供新的途径。给水污泥作为一种废弃物，用来制备透水砖，符合国家“节能减排”要求。因此，利用给水污泥制备透水砖具有良好的经济效益和环境效应。
具体实施例方式1.原材料
污泥粉用取自长沙市某给水厂脱水污泥烘干后碾碎，过50目筛子筛分成污泥粉，污泥粉粒径小于O. 3mm ；
粉煤灰用取自株洲某火电厂湿排粉煤灰，粒径小于O. 15_，经自然干燥后直接使用；普通建筑砂取自长沙某建筑工地的普通砂，过筛得粒径为1. Omm -1. 4mm的骨料；粘结剂粒径小于O. 15mm。2.工艺步骤
O配料采用污泥粉煤灰普通砂粘结剂=40 :10 35 15质量比配料，混合均匀；
2)加水在配料中加入总配料干重20%的水，混合均匀；
3)陈腐在生化培养箱(LRH-250型)(25°C)贮存24小时，使水分在配料中均匀分布；
4)压制成型将配料放入模具，利用压力试验机(SYA-300B型)30Mpa压强压制成型；
5)烧结从室温开始以6°C/分钟的升温速度，逐渐加热至500°C，排除机械水和吸附水；随后以1°C /分钟速度升温至600°C，让有机物充分氧化；接着以2 — 4°C /分钟速度升温至1150°C ;保温I小时；
6)冷却自然冷却至室温，即得制成品。3.试验结果
此法制得砖块表面光滑平整，无明显裂纹和掉皮分层现象。砖块抗压强度达36. 53MP，透水系数为1.08X10_2 cm/s，25次冻融循环强度损失率约15%，经酸、碱浸腐蚀性检测均未出现可见变化，满足JCT945-2005《透水砖》中相关标准，重要指标见表I。表I透水砖行业标准(JCT945-2005 )
权利要求
1.一种利用城市给水污泥制备环保透水砖的方法，特征在于以给水污泥和粉煤灰为主要原料，添加普通建筑砂作为骨料成孔，辅以少量粘结剂，其制备步骤是1)混料根据权利要求2所述的混合物料中加入总物料干质量12% - 14%的水，搅拌均匀；2)陈腐在 25°C恒温环境中贮存20 — 24小时；3)压制成型将所述物料放入模具，以25Mpa — 30Mpa 压强压制成型；4)干燥把生坯放入恒温干燥箱，在100°C — 105°C干燥6h ;5)烧制从室温开始，以一定速率升温到1150°C并保温I小时；6)冷却自然冷却至室温，即制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种利用给水污泥制备环保透水砖的方法，其特征在于城市给水厂脱水污泥晒干后碾碎，制成污泥粉，其污泥粉粒径约O. 27mm ;粉煤灰和粘结剂粒径约O. 15mm，普通砂粒径1. Omm —1. 4mm ;配料范围为给水污泥30% — 40%，粉煤灰10% — 20%，普通建筑砂30% - 35%，粘结剂10% - 15%。
全文摘要
本发明公开了一种利用给水厂脱水污泥制备透水砖的方法。属于环境工程中固体废弃物回收利用和建筑材料生产领域。该方法以给水污泥30%－40%、粉煤灰10%－20%和普通建筑砂30%－35%，添加10%左右的粘结剂，混合均匀后，加入总物料干重12%－14%的水，混合均匀，然后在恒温环境中贮存一定时间；以一定压强模压成型；从室温逐渐升至1150℃并保温1小时，再自然冷却至室温，即制得成品。经检测，产品主要技术指标符合国家相关标准。本发明利用给水污泥作为透水砖制备主要原料，一方面可以为建筑材料提供一种新的制备原料，另一方面又能为给水污泥处置提供一种新的途径，具有很好的环境效应和社会效应。
文档编号C04B33/132GK103044006SQ20121057319
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者谢敏, 高丹, 刘小波, 潘伟能, 李芳 , 邓玉梅, 黄聪, 陈宏 申请人:长沙理工大学