印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法与流程

文档序号:11766146阅读:380来源:国知局

本发明涉及印染污水利用技术领域,特别是涉及一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法。



背景技术:

印染污水是印染行业生产过程的产物,印染厂每加工100m织物产生废水量3~5m3。据不完全统计,我国印染废水排放量约为每天3×106~4×106m3,约占整个工业废水的35%。印染污水具有水量大、cod、boc、重金属含量高、碱性大、含有着色物质、水质不稳定等特点,印染行业排出的废水进入湖泊、河道和泥土中,会对生态环境的平衡造成严重破坏。

目前用于印染污水处理的主要方法有生物处理法、物理处理法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,尽管现在的废水处理技术很发达,但是却不能彻底解决印染污水对环境的危害。根据欧美国家的有关科研部门检测,排放的处理过的印染污水中依然含有未净化的有害物质,如印染污水中的重金属离子,如水银、铅、铜等用一般的处理方法很难被降解排除,这些金属离子能够长期在自然环境中存留循环,进入水体后会通过食物链进入生物体内,经过循环最终会危及人类健康,因此解决印染污水排放的问题迫在眉睫。

烧结砖/砌块的生产和使用在我国已有3000多年的历史,因其价格低廉、取材方便、原料适应性强、力学性能优越、生产工艺简单,设计和施工技术成熟。跟其他墙材相比,烧结砖/砌块具备无与伦比的耐久性,在今后很长一段时间烧结墙材依然是主要的墙体材料之一。

随着现代科技的发展和新型墙体材料改革的推进,中国的烧结砖/砌块行业一方面遇到禁止使用粘土和禁止实心砖的双重限制;另一方面由于其在烧结过程中可将各种重金属离子固定在烧结产物的晶格中形成固溶体,大幅度降低污染物的释放速度,是一种安全的重金属资源化利用渠道;同时烧结墙材可利用各种低品位燃料热值,由于其焙烧温度高达850~1200℃,可有效抑制二噁英、苯并芘等污染物的生成,在可燃废物利用方面具有其他工业难以企及的优势。

近年来,随着煤渣、建筑渣土、污泥、淤泥、页岩、煤矸石等固体废弃物在烧结砖/砌块行业的应用技术的不断进步,应用范围、固废消耗量逐年扩大,符合我国绿色发展的方向,利用各种固体废弃物制备的烧结砖/砌块和具有多功能的烧结砖/砌块越来越广泛的应用在我国广大城乡,如烧结多孔砖/砌块、空心砖/砌块、自保温砖/砌块/墙板正成在为极具潜力的建筑材料,可大大提高房屋的保温隔热性能,降低工匠的施工负荷,并可提高施工速度。

现有技术中,对于利用印染污水用于制备烧结砖/砌块的技术方案处于空缺阶段,利用印染污水制备烧结砖/砌块,符合我国固体废物处理的无害化和资源化原则,具有显著的环境效益和经济效益。



技术实现要素:

本发明主要解决的技术问题是提供一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,将印染污水/污泥中的有害物质则被吸附在泥料中,经过烧结达到对重金属等污染物的固结效果,从而消化了印染污水,达到印染污水少排放或不排放的目的。

为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,包括如下制备步骤:

a、将工程渣土、矿山渣土、煤矸石、煤渣、印染污泥、页岩、建筑垃圾等原料按照重量配比进行称量,加入适量的印染污水,然后通过对辊破碎机破碎,将所有原料搅拌混合均匀,并将混合泥料的总含水量控制在10~18wt%;

b、混合泥料通过堆料机送入均化库进行陈化,陈化3~7d,陈化后坯料的塑性指数应介于8~12,干燥收缩率2~8%,干燥敏感系数0.7~1.3;

c、将陈化后的混合泥料进入挤出机,控制挤出机的挤压成型压力为5~7mpa,制得成型好的坯体;

d、成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干温度为室温~105℃,干燥时间为8~16h,制得烘干后的坯体;

e、烘干后的坯体放入隧道窑内进行焙烧,焙烧温度为800~1000℃,焙烧时间为2~10h,然后再自然冷却得到烧结砖/砌块。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(a)中原料的颗粒级配组成为:35%~50%的塑性颗粒,塑性颗粒粒径<50μm;20%~60%的填充性颗粒,填充性颗粒粒径为0.05~1.2mm;0~30%的粗颗粒,粗颗粒的粒径为1.2~2mm;

步骤(a)中印染污水为:印染工艺中褪浆工段第一槽的高浓度污水、废弃乳化糊或台板胶清洗污水。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(a)中原料包括下述质量百分比的组分:

工程渣土30~60%、矿山渣土0~40%、煤矸石0~15%、煤渣0~15%、印染污泥0~40%、印染污水5~15%、页岩10~30%和建筑垃圾0~30%,并控制混合泥料的总含水量为10~18wt%。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(a)中原料包括下述质量百分比的组分:

工程渣土50%、矿山渣土0、煤矸石15%、煤渣0、印染污泥0、印染污水5%、页岩30%和建筑垃圾0,控制混合泥料的总含水量为15wt%,其中印染污水为褪浆工段第一槽的高浓度污水。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(a)中原料包括下述质量百分比的组分:

工程渣土40%、矿山渣土20%、煤矸石8%、煤渣10%、印染污泥0、印染污水12%、页岩10%和建筑垃圾0,控制混合泥料的总含水量为17wt%,其中印染污水为褪浆工段第一槽的高浓度污水。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(a)中原料包括下述质量百分比的组分:

工程渣土30%、矿山渣土15%、煤矸石15%、煤渣0、印染污泥15%、印染污水5%、页岩20%和建筑垃圾0,控制混合泥料的总含水量为17wt%,其中印染污水为台板胶清洗污水。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(a)中原料包括下述质量百分比的组分:

工程渣土35%、矿山渣土0、煤矸石0、煤渣15%、印染污泥0、印染污水5、页岩15%和建筑垃圾30%,控制混合泥料的总含水量为15wt%,其中印染污水为印染废乳化糊。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(a)中原料包括下述质量百分比的组分:

工程渣土30%、矿山渣土10%、煤矸石10%、煤渣5%、印染污泥10%、印染污水10%、页岩10%、建筑垃圾10%和印染废乳化糊5%,控制混合泥料的总含水量为17wt%,其中印染污水为褪浆工段第一槽的高浓度污水、废弃乳化糊或台板胶清洗污水的其中一种或多种混合污水。

在本发明一个较佳实施例中,步骤(d)中烘干步骤为:成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干的起始温度设置为环境温度,5~9h升至100~105℃,然后恒温4h,使坯体水分降到3%以下;

步骤(e)中焙烧步骤为:焙烧的起始温度设置为20℃,2.5~5h升至800~1000℃,保温0.5h,然后进入冷却带,待隧道窑内温度冷却至120℃以下,再自然冷却得到烧结砖/砌块。

本发明的有益效果是:本发明印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法将印染污水/污泥加入到烧结砖/砌块的原材料中做为砖坯成型的必需化学物质与水分;印染污水/污泥中的pva(聚乙烯醇)、cmc(羧甲基纤维素)、聚丙烯酸脂等物质可大幅度的提高坯料的可塑性;其中的织物纤维可提高坯料的抗裂性、便于砖坯成型,提高坯料干燥阶段的抗裂性能;在焙烧阶段,印染污水/污泥中的有机物燃烧放热,可为烧结提供热量,降低产品热耗,同时这些有机物燃烧放出的气体可在烧结制品内造孔,降低制品容重,提高保温隔热性能;而污水印染污水中的有害物质则被吸附在泥料中,经过烧结达到对重金属等污染物的固结效果,从而消化了印染污水,达到印染污水少排放或不排放的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:

图1是本发明的印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法中印染污水取水点的示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1,本发明实施例包括:

一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,包括如下制备步骤:

a、将工程渣土、矿山渣土、煤矸石、煤渣、印染污泥、页岩和建筑垃圾等原料按照重量配比进行称量,加入适量的印染污水,然后通过对辊破碎机破碎,将所有原料搅拌混合均匀,并将混合泥料的总含水量控制在10~18wt%。

b、混合泥料通过堆料机送入均化库进行陈化,陈化3~7d,陈化后坯料的塑性指数应介于7~15,干燥敏感系数≤1.7。

c、将陈化后的混合泥料进入挤出机,控制挤出机的挤压成型压力为5~7mpa,制得成型好的坯体。

d、成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干的起始温度设置为环境温度,5~9h升至100~105℃,然后恒温4h,使坯体水分降到3%以下,制得烘干后的坯体。

e、烘干后的坯体放入隧道窑内进行焙烧,焙烧的起始温度设置为20℃,2.5~5h升至800~1000℃,保温0.5h,然后进入冷却带,待隧道窑内温度冷却至120℃以下,再自然冷却得到烧结砖/砌块。

上述步骤(a)中原料包括下述质量百分比的组分:工程渣土30~60%、矿山渣土0~40%、煤矸石0~15%、煤渣0~15%、印染污泥0~40%、印染污水0~15%、页岩10~30%和建筑垃圾0~30%,并控制混合料的总含水量为10~18wt%。

其中印染污水为:印染工艺中褪浆工段第一槽的高浓度污水(其中cod浓度为2500~20000)、废弃乳化糊或台板胶清洗污水,这三种中cod量占传统工艺总排放污水的50~80%。

上述原料的化学组成应为:sio240%~75%、al2o310%~30%、fe2o32%~10%、cao≤16%、mgo≤5%、na2o+k2o0.2%~6%。

原料的颗粒级配组成为:35%~50%的塑性颗粒,塑性颗粒粒径<50μm,这些细小的原料是由黏土或具有类似黏土性能的页岩组成,是用于提供砖坯成型时所需的塑性,煤矸石或其他材料粉碎到50μm以下也能够提供一定的可塑性;

20%~60%的填充性颗粒,填充性颗粒粒径为0.05~1.2mm,其作用是控制产品所发生的过度收缩、裂纹和在塑性成形时赋予坯体一定的强度;

0~30%的粗颗粒,粗颗粒的粒径为1.2~2mm,在坯体中起到骨架作用,有利于干燥时排除坯体中的水分,空心砖生产所用的原料颗粒不宜大于2mm。

具体实施例如下:

实施例一

一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,包括如下制备步骤:

a、将原料按照下述质量百分比进行称量:工程渣土50%、页岩30%、煤矸石15%和印染污水5%,其中印染污水为褪浆工段第一槽的高浓度污水,然后通过对辊破碎机破碎,将所有原料搅拌混合均匀,并将混合泥料的总含水量控制在15wt%;

b、混合泥料通过堆料机送入均化库进行陈化,陈化3d,陈化后坯料的塑性指数为9.0,干燥收缩率5.15%,干燥敏感系数1.08;

c、将陈化后的混合泥料进入挤出机,控制挤出机的挤压成型压力为5mpa,制得成型好的坯体;

d、成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干的起始温度设置为环境温度,6h升至105℃,然后恒温4h,使坯体水分降到2%,制得烘干后的坯体;

e、烘干后的坯体放入隧道窑内进行焙烧,焙烧的起始温度设置为20℃,2.5h升至1000℃,保温0.5h,然后进入冷却带,待隧道窑内温度冷却至120℃以下,再自然冷却得到烧结砖/砌块,

烧结砖/砌块抗压强度为18mpa,密度为1600kg/m3

实施例二

一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,包括如下制备步骤:

a、将原料按照下述质量百分比进行称量:工程渣土40%、矿山渣土20%、页岩10%、煤矸石8%、煤渣10%和印染污水12%,其中印染污水为褪浆工段第一槽的高浓度污水,

然后通过对辊破碎机破碎,将所有原料搅拌混合均匀,并将混合泥料的总含水量控制在17wt%;

b、混合泥料通过堆料机送入均化库进行陈化,陈化3d,陈化后坯料的塑性指数为10.5,干燥收缩率5.26%,干燥敏感系数1.05;

c、将陈化后的混合泥料进入挤出机,控制挤出机的挤压成型压力为6mpa,制得成型好的坯体;

d、成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干的起始温度设置为环境温度,8h升至105℃,然后恒温4h,使坯体水分降到1.5%,制得烘干后的坯体;

e、烘干后的坯体放入隧道窑内进行焙烧,焙烧的起始温度设置为20℃,2.5h升至1000℃,保温0.5h,然后进入冷却带,待隧道窑内温度冷却至120℃以下,再自然冷却得到烧结砖/砌块,

烧结砖/砌块抗压强度为17.46mpa,密度为1564kg/m3

实施例三

一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,包括如下制备步骤:

a、将原料按照下述质量百分比进行称量:工程渣土30%、矿山渣土15%、页岩20%、煤矸石15%、印染污泥15%和印染污水5%,其中印染污水为台板胶清洗污水,

然后通过对辊破碎机破碎,将所有原料搅拌混合均匀,并将混合泥料的总含水量控制在17wt%;

b、混合泥料通过堆料机送入均化库进行陈化,陈化3d,陈化后坯料的塑性指数为9.6,干燥收缩率5.37%,干燥敏感系数1.12;

c、将陈化后的混合泥料进入挤出机,控制挤出机的挤压成型压力为7mpa,制得成型好的坯体;

d、成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干的起始温度设置为环境温度,6h升至105℃,然后恒温4h,使坯体水分降到2.5%,制得烘干后的坯体;

e、烘干后的坯体放入隧道窑内进行焙烧,焙烧的起始温度设置为20℃,4h升至1000℃,保温0.5h,然后进入冷却带,待隧道窑内温度冷却至120℃以下,再自然冷却得到烧结砖/砌块,

烧结砖/砌块抗压强度为12.4mpa,密度为1260kg/m3,砌块厚度为270mm时,其传热系数为0.35w/m2.k。

实施例四

一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,包括如下制备步骤:

a、将原料按照下述质量百分比进行称量:工程渣土35%、煤渣15%、印染污水5%、页岩15%和建筑垃圾30%,控制混合泥料的总含水量为15wt%,其中印染污水为印染废乳化糊,

然后通过对辊破碎机破碎,将所有原料搅拌混合均匀,并将混合泥料的总含水量控制在15wt%;

b、混合泥料通过堆料机送入均化库进行陈化,陈化3d,陈化后坯料的塑性指数为10.8,干燥收缩率5.49%,干燥敏感系数1.10;

c、将陈化后的混合泥料进入挤出机,控制挤出机的挤压成型压力为6mpa,制得成型好的坯体;

d、成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干的起始温度设置为环境温度,8h升至105℃,然后恒温4h,使坯体水分降到1.5%,制得烘干后的坯体;

e、烘干后的坯体放入隧道窑内进行焙烧,焙烧的起始温度设置为20℃,5h升至1000℃,保温0.5h,然后进入冷却带,待隧道窑内温度冷却至120℃以下,再自然冷却得到烧结砖/砌块,

烧结砖/砌块抗压强度为13.50mpa,密度为1408kg/m3,砌块厚度为270mm时,其传热系数为0.46w/m2.k。

实施例五

一种印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法,包括如下制备步骤:

a、将原料按照下述质量百分比进行称量:工程渣土30%、矿山渣土10%、煤矸石10%、煤渣5%、印染污泥10%、印染污水10%、页岩10%、建筑垃圾10%和印染废乳化糊5%,其中印染污水为褪浆工段第一槽的高浓度污水、废弃乳化糊或台板胶清洗污水的其中一种或多种混合污水,

然后通过对辊破碎机破碎,将所有原料搅拌混合均匀,并将混合泥料的总含水量控制在15wt%;

b、混合泥料通过堆料机送入均化库进行陈化,陈化3d,陈化后坯料的塑性指数为10.0,干燥收缩率5.40%,干燥敏感系数1.15;

c、将陈化后的混合泥料进入挤出机,控制挤出机的挤压成型压力为6mpa,制得成型好的坯体;

d、成型好的坯体先自然冷却放置一段时间后,然后送入干燥窑里进行烘干,烘干的起始温度设置为环境温度,8h升至105℃,然后恒温4h,使坯体水分降到2.8%,制得烘干后的坯体;

e、烘干后的坯体放入隧道窑内进行焙烧,焙烧的起始温度设置为20℃,5h升至1000℃,保温0.5h,然后进入冷却带,待隧道窑内温度冷却至120℃以下,再自然冷却得到烧结砖/砌块,

烧结砖/砌块抗压强度为11.3mpa,密度为1168kg/m3,砌块厚度为270mm时,其传热系数为0.31w/m2.k。

本发明印染废弃物生产烧结砖/砌块的方法的有益效果是:

(1)印染污水/污泥中织物纤维,cmc(纤维素醚)、pva、聚丙烯酸脂等有机物是cod、bod的主要来源,且难以降解,本发明利用印染污水/污泥生产烧结砖/砌块,充分发挥了这些有机物在烧结砖/砌块坯料中的增塑作用,为利用建筑渣土、建筑垃圾、煤渣、页岩等瘠性废弃物原料提供了一条廉价的解决方案;

(2)本发明充分利用印染污水/污泥中有机物燃烧时放出的热量,降低了烧结墙材的能耗,与此同时850℃以上的煅烧温度有效的抑制了二噁英、苯并芘等污染物的产生;

(3)本发明可充分利用印染污水/污泥中的有机物燃烧时产生的烟气,可在烧结墙体材料中造孔,既降低了烧结墙材的容重,同时提高了产品的保温隔热性能;

(4)印染污水/污泥中的无机物成分与普通粘土成分非常接近,适合用作烧结砖的原料,本发明将印染污水/污泥中的重金属、颜料等有害物质通过烧结反应的固化在烧结砖/砌块中,实现印染污水/污泥的无害化利用;

(5)本发明的印染污水取自印染企业的褪浆工段第一槽(cod浓度为2500~20000)、废弃乳化糊、台板胶清洗污水等高浓度区域,其cod量占传统工艺总排放污水的50~80%,大幅度降低印染企业污水处理费用,减轻环境压力,保护生态环境;

(6)本发明利用印染污水制备的烧结砖/砌块在成型、干燥、焙烧各阶段均能达到生产烧结砖/砌块的要求,完全符合gb/t5101-1998《烧结普通砖》标准要求,利用本发明技术生产的烧结轻质多孔砖/砌块和烧结轻质空心砖/砌块,均达到gb26538-2011《烧结保温砖和保温砌块》标准要求,普通烧结砖/砌块强度达到15mpa以上,烧结保温砖和保温砌块强度达到5mpa以上,且颜色纯正、鲜艳,外观与传统黏土砖无明显差异。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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