生化污泥作为沥青组合物的应用技术的制作方法
【专利摘要】本发明涉及生化污泥及电石废渣等作为路面沥青的改性成分的配方与混配技术。其中包括用污泥或污泥与石灰或电石渣等碱性废渣反应初步处理及与沥青充分混合的混合技术与装备。根据不同的沥青种类和使用要求，可以采用不同的配方。本沥青组合物系列沥青的软化点提高显著，高温性能得到较好保持，符合相关改性沥青标准和使用要求。本技术提供了一种将沥青作为路面粘接材料的高附加值利用方法。生化污泥的高附加值利用、降低改性沥青的成本，对缓解沥青市场供应的不足、提升沥青的高低温性能，具有重要的价值。这是一项固废资源化及高附加值利用的成套实用技术，本技术原料来源丰富，制备工艺简单，具有很好的经济、社会和环保效益。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生化污泥及电石废渣等作为路面浙青的改性成分的配方与混配技术， 属于建筑材料与应用【技术领域】。 生化污泥作为沥青组合物的应用技术
【背景技术】
[0002] 为了保护环境，国家规定城市和企业的污水均须经过生化处理达标排放。目前活 性污泥法为废水处理的主要方法，但该方法产生大量的生化污泥却至今没有一个经济可行 的资源化方法，干燥焚烧或掩埋成本高，还存在严重的二次污染。因此，生化污泥的资源化 和高附加值利用具有重要的经济、社会和环保效益。
[0003] 生化污泥主要是水和菌体的絮凝体，含有大量的有机质（蛋白质等）、病菌、寄生 虫和有毒有害物质（如重金属等），如果干燥焚烧会产生二噁英和氮氧化物，不仅耗费大量 能源，而且污染环境，得不偿失。如果直接填埋也同样会造成空气、水和土壤的二次污染。原 油实际上是生物体经过微生物分解的生物质，其中也含有大量的菌体，在炼油后形成的石 油浙青，是目前紧缺而必不可少的浙青路面材料。因此，生化污泥菌体与浙青的组成存在相 似性，将其进行适当的处理改性后可能在浙青中很好地分散和融合，存在着作为浙青组分 添加利用的可能性。
[0004] 浙青路面是道路交通的首选，全球经济的发展导致了浙青道路建设的高速发展， 对浙青需求量迅速增加；石油精馏与裂解技术的发展，使石油浙青的产量大幅减少。随着客 运量和货运量的增大，对路面浙青的品质要求越来越高，改性浙青的使用量越来越大，使用 要求也越来越高。
[0005] 目前主要以有机高分子和回收橡胶作为浙青的改性剂，常见的有SBS(苯乙烯丁 二烯苯乙烯三嵌段共聚物）、SBR(丁苯橡胶）和回收橡胶粉。但改性成本较高。由于道路 浙青供不应求，重交浙青已涨至4500元/吨左右，而改性浙青已达到5500元/吨左右。因 此提高浙青的使用性能，降低改性浙青的成本，将污泥等固废资源作为可能的浙青组分和 改性剂进行研发是有价值的。
[0006] 目前尚未见有人利用城市生化污泥作为浙青组分和浙青改性的报道。仅见专利 CN1381316A公开了下水道淤泥（主要是无机沉淀物，并不是生化污泥）与浙青混合制得浙 青材料，但对混合之后的性能及应用均未提及；专利CN1448426A利用脱墨污泥制备浙青复 合改性剂，以降低浙青用量和减少浙青从石料上剥落，但其主要利用的是脱墨污泥这种在 废纸造纸行业中产生的纤维和碳酸钙；专利CN1519430A利用造纸污泥中的纤维素制备了 浙青的纤维材料。
【发明内容】
[0007] 针对现有生化污泥在应用于浙青方面的研发空白，基于上述背景与分析，本发明 者们一直致力于研发生化污泥及电石废渣等废渣作为路面浙青的改性成分的可行性及适 合配方与添加技术。
[0008] 为实现上述目的，经过长期的探索和实验，研发成功了以下技术方案：
[0009] 首先将生化污泥进行脱水或使污泥与石灰或电石渣等碱性废渣混合反应脱水后 再按一定比例与浙青在混合装备中充分混合分散及脱水，可以方便地制得满足用户要求的 改性浙青。
[0010] 所述的生化污泥可以是城市生活污水或工厂污水处理中产生的滤饼，或在常压或 减压下脱水的物料，或者干燥后的物料，也可以是滤饼与石灰或电石渣等碱性废渣经混合 反应与加热脱水后的物料。可以直接混合的干燥物料在添加到浙青中时最好呈粉状、含水 量小于10%。
[0011] 所述的初步脱水或反应后的粉体物料与融化的浙青在混合器中150°c下充分混 合一定时间直至均匀。其中最佳的混合温度以120°c到160°C，最佳混合时间以30min到 120min 为宜。
[0012] 所述的污泥的脱水干燥设备污泥与石灰或电石渣碱性粉体的反应混合脱水设备 可以是搅拌釜，或真空捏合机，也可以高速剪切乳化机，但以真空捏合机最佳（见实施例5、 6、7、8、9)。
[0013] 所述的污泥或污泥与电石渣或石灰反应后的粉体在浙青中的添加量在10%以内 能基本满足改性浙青的相关标准。其中污泥用电石渣或石灰预先反应再脱水处理后的粉体 添加效果明显优于浙青单独添加污泥粉体的效果（见实施例2、4、5、8)。
[0014] 所述的石灰或电石渣等碱性废渣粉体与污泥的混合比例在10%?50%范围效果 显著（见实施例5、8)。
[0015] 所述的干燥后的物料，如果要满足改性浙青均匀度的更高要求，可根据物料状态 用粉碎机进行粉碎，并用一定目数的筛网进行筛分。用筛分出的粒径小于75 μ m的细粉进 行添加可以更好保证添加效果（见实施例1、4)。
[0016] 所述改性浙青，可以根据不同用途进行合理配方，尤以AH-90型号浙青最适合改 性（见实施例3、4)。
[0017] 本发明的一个特点就是将生化污泥及电石废渣等作为路面浙青的改性成分的配 方与添加技术。其中包括用污泥或污泥与石灰或电石渣等碱性废渣反应初步处理及与浙青 充分混合的混合技术与装备。填补了将生化污泥直接应用于浙青材料的研发空白，实现了 生化污泥和电石废渣高附加值利用，开发出的全套生产技术方案具有经济技术可行性，不 但可以节省资源，提升品质，而且可以降低成本，减少污染。
[0018] 本发明的另一个特点就是可以根据不同的浙青种类和使用要求，可以采用不同的 配方。改性后的浙青组合物系列浙青的软化点显著提高，保持了较好的高低温性能，符合相 关改性浙青标准和使用要求。具有可操作性和实用性。
[0019] 本发明对于生化污泥的高附加值利用，降低改性浙青的成本，缓解浙青市场供应 的不足，提升浙青的高低温性能，具有重要的应用价值。这是一项固废资源化及高附加值利 用的成套实用技术，本技术具有原料来源丰富，制备工艺简单，经济、社会和环保效益显著 的特点。
【具体实施方式】
[0020] 通过下面给出的本发明的实施例可进一步了解本发明，以下实施例仅为本发明的 几个具体实施例，但本发明的范围并不局限于此，凡利用此方法或方案对本发明进行非实 质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
[0021] 实施例1 :
[0022] (1)将烘干后的生化污泥用粉碎机粉碎，分别用150目筛网和250目筛网进行筛 分。
[0023] (2)在不锈钢容器中准确加入90gAH_90浙青，称取10g经过150目筛网筛分的污 泥粉加入不锈钢容器中。把不锈钢容器放在加热板上，在加热板上加热至150°C使浙青融化 至浆状。
[0024] (3)用机械搅拌器进行搅拌，设置转速为200r/min，搅拌时间为60min。
[0025] (4)将所得样品进行软化点（标准GB/T4507-1999、下同）、针入度（标准GB/ T4509-2010、下同）、延度（标准GB/T4508-2010、下同）性能指标测定，重复上述步骤测定 经过250目筛网筛分的污泥添加实验，结果列于表1。
[0026] 表1实施例1结果汇总表
[0027]
【权利要求】
1. 一种生化污泥及电石废渣等作为路面浙青的改性成分的配方与混配技术，其中包括 以下内容与方法：首先将生化污泥进行脱水或将污泥与石灰或电石渣等碱性废渣混合反应 脱水再与浙青在混合装备中充分混合及脱水，可以方便地制得满足用户要求的改性浙青。
2. 权利要求1所述，生化污泥可以是城市生活污水或工厂污水处理中产生的滤饼，或 在常压或减压下脱水后的物料，或者干燥后的物料，也可以是滤饼与石灰或电石渣等碱性 废渣在加热混合反应脱水后的物料；添加到浙青中的物料以呈粉状、含水量小于10%为 且。
3. 根据权利要求2所述的初步脱水或反应后的粉体物料与融化的浙青在混合器中一 定温度下充分混合一定时间直至均勻，其中最佳的混合温度以120°C到160°C，最佳混合时 间以30min到120min为宜。
4. 根据权利要求1所述，污泥的脱水干燥设备、污泥与石灰或电石渣碱性粉体的反应 混合脱水设备可以是搅拌釜，或真空捏合机，也可以是高速剪切乳化机，但以真空捏合机最 佳。
5. 根据权利要求1所述，污泥或污泥与电石渣或石灰反应后的粉体在浙青中的添加量 在10%以内能基本满足改性浙青的相关标准，其中污泥用电石渣或石灰预先反应再脱水处 理后的粉体添加效果明显优于浙青单独添加污泥粉体的效果。
6. 石灰或电石渣等碱性废渣粉体与污泥的混合比例在10%?50%范围效果显著。
7. 根据权利要求2中所述的干燥后的物料，如果要满足改性浙青的均匀度的更高要 求，可根据物料状态用粉碎机进行粉碎，并用一定目数的筛网进行筛分，用筛分出的粒径小 于75 μ m的细粉进行添加可以更好保证添加效果。
8. 根据权利要求1中所述改性浙青，可以根据不同用途进行合理配方，尤以AH-90型号 浙青最适合改性。
【文档编号】C08K11/00GK104109398SQ201310137054
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月19日 优先权日:2013年4月19日
【发明者】万鹏飞, 叶李艺, 尹应武, 高尚灿 申请人:厦门大学