[发明专利]一种污泥制备高质量轻质骨料及方法

说明书

本发明提供一种污泥制备高质量轻质骨料的方法，包括：1)将污泥、植物纤维、生石灰和水玻璃混合均匀，微波加热制球，得污泥球；2)将上述污泥球喷涂防水剂后，用包覆材料土对污泥球进行包覆，干燥，即得。对利用植物纤维吸收水分和添加辅料的污泥进行微波加热固化成球后，利用喷涂技术对污泥球球团外表进行喷涂包覆材料。利用乳液包覆污泥团球后在800W微波加热1分钟或者在干燥条件下晾干，利用活性粉末混凝土包覆后的污泥团球放倒湿度较大的环境下静置。这样完全可以制备高性能的轻质骨料，实现污泥资源化利用。步骤简单、操作方便、实用性强。

技术领域

本发明属于污泥资源化领域，特别涉及一种利用污泥、植物纤维和包覆料制备高质量混凝轻质骨料方法。

背景技术

污泥是治理污水的伴生产物，目前数量非常庞大，2016年我国产生3000～4000万吨的市政污泥，预计2020年将产生6000～9000万吨的市政污泥，污泥含水率高，颗粒较细，脱水困难，运输成本高，填埋占地面积大，有机成分含量高，容易产生异味。污泥中含有氮、磷等成分，还含有铜、锌等重金属离子和盐类，污泥如果安置或使用不当，会污染土地，造成耕地退化，污染地下水，直接威胁人类的生物链，造成二次污染。

城市污泥的处理处置方法主要有焚烧、填埋、投海和堆肥等多种形式。焚烧法的技术与设备复杂，能耗大，投资高，并伴有大气污染问题；填埋法受到用地的限制；投海会污染海洋，对海洋生态系统和人类食物链会造成威胁，国际公约已明令禁止；用堆肥法处理后的城市污泥可进行农业利用，但处理不当会造成土壤板结等不良反应。

污泥常用的制备轻质骨料或者制备陶粒，是把污泥干燥除水后利用污泥粉体或者利用高温烧结制备，这种方法耗能高。

论文《利用不同含水率污泥制备复合高性能轻骨料的研究》表明：在确定不同干化程度湿污泥直接与粉煤灰页岩混合制备轻骨料料球的掺量后，研究了不同含水率的污泥对轻骨料性能的影响，分析了导致轻骨料膨胀率、颗粒强度和吸水率变化的原因。结果表明:污泥含水率为60％时，制备料球的直接掺入量可以达到52％，污泥含水率为65％～70％，焙烧温度为1 160℃，制备的轻骨料1h吸水率小于2.0％、颗粒强度分别为8.5、8.9MPa，达到高性能轻骨料的要求。

论文《用含重金属的污泥烧制轻骨料并应用于透水混凝土路面砖》利用电子工业所产生的含重金属无机污泥，应用包芯造粒的概念，将有害污泥包裹于坯料中心，通过滚动造粒在坯料外表形成一层页岩矿土被覆层，经过干燥与高温烧结成为陶粒；拌合水泥砂浆成型透水路面砖。研究发现，含重金属污泥直接烧结时，坯体表面难以玻化封住气体、形成多孔轻质结构。若以污泥/页岩混合，按重量比1∶1做成坯料，坯料外层再包裹1mm厚页岩粉末，在1150℃时经过25min的烧结，可以生产出发泡良好、比重为1.2的陶粒，有害重金属符合TCLP溶出标准。

但现有的烧结法制备的污泥基轻质骨料都存在能耗高、环境危害大的问题。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种利用污泥、植物纤维和包覆料制备高质量再生骨料方法，其产品可以用作轻质骨料制备轻质混凝土材料。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种污泥制备高质量轻质骨料的方法，包括：

1)将污泥、植物纤维、生石灰和水玻璃混合均匀，微波加热制球，得污泥球；

2)将上述污泥球喷涂防水剂后，用包覆材料土对污泥球进行包覆，干燥，即得；

所述的植物纤维由水稻秸秆或玉米秆经干燥、粉碎、过80-150目筛而得。

现有的污泥制轻骨料主要存在能耗高和污泥需除臭的问题，为此，本申请通过将污泥干化和包覆相结合的方式，有效提高了干化污泥球的强度；同时，利用微波干燥与植物纤维掺杂相配合，实现了对污泥臭气吸收和阻滞外溢，有效降低了污泥干化过程中臭气的排放量。