專利名稱：一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制的淤泥磚及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢棄資源環(huán)保利用領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制的淤泥磚及其方法。
背景技術(shù)：
在江、湖、河、海清淤過(guò)程中產(chǎn)生大量疏浚淤泥，疏浚淤泥再生利用需脫水處理，而脫水處理十分困難，現(xiàn)在淤泥處置方式多數(shù)是采用堆場(chǎng)堆放，占用大量農(nóng)田并污染環(huán)境。城市生活垃圾焚燒后產(chǎn)生22%左右的底渣和3-5%的飛灰，其中底渣可加工成集料進(jìn)行工程應(yīng)用，飛灰因含較多的重金屬再生利用需要進(jìn)行處理，目前，多數(shù)國(guó)家對(duì)垃圾焚燒飛灰中的重金屬采用熔融固化、水泥固化或化學(xué)穩(wěn)定化。污水廠污泥因其含有重金屬，發(fā)達(dá)國(guó)家已不允許用于農(nóng)作物肥料，需要處理，降低對(duì)環(huán)境的影響。對(duì)疏浚淤泥、生活垃圾焚燒底渣、飛灰、污泥等廢棄資源的環(huán)保綜合利用已成為當(dāng)今廢棄物再生利用的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。中國(guó)專利02137159.8公開(kāi)了“一種淤泥磚”制造方法，該方法雖然較好地利用了淤泥，但還存在以下不足，一是該方法添加15-35%的固化劑，需要消耗大量的其它資源，不經(jīng)濟(jì)；二是淤泥中重金屬的毒性浸出問(wèn)題未能解決；三是淤泥含水量未明確，直接影響制品固化的效果。中國(guó)專利200380110486.4公開(kāi)了“由飛灰制造制品的方法”，該方法雖然能通過(guò)燒結(jié)除去飛灰中的重金屬，但還存在以下不足，一是所述方法需將飛灰和水共混在一起，在飛灰中加水，消耗了水資源；二是水灰混合過(guò)程中易產(chǎn)生飛灰外揚(yáng)，污染環(huán)境；三是制品密度較大，作為建筑元件自重大，結(jié)構(gòu)負(fù)載沉重。中國(guó)專利200410 014679.6公開(kāi)了 “利用淤泥制造粘土磚的方法”，該方法雖然為粘土磚的生產(chǎn)找到了原料，但還存在以下不足，一是在淤泥中加入10-20%干粉和5-10%粉灰，不能解決淤泥中重金屬的毒性浸出問(wèn)題；二是工藝繁雜，需要機(jī)械較多，需要?jiǎng)恿^多，制造成本高；三是擠壓成型的粘土磚抗折強(qiáng)度不足，使應(yīng)用范圍受到限制。中國(guó)專利200610040094.0公開(kāi)了 “利用純淤泥制磚的方法”，該方法雖然利用了江、河、湖、海的淤泥，有保護(hù)資源的效果，但還存在以下不足，一是該方法不能解決淤泥中重金屬的毒性浸出問(wèn)題；二是將淤泥脫水，含水率達(dá)到30%以下很難實(shí)現(xiàn)，可操作性不強(qiáng)。中國(guó)專利201010287142公開(kāi)了 “利用生活污泥、河道湖泊淤泥燒制自保溫節(jié)能磚的方法”，該方法雖然利用了城市生活污泥和湖泊淤泥制得了成品磚，但還存在以下不足，一是將污泥自然堆放至含水率50-60%待用，需占用大量場(chǎng)地，我國(guó)目前的淤泥堆場(chǎng)已經(jīng)是一個(gè)難題，而且不經(jīng)濟(jì)；二是由于冬季氣溫低、夏季又多雨水，自然降低含水率在室外不可行；三是制磚過(guò)程中要加入3-8%的助熔造孔劑，增加了工序，而且效果不明顯，因?yàn)槲勰啾旧斫?jīng)培燒會(huì)產(chǎn)生微孔；四是鑄造廢砂材料來(lái)源不足，且鑄造廢砂中不可避免地含有金屬顆粒和鐵銹成分，增加了磚的自重；五是生活污泥與河道淤泥有本質(zhì)不同，江、河、湖、海的淤泥量遠(yuǎn)大于生活污泥的量，該方法因未能公開(kāi)所應(yīng)采取的措施而缺乏可實(shí)施性。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問(wèn)題有:一是淤泥脫水方法可操作性不強(qiáng)；二是擠壓制磚時(shí)淤泥中的重金屬未得到有效解決，三是將河道淤泥與生活污泥混淆，淤泥與污泥本身固有的特點(diǎn)未得到充分利用。如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，綜合利用多種廢棄物，已成為當(dāng)今廢棄資源環(huán)保利用領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制的淤泥磚及其方法，本發(fā)明的淤泥磚能夠消化大量疏浚淤泥、污泥、生活垃圾焚燒底渣和飛灰，具有環(huán)保綜合利用多種廢棄物變廢為寶、且無(wú)二次污染產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著；本發(fā)明提供的淤泥磚燒制方法實(shí)施簡(jiǎn)便、實(shí)用可靠。根據(jù)本發(fā)明提出的一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制的淤泥磚，其特征是按重量配比的組份為:疏浚淤泥35-65%、污泥5-15%、生活垃圾焚燒底渣15-25%、飛灰10-25%和生石灰1-5% ;其中:疏浚淤泥為含水率彡80%、粘土成分含量> 30%的江、湖、河或海中的疏浚淤泥，污泥為粘土成分含量> 30%的污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，生活垃圾焚燒底渣、飛灰為生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性的廢棄物，生石灰為普通II級(jí)生石灰。本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選方案是:所述的淤泥磚，按重量配比的組份為:疏浚淤泥50%、污泥10%、生活垃圾焚燒底渣20%、飛灰17.5%和生石灰2.5%。根據(jù)本發(fā)明提出的一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制淤泥磚的方法，其特征是由起始原料經(jīng)選料一混料一陳化一制坯一干燥一焙燒，而制得淤泥磚成品，具體步驟如下: 步驟一，選料:選取經(jīng)初步脫水的含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的江、湖、河或海中的疏浚淤泥，選取粘土成分含量> 30%的污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，選取符合《生活垃圾焚燒爐渣集料》(GB/T 25032-2010)標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾焚燒底渣，選取生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性廢棄物的飛灰，選取普通II級(jí)生石灰，所選起始材料的重量配比符合權(quán)利要求I所述的組份；
步驟二，混料:首先計(jì)量秤重步驟一配比后的選料，然后采用人工投料或機(jī)械自動(dòng)上料方式,放入混凝土攪拌機(jī)中攪拌混合3-5分鐘，使各種物料混合均勻；
步驟三，陳化:將步驟二混合均勻的物料在常溫下自然放置24-48小時(shí)；
步驟四，制坯:根據(jù)不同需要的規(guī)格，將步驟三陳化完成的混合物料制成磚坯；
步驟五，干燥:將步驟四制成的磚坯在20-25 °C條件下干燥24-48小時(shí)；
步驟六，焙燒:將步驟五制成的干燥磚坯放入溫度為1050°C -1200°C的焚燒窯中燒制15-30分鐘，即制得淤泥磚成品。本發(fā)明環(huán)保綜合利用廢棄物的原理是:本發(fā)明針對(duì)疏浚淤泥含水率高、脫水困難的問(wèn)題，通過(guò)加入本發(fā)明配比量的垃圾焚燒底渣和飛灰，經(jīng)過(guò)物理吸水及化學(xué)反應(yīng)后可降低淤泥含水率；同時(shí)疏浚淤泥中的粘土含量較高，粘土顆粒對(duì)底渣及飛灰中的重金屬有較強(qiáng)的吸附作用，在燒結(jié)過(guò)程中進(jìn)一步固化，避免了淤泥磚成品中重金屬的毒性浸出；底渣經(jīng)燒結(jié)可在淤泥磚成品中起到骨架作用，加上淤泥中砂的成分，保證了磚的強(qiáng)度；本發(fā)明配比中疏浚淤泥的粘土和污泥，經(jīng)培燒可產(chǎn)生微孔和膨脹，減輕淤泥磚成品的自重的同時(shí)增加了淤泥磚使用中的保溫性能；重金屬在培燒過(guò)程中有助熔作用，經(jīng)培燒后重金屬浸出問(wèn)題得到了進(jìn)一步解決。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:一是本發(fā)明中各種廢棄物的優(yōu)缺點(diǎn)均變?yōu)橛欣麠l件得到充分利用，具有環(huán)保綜合利用多種廢棄物的優(yōu)點(diǎn)，特別是解決了淤泥中重金屬的毒性浸出等問(wèn)題，將危險(xiǎn)廢棄物變成了再生資源，節(jié)省了大量填埋土地，由此實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目的；二是本發(fā)明淤泥磚的成本低，與專利200410014679.6相比降低30%以上，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著；三是本發(fā)明淤泥磚的質(zhì)量達(dá)到GB5101-2003燒結(jié)普通磚技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，抗壓強(qiáng)度等級(jí)超過(guò)MU10。本發(fā)明可廣泛用于市政工程及建筑工程，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源。


圖1是本發(fā)明提出的一種利用廢棄物燒制淤泥磚方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明提出的一種利用廢棄物燒制的淤泥磚，按重量配比的組份為:疏浚淤泥35-65%、污泥5-15%、生活垃圾焚燒底渣15-25%、飛灰10-25%和生石灰1_5% ;其中:疏浚淤泥為含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的江、湖、河或海中的疏浚淤泥，污泥為粘土成分含量> 30%的污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，生活垃圾焚燒底渣、飛灰為生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性 的廢棄物，生石灰為普通II級(jí)生石灰。結(jié)合圖1，本發(fā)明的具體燒制步驟如下:
步驟一，選料:選取經(jīng)初步脫水的含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的江、湖、河或海中的疏浚淤泥，選取粘土成分含量> 30%的污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，選取符合《生活垃圾焚燒爐渣集料》(GB/T 25032-2010)標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾焚燒底渣，選取生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性廢棄物的飛灰，選取普通II級(jí)生石灰，所有選料符合本發(fā)明的組份重量配比；
步驟二，混料:首先計(jì)量秤重步驟一配比后的選料，然后采用人工投料或機(jī)械自動(dòng)上料方式,放入混凝土攪拌機(jī)中攪拌混合3-5分鐘，使各種物料混合均勻；
步驟三，陳化:將步驟二混合均勻的物料在常溫下自然放置24-48小時(shí)；
步驟四，制坯:根據(jù)不同需要的規(guī)格，將步驟三陳化完成的混合物料制成磚坯；
步驟五，干燥:將步驟四制成的磚坯在20-25 °C條件下干燥24-48小時(shí)；
步驟六，焙燒:將步驟五制成的干燥磚坯放入溫度為1050°C -1200°C的焚燒窯中燒制15-30分鐘，即制得淤泥磚成品。實(shí)施例1
步驟一，選料:選取經(jīng)初步脫水的含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的白馬湖疏浚淤泥堆場(chǎng)的疏浚淤泥，選取粘土成分含量> 30%的常熟江南水務(wù)污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，選取來(lái)自常熟浦發(fā)垃圾焚燒電廠的符合《生活垃圾焚燒爐渣集料》(GB/T25032-2010)標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾焚燒底渣以及生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性廢棄物的飛灰，選取普通II級(jí)生石灰，所有選料符合本發(fā)明的組份重量配比；
步驟二，混料:按照選料組份為疏浚淤泥50%、污泥10%、生活垃圾焚燒底渣20%、飛灰17.5%和生石灰2.5%重量配比秤取選料12.2kg，采用鄭州創(chuàng)新建筑機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的JZC500滾筒式攪拌機(jī)，采用機(jī)械自動(dòng)上料方式,將放入該攪拌機(jī)中攪拌混合4分鐘，使各種物料混合均勻；
步驟三，陳化:將步驟二混合均勻的物料在常溫下自然放置36小時(shí)，進(jìn)行陳化； 步驟四，制坯:將步驟三陳化完成的混合物料制成240mmX115mmX53mm磚坯，數(shù)量為
6塊；
步驟五，干燥:將步驟四制成的磚坯在22°C條件下干燥36小時(shí)；
步驟六，焙燒:將步驟五制成的干燥磚坯放入溫度為1100°C的焚燒窯中燒制22分鐘，即制得淤泥磚成品。實(shí)施例2
步驟一，選料:選取經(jīng)初步脫水的含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的寧波市三江河道淤泥，選取粘土成分含量> 30%的污水處理廠污泥，選取來(lái)自光大蘇州垃圾焚燒發(fā)電廠的符合《生活垃圾焚燒爐渣集料》(GB/T 25032-2010)標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾焚燒底渣以及生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性廢棄物的飛灰，選取普通II級(jí)生石灰，所有選料符合本發(fā)明的組份重量配比；
步驟二，混料:按照選料組份為疏浚淤泥35%、污泥15%、生活垃圾焚燒底渣25%、飛灰20%和生石灰5%重量配比秤取選料16.2 kg，采用鄭州創(chuàng)新建筑機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的JZC500滾筒式攪拌機(jī)，采用機(jī)械自動(dòng)上料方式,將放入該攪拌機(jī)中攪拌混合5分鐘，使各種物料混合均勻；`
步驟三，陳化:將步驟二混合均勻的物料在常溫下自然放置48小時(shí)，進(jìn)行陳化； 步驟四，制坯:將步驟三陳化完成的混合物料制成240mmX115mmX53mm磚坯，數(shù)量為
8塊；
步驟五，干燥:將步驟四制成的磚坯在25°C條件下干燥24小時(shí)；
步驟六，焙燒:將步驟五制成的干燥磚坯放入溫度為1200°C的焚燒窯中燒制15分鐘，即制得淤泥磚成品。實(shí)施例3
步驟一，選料:選取經(jīng)初步脫水的含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的錢(qián)塘江疏浚淤泥，選取粘土成分含量> 30%的污水處理廠污泥，選取來(lái)自上海浦發(fā)御橋垃圾焚燒電廠的符合《生活垃圾焚燒爐渣集料》(GB/T 25032-2010)標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾焚燒底渣以及生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性廢棄物的飛灰，選取普通II級(jí)生石灰，所有選料符合本發(fā)明的組份重量配比；
步驟二，混料:按照選料組份為疏浚淤泥65%、污泥5%、生活垃圾焚燒底渣20%、飛灰7.5%和生石灰2.5%重量配比秤取選料12.2 kg，采用鄭州創(chuàng)新建筑機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的JZC500滾筒式攪拌機(jī)，采用機(jī)械自動(dòng)上料方式,將放入該攪拌機(jī)中攪拌混合4分鐘，使各種物料混合均勻；
步驟三，陳化:將步驟二混合均勻的物料在常溫下自然放置24小時(shí)，進(jìn)行陳化；步驟四，制坯:將步驟三陳化完成的混合物料制成240mmX 115mmX 53mm磚坯，數(shù)量為6
塊；
步驟五，干燥:將步驟四制成的磚坯在20°C條件下干燥48小時(shí)；
步驟六，焙燒:將步驟五制成的干燥磚坯放入溫度為1050°C的焚燒窯中燒制30分鐘，即制得淤泥磚成品。實(shí)施例4
步驟一，選料:選取經(jīng)初步脫水的含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的泉州地區(qū)沿海灘涂淤泥，選取粘土成分含量> 30%的污水處理廠污泥，選取來(lái)自深圳鹽田垃圾焚燒電廠的符合《生活垃圾焚 燒爐渣集料》(GB/T 25032-2010)標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾焚燒底渣以及生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性廢棄物的飛灰，選取普通II級(jí)生石灰，所有選料符合本發(fā)明的組份重量配比；
步驟二，混料:按照選料組份為疏浚淤泥60%、污泥10%、生活垃圾焚燒底渣15%、飛灰14%和生石灰1%重量配比秤取選料16.2 kg，采用鄭州創(chuàng)新建筑機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的JZC500滾筒式攪拌機(jī)，采用機(jī)械自動(dòng)上料方式,將放入該攪拌機(jī)中攪拌混合3分鐘，使各種物料混合均勻；
步驟三，陳化:將步驟二混合均勻的物料在常溫下自然放置40小時(shí)，進(jìn)行陳化；
步驟四，制坯:將步驟三陳化完成的混合物料制成240mmX 115mmX 53mm磚坯，數(shù)量為8
塊；
步驟五，干燥:將步驟四制成的磚坯在25°C條件下干燥30小時(shí)；
步驟六，焙燒:將步驟五制成的干燥磚坯放入溫度為1100°C的焚燒窯中燒制20分鐘，即制得淤泥磚成品。本發(fā)明經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了滿意應(yīng)用效果。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制的淤泥磚，其特征是按重量配比的組份為:疏浚淤泥35-65%、污泥5-15%、生活垃圾焚燒底渣15-25%、飛灰10-25%和生石灰1_5% ;其中:疏浚淤泥為含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的江、湖、河或海中的疏浚淤泥，污泥為粘土成分含量> 30%的污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，生活垃圾焚燒底渣、飛灰為生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性的廢棄物，生石灰為普通II級(jí)生石灰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤泥磚，其特征是按重量配比的組份為:疏浚淤泥50%、污泥10%、生活垃圾焚燒底渣20%、飛灰17.5%和生石灰2.5%。
3.一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制淤泥磚的方法，其特征是起始原料經(jīng)選料一混料一陳化一制坯一干燥一焙燒，而制得淤泥磚成品，具體步驟如下: 步驟一，選料:選取經(jīng)初步脫水的含水率< 80%、粘土成分含量> 30%的江、湖、河或海中的疏浚淤泥，選取粘土成分含量> 30%的污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，選取符合《生活垃圾焚燒爐渣集料》(GB/T 25032-2010)標(biāo)準(zhǔn)的生活垃圾焚燒底渣，選取生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性廢棄物的飛灰，選取普通II級(jí)生石灰，所選起始材料的重量配比符合權(quán)利要求I所述的組份； 步驟二，混料:首先計(jì)量秤重步驟一配比后的選料，然后采用人工投料或機(jī)械自動(dòng)上料方式,放入混凝土攪拌機(jī)中攪拌混合3-5分鐘，使各種物料混合均勻； 步驟三，陳化:將步驟二混合均勻的物料在常溫下自然放置24-48小時(shí)； 步驟四，制坯:根據(jù)不同需要的規(guī)格，將步驟三陳化完成的混合物料制成磚坯； 步驟五，干燥:將步驟四制成的磚坯在20-25 °C條件下干燥24-48小時(shí)； 步驟六，焙燒:將步驟五制成 的干燥磚坯放入溫度為1050°C -1200°C的焚燒窯中燒制15-30分鐘，即制得淤泥磚成品。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢棄資源環(huán)保利用領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)保綜合利用廢棄物燒制的淤泥磚及其方法。本發(fā)明的淤泥磚按重量配比的組份為疏浚淤泥35-65%、污泥5-15%、生活垃圾焚燒底渣15-25%、飛灰10-25%和生石灰1-5%；其中疏浚淤泥為含水率≤80%、粘土成分含量≥30%的江、湖、河或海中的疏浚淤泥，污泥為粘土成分含量≥30%的污水處理廠水處理后產(chǎn)生的污泥，生活垃圾焚燒底渣、飛灰為生活垃圾焚燒后所產(chǎn)生的具有活性的廢棄物，生石灰為普通II級(jí)生石灰。本發(fā)明具有環(huán)保綜合利用多種廢棄物變廢為寶、且無(wú)二次污染產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。本發(fā)明可廣泛用于市政工程及建筑工程，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源。
文檔編號(hào)C04B33/132GK103183499SQ20131007691
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者高玉峰, 尹立新, 周源, 陸志浩 申請(qǐng)人:河海大學(xué)