本發(fā)明涉及一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，屬于資源綜合利用與環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

目前，國內(nèi)及世界范圍內(nèi)大部分湖泊由于周邊農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)農(nóng)業(yè)污水、周邊城市污水、垃圾、農(nóng)村地表徑流以及工業(yè)廢水的匯入，都不同程度地受到了污染，致使水質(zhì)化學(xué)污染嚴重，礦化程度越來越高，富營養(yǎng)化嚴重，造成水生植物迅速蔓延，湖面幾乎全部被沉水植物充塞，水生植物腐爛沉落后造成強烈的生物促淤作用，使湖底上升速度加快，湖水沼澤化進程加快，魚類資源，鳥類資源顯著減少，生物填平效應(yīng)加快，生態(tài)環(huán)境受到嚴重的破壞，部分年輕湖泊已經(jīng)過早地進入了老年期。

面對湖泊污染程度地日益加劇，很多國家、地區(qū)和政府均對受污染的湖泊采取不同的方式處理，治理方法主要以使用清潔水置換污染水體和采取疏挖清淤方式為主，但這種方法都是治標(biāo)不治本，不但耗費大量的人力物力，還使污染日趨嚴重。使用清潔水置換污染水體，湖底的淤泥又會成為二次污染源，釋放污染物，使清潔水被污染；采取疏挖清淤的方式挖掘出的污泥不是被棄置就是被填埋，由于污泥中往往含有病菌和過量的重金屬，沒有經(jīng)過無害化處理的污泥大量被棄置或填埋，最終作為資源用于土地，常常造成二次污染，嚴重影響了環(huán)境綜合治理的實際成果。

目前，采用湖泊污染底泥制備建筑材料的方法是簡單的將湖泊污染底泥與細沙、黏土等混合后燒結(jié)成建筑材料，此建筑材料中還含有活潑的重金屬形態(tài)，有較高的浸出毒性，對人體有害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，實現(xiàn)湖泊污染底泥的資源化利用和無害化處理，保護環(huán)境。

本發(fā)明的技術(shù)方案：在湖泊污染底泥中加入磷酸將化學(xué)活潑態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變成溶解度非常低的鈣磷酸鹽礦物，然后燒結(jié)使其有機物質(zhì)分解去除，再將泥與水、細沙、黏土混合澆筑或震動壓制成磚，高溫?zé)Y(jié)即得抗壓強度高、金屬浸出率低的建筑磚。

一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：

（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為50~70%，然后加入磷酸反應(yīng)2~6h；

（2）在步驟（1）所得反應(yīng)產(chǎn)物煅燒得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附后排出；

（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，在干燥基中加入水混合均勻，然后澆筑或壓制成磚；

（4）將步驟（3）所得磚煅燒即得建筑磚；

所述磷酸的加入量為湖泊污染底泥質(zhì)量的30~45%，磷酸的質(zhì)量百分數(shù)濃度為4~7.5%；

所述步驟（2）中煅燒溫度為650~780℃，煅燒時間為2~3h；

以質(zhì)量百分數(shù)計，所述步驟（3）干燥基中含有泥25~45%、細沙20~40%、黏土35~55%；

所述步驟（4）中煅燒溫度為1000~1200℃，煅燒時間為1~2h；

本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明在湖泊污泥中加入磷酸，將化學(xué)活潑的重金屬轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的鈣磷酸鹽，降低了成品磚的浸出毒性，避免磚對環(huán)境的污染；

（2）本發(fā)明在成型磚之前進行焙燒，進一步穩(wěn)定化重金屬，有效地除去了泥中的有機物質(zhì)，大幅提高了磚的抗壓強度；

（3）本發(fā)明將湖泊污染底泥實現(xiàn)建材磚的資源化利用，有效去除湖泊內(nèi)部的大部分內(nèi)源性污染物，減少底泥污染物向水體的釋放，提高湖泊水質(zhì)，降低湖泊富營養(yǎng)化，豐富湖泊內(nèi)物種，增加湖泊的庫存和自凈化能力，有效地維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施步驟對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1：本實施例中湖泊污染底泥的主要成分見表1

表1湖泊污染污泥主要成分

一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：

（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為50%，然后轉(zhuǎn)移至管式反應(yīng)器內(nèi)，加入湖泊污染底泥質(zhì)量的30%的磷酸反應(yīng)2h，其中磷酸的質(zhì)量百分數(shù)濃度為4%；

（2）在溫度為650℃條件下，在步驟（1）所得反應(yīng)產(chǎn)物煅燒3h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；

（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質(zhì)量百分數(shù)計，干燥基中泥25%、細沙20%、黏土55%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質(zhì)量的25%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；

（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1000℃條件下煅燒1h即得建筑磚；

本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為42.23mpa，達到燒結(jié)普通磚國家標(biāo)準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結(jié)果為375.83mg/l，鉛元素浸出結(jié)果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.89mg/l，毒性達到國家標(biāo)準《危險廢棄物鑒別標(biāo)準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。

實施例2：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；

一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：

（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為55%，然后轉(zhuǎn)移至管式反應(yīng)器內(nèi)，加入湖泊污染底泥質(zhì)量的35%的磷酸反應(yīng)3h，其中磷酸的質(zhì)量百分數(shù)濃度為4.5%；

（2）在溫度為680℃條件下，在步驟（1）所得反應(yīng)產(chǎn)物煅燒2.5h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；

（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質(zhì)量百分數(shù)計，干燥基中泥35%、細沙20%、黏土45%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質(zhì)量的20%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；

（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1050℃條件下煅燒1.3h即得建筑磚；

本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為36.20mpa，達到燒結(jié)普通磚國家標(biāo)準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結(jié)果為375.83mg/l，鉛元素浸出結(jié)果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.85mg/l，毒性達到國家標(biāo)準《危險廢棄物鑒別標(biāo)準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。

實施例3：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；

一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：

（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為60%，然后轉(zhuǎn)移至管式反應(yīng)器內(nèi)，加入湖泊污染底泥質(zhì)量的38%的磷酸反應(yīng)4h，其中磷酸的質(zhì)量百分數(shù)濃度為5.2%；

（2）在溫度為700℃條件下，在步驟（1）所得反應(yīng)產(chǎn)物煅燒2.8h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；

（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質(zhì)量百分數(shù)計，干燥基中泥45%、細沙20%、黏土35%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質(zhì)量的26%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；

（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1080℃條件下煅燒1.5h即得建筑磚；

本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為46.58mpa，達到燒結(jié)普通磚國家標(biāo)準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結(jié)果為375.83mg/l，鉛元素浸出結(jié)果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.79mg/l，毒性達到國家標(biāo)準《危險廢棄物鑒別標(biāo)準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。

實施例4：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；

一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：

（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為65%，然后轉(zhuǎn)移至管式反應(yīng)器內(nèi)，加入湖泊污染底泥質(zhì)量的42%的磷酸反應(yīng)5h，其中磷酸的質(zhì)量百分數(shù)濃度為6.5%；

（2）在溫度為730℃條件下，在步驟（1）所得反應(yīng)產(chǎn)物煅燒2h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；

（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質(zhì)量百分數(shù)計，干燥基中泥28%、細沙30%、黏土42%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質(zhì)量的24%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；

（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1150℃條件下煅燒1.8h即得建筑磚；

本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為40.16mpa，達到燒結(jié)普通磚國家標(biāo)準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結(jié)果為375.83mg/l，鉛元素浸出結(jié)果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.92mg/l，毒性達到國家標(biāo)準《危險廢棄物鑒別標(biāo)準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。

實施例5：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；

一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：

（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為70%，然后轉(zhuǎn)移至管式反應(yīng)器內(nèi)，湖泊污染底泥質(zhì)量的45%的磷酸反應(yīng)6h，其中磷酸的質(zhì)量百分數(shù)濃度為7.5%；

（2）在溫度為780℃條件下，在步驟（1）所得反應(yīng)產(chǎn)物煅燒3h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；

（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質(zhì)量百分數(shù)計，干燥基中泥25%、細沙40%、黏土35%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質(zhì)量的28%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；

（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1200℃條件下煅燒2h即得建筑磚；

本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為41.25mpa，達到燒結(jié)普通磚國家標(biāo)準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結(jié)果為375.83mg/l，鉛元素浸出結(jié)果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.92mg/l，毒性達到國家標(biāo)準《危險廢棄物鑒別標(biāo)準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。