专利名称：生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑垃圾和经过生物干化污泥再利用的技术。
背景技术：
随着我国基础设施的不断发展，特别在城市，建筑垃圾的产生量正与日俱增。目前，我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30％-40％。然而，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费、并造成资源的浪费和一定程度的污染。
市政污泥是城市污水处理厂在污水处理过程中产生的固体废物，由于其含有大量有机质及氮、磷、钾等营养物质，又有超标重金属、病原微生物等，所以如处理不善将会造成严重的二次污染。我国目前已建成运转的城市污水处理厂有400余座，日处理能力2534万m3，污泥的产量在1.14万m3/d和1.90万m3/d(以含水率80％计)之间，其中仍有13.79％的污泥没有经过任何处理。比较成熟的工艺一般采用干化、填埋、焚烧及农用。现在大部分剩余污泥采用填埋处理，随着城市发展，城市生活垃圾的量和污水厂产生的污泥都在不断增加，以填埋城市生活垃圾为主的卫生填埋场的填埋空间日益紧张，已经无法承受填埋城市污泥的负担，同时填埋污泥也会加重卫生填埋场地下水污染风险，污泥填埋处置受到限制。
也有采用污泥为原料制砖的技术，但目前的污泥制砖技术，大多直接采用未经干化处理或只经过机械干化的污泥作为制砖原料。污水处理厂的剩余污泥中含有大量的有机物、重金属、盐类、病原微生物和寄生虫卵，而且未经发酵的污泥散发臭味。若不对其进行生物干化处理，滞留在砖体内，会影响砖体质量和适用范围。
未经生物干化的污泥中有机质含量高，在烧砖过程中会产生大量气体，砖体表面会出现气泡，砖体内会产生空洞，影响砖的表观效果和质量。污泥经过生物干化后作为制砖原料，它优于混进有机垃圾的无机垃圾，其腐殖质燃烧后，在砖内不会留下空洞或气泡，对砖的强度影响极小。同时，砖体具有一定的热值和可塑性，有利于烧砖工艺的后续进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，以期将生物干化应用到烧砖技术中，提高烧砖质量以及应用范围。
为实现上述目的，本发明提供的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，以建筑垃圾和含水率为35～40％的生物干化污泥为原料，分别研磨成1～4mm的粗颗料、0.5～1mm的中颗料和0.1～0.5mm的细颗料，加水混均，压制成形，干燥后于920～1000℃焙烧； 建筑垃圾、生物干化污泥与水的重量百分比为 建筑垃圾35～45％，优选40％。
生物干化后污泥45～55％，优选50％。
水分5～10％，优选10％。
粗颗粒、中颗粒和细颗粒的重量比为6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。优选7∶1∶2。
所述的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，其中，建筑垃圾为房屋拆掉的砖、瓦块、混凝土以及基础施工的原生土。
所述的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，其中，干燥温度为常温～100℃。
本发明提供的方法，采用以上两种建筑垃圾和污泥，被人们认为的“废物”为原料，进行合理的处理，再经过合理配比，进行烧砖的技术。既是对资源的再生利用，又保护了环境，减少了二次污染。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式 本发明采用的原料之一为经过生物干化后含水率为35～40％的污泥。
生物干化是一种新型的干化技术。是利用高温好氧发酵技术将含水率为60％的干化污泥、菌种、添加剂(粉煤灰)等进行混合，使混合后的物料含水率为55％左右，然后通过发酵、翻堆、搅拌使物料稳定，含水率降至35％左右，有效地去除病原体、寄生虫卵和杂草种子，使污泥达到减量化、稳定化、无害化、资源化目的。污泥干化过程不产生甲烷等厌氧气体，产生较小的臭味，由于持续高温，可以杀死病原体和杂草种子，彻底使污泥无害化。
经过生物干化作用的污泥其成分与烧砖所需粘土的成分相当，能够替代部分粘土作为烧砖原料。同时，生物干化作用能够大大降低污泥密度，提高空隙率，并且能够起到较好的隔热保温效果。
生物干化后污泥原料的主要优点是处置污泥量大、可部分替代外加煤，降低污泥处置成本。制砖过程中污泥在焙烧阶段实现焚烧处理，彻底氧化分解有机物、形成稳定金属氧化物。由于污泥热值接近3000Kal/kg，干污泥制砖可以充分利用污泥中潜在热值，节约制砖成本。
本发明所选用的建筑垃圾为改造房屋拆掉砖混结构的砖、瓦块、混凝土以及基础施工的原生土等。其成分中大多数虽都为无机成分，但对其进行适当的粉碎、筛选、混合后，能够很好地起到支撑骨架的作用。
污泥采用污水处理厂的剩余污泥，要求其出厂污泥含水率小于65％，以保证后续处理的顺利进行，不仅解决了污水处理厂污泥销纳问题，烧砖工程还会有一定的创收。建筑垃圾和污泥进行一定的预处理后，进行混合制砖， 建筑垃圾必须先进行分选，采用人工分选和机械分拣相结合。
首先经过人工分拣，大块铁件、其它金属及可回收物基本进行回收，其所存的垃圾大多为硅砂主体的混合物。对建筑垃圾进行破碎和粉碎，并按照粒径对建筑垃圾和生物干化后的污泥进行分级。由于对单一颗粒不能达到紧密堆积，应采用多组分可达到紧密堆积。较细颗粒的数量，应足够填充于紧密排列的颗粒构成的间隙之中。该工艺将颗粒粒径范围按如下设定1～4mm的粗颗料、0.5～1mm的中颗料和0.1～0.5mm的细颗料，粗、中、细颗粒的加入量按重量比计，分别为6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
请参阅图1。本发明提供的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，其流程为 将生物干化后含水率为35-40％的污泥与建筑垃圾分别研磨，筛选出粒径为1～4mm的粗颗粒，0.5～1mm的中颗粒和0.1～0.5mm的细颗粒。
按下述重量百分比输送到大型搅拌机混合 建筑垃圾35～45％、生物干化污泥45～55％及水份5～10％；其中建筑垃圾和生物干化污泥的粗、中、细颗粒的重量比为6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
混合后进行陈化，陈化时间为24小时。陈化后进入成型阶段，按常规烧砖方法进行。
实施例1 生物干化后的污泥400吨送入制砖车间，污泥含水率为35％。同时与320吨旧房改造拆掉砖混结构的砖瓦进行混合，经研磨机磨细、筛分，粗颗粒∶中颗粒∶细颗粒的重量比为7∶1∶2，加水80吨，混合均匀，混合后含水率20％；成型挤出压力1.9～2.2MPa，压制成形后经过在低温下(100℃)干燥20-24小时，成型含水率18％；870～920℃焙烧，制成25mm×15mm×10mm的普通砖，其抗压强度为7.7MPa，砖含水率4％，符合普通砖的要求。测试结果见表1。
实施例2 生物干化后的污泥300吨送入制砖车间，污泥含水率为40％。建筑垃圾240吨，其主要来源为砖瓦及基础施工的原生土。经研磨机磨细、筛分，粗颗粒∶中颗粒∶细颗粒的重量比为7∶1∶2，同时加入水50吨。混合压制成形后经过在低温下(100℃)干燥和高温烧结制成污泥砖，焙烧温度在920～1000℃之间，制成240×115×90的空心砖，其抗压强度为8.0Mpa，符合空心砖的要求，属合格产品。测试结果见表1。
表1产品测试结果
由表1可知，采用本发明制砖，不仅能够达到废物利用的目的，而且产品达到了砖体的各种指标，为合格产品。
本发明的产品经国家墙体屋面材料质检中心检测，其多孔砖和标准砖分别符合JC943-2004及NY/T671-2003标准要求，而且没有放射性污染，可以放心地应用到建筑工程中去。另外对该产品的性能分析，容重和吸水率方面均优于普通混凝土多孔砖和标准砖。其生产方式使原料的结构性能没有发生变化，这种产品的容重和吸水率介于烧结制品和非烧结制品中间。所以在使用中其干缩性、导热系数比一般的混凝土制品要小。这对于建筑工程的使用和施工都是十分有利的。
权利要求
1、一种生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，以建筑垃圾和含水率为35～40％的生物干化污泥为原料，分别研磨成1～4mm的粗颗料、0.5～1mm的中颗料和0.1～0.5mm的细颗料，加水混均，压制成形，干燥后于920～1000℃焙烧；其中
建筑垃圾、生物干化污泥与水的重量百分比为
建筑垃圾35～45％；
生物干化后污泥45～55％；
水分5～10％；
粗颗粒、中颗粒和细颗粒的重量比为6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
2、如权利要求1所述的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，其中，建筑垃圾为房屋拆掉的砖、瓦块、混凝土以及基础施工的原生土。
3、如权利要求1所述的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，其中，干燥温度为常温～100℃。
4、如权利要求1所述的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，其中，建筑垃圾、生物干化污泥与水的重量百分比为
建筑垃圾40％；
生物干化后污泥50％；
水分10％。
5、如权利要求1所述的生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，其中，粗颗粒、中颗粒和细颗粒的重量比为7∶1∶2。
全文摘要
一种生物干化污泥与建筑垃圾混合烧砖方法，以建筑垃圾和含水率为35～40％的生物干化污泥为原料，分别研磨成1～4mm的粗颗料、0.5～1mm的中颗料和0.1～0.5mm的细颗料，加水混均，压制成形，干燥后于920～1000℃焙烧；建筑垃圾、生物干化污泥与水的重量百分比为建筑垃圾35～45％；生物干化后污泥45～55％；水分5～10％；粗颗粒、中颗粒和细颗粒的重量比为6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
文档编号C04B33/132GK101407407SQ20071017567
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月10日 优先权日2007年10月10日
发明者李英军, 席北斗, 姜永海, 婧 苏, 玲 张 申请人:中国环境科学研究院