一种可再生免烧滤料及其制备方法、应用和再生方法技术

本发明专利技术属于资源再利用技术领域，尤其涉及一种可再生免烧滤料及其制备方法、应用和再生方法。本发明专利技术提供了一种滤料，主要由以下组分制成：硅铝质工业固体废物、建筑垃圾、污泥、碱激发剂和发泡剂；硅铝质工业固体废物选自粉煤灰、偏高岭土、固硫灰、煤矸石、煤渣、炉渣、沸石渣、赤泥、废石膏、脱硫灰、电石渣和工业粉尘中的一种或多种；建筑垃圾选自废混凝土块、废水泥砂浆、碎石块、废渣土、废砖头和废瓦中的一种或多种。本发明专利技术同时实现了建筑垃圾、污泥和工业固体废物的消耗，对建筑垃圾、污泥和工业固体废物进行资源化利用，具有巨大的经济和社会价值。

A renewable non burning filter material and its preparation, application and regeneration method

【技术实现步骤摘要】
一种可再生免烧滤料及其制备方法、应用和再生方法
本专利技术属于资源再利用
，尤其涉及一种可再生免烧滤料及其制备方法、应用和再生方法。
技术介绍
随着现代化进程的不断深入，建筑作为城市和生活水平提高的象征，人们对建筑的需求不断提高，因此建设工程在近年来不断在各地开展，随之建筑垃圾的产生速率和数量也在飞速提高。建筑垃圾是指建设工程在新建设、已有建筑改建和危旧建筑的拆除过程中所产生的废渣土、废砖头、废瓦、废弃混凝土、水泥砂浆和少量的木材、玻璃、钢材等等。据统计，我国城市建筑垃圾总量为城市垃圾总量的30％～40％，每建设一万平米建筑便会产生500～600吨的建筑垃圾。但是，目前建筑垃圾的处理方式主要是被施工企业用货车拉到偏远农村和郊区进行倾倒或填埋，这不仅浪费当地土地资源和增加垃圾处理费用，还会造成环境污染。现代化进程的深入也使得污泥处理迫在眉睫。污泥是指工业废水和城市生活污水经过物理化学方式处理后所形成的浮渣和沉淀物，但其成分复杂、颗粒小、易发臭、具有胶状结构、脱水难、重金属含量高，寄生虫卵、致病微生物和有机物含量高，若不经过无害化处理势必会对土壤、空气和水源产生巨大污染而危及人体健康。我国每年外排干污泥150万吨，且每年以12％的速率增长，污泥含量很少但是含水率极高，污泥脱水困难导致处理费用和难度增加。污泥处理的工艺设备费用约占污水厂建厂费用的15％～35％，年运行费用约占总费用支出的25％～40％。污泥处理资金居高不下成为一项棘手的问题，迫切需要解决。但在污泥处理方式上，主要是污泥填埋、污泥焚烧、污泥堆肥等，污泥填埋依旧是主要的处置方式，但随着时间的延长会导致二次污染和土质力学性能变差的问题。资源化利用污泥则主要是制备污泥陶粒、污泥砖等，但制作过程能耗、污染和成本较高问题突出。在工业发展的过程中，粉煤灰、煤矸石、炉渣、赤泥、煤渣、废石膏、脱硫灰、电石渣和工业粉尘等工业固体废物的产生量不断增加，逐渐成为工业企业头疼的一个问题，由于处理量大，处理费用高，种类和成分复杂，处置难度系数很高。因此，现代化进程的深入和工业发展使得建筑垃圾、污泥和工业固体废物的处理成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可再生免烧滤料及其制备方法、应用和再生方法，用于解决建筑垃圾、污泥和工业固体废物处理困难、处理成本高的问题。本专利技术的具体技术方案如下：一种滤料，主要由以下组分制成：硅铝质工业固体废物、建筑垃圾、污泥、碱激发剂和发泡剂；所述硅铝质工业固体废物选自粉煤灰、偏高岭土、固硫灰、煤矸石、煤渣、炉渣、沸石渣、赤泥、废石膏、脱硫灰、电石渣和工业粉尘中的一种或多种；所述建筑垃圾选自废混凝土块、废水泥砂浆、碎石块、废渣土、废砖头和废瓦中的一种或多种。优选的，碱激发剂为硅酸盐和碱性氢氧化物；所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；所述碱性氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾；所述发泡剂选自碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠和双氧水中的一种或多种。优选的，所述硅铝质工业固体废物和所述建筑垃圾的粒径为200μm～5000μm；所述污泥的含水量为50wt％～95wt％。优选的，以质量份计，主要由以下组分制成：所述硅铝质工业固体废物80～110份、所述建筑垃圾15～30份、所述污泥30～60份、所述碱激发剂30～80份和所述发泡剂1～5份。优选的，所述滤料的比表面积为5～18m2/g；所述滤料的中孔孔径为10μm～120μm；所述滤料的微孔孔径为10nm～100nm。本专利技术还提供了上述技术方案所述滤料的制备方法，包括以下步骤：将所述硅铝质工业固体废物与所述建筑垃圾混合，加入所述碱激发剂或所述污泥进行第一搅拌，再加入所述污泥或所述碱性激发剂以及所述发泡剂进行第二搅拌，静置，得到滤料。优选的，所述第一搅拌的转速为50rpm～250rpm；所述第二搅拌的转速为200rpm～300rpm。本专利技术还提供了上述技术方案所述滤料和/或上述技术方案所述制备方法制得的滤料在污水处理中的应用。本专利技术还提供了上述技术方案所述滤料和/或上述技术方案所述制备方法制得的滤料的再生方法，包括以下步骤：将处理污水后的滤料、所述硅铝质工业固体废物和所述建筑垃圾混合，加入所述碱激发剂或所述污泥进行第三搅拌，再加入所述污泥或所述碱激发剂以及所述发泡剂进行第四搅拌，静置，得到再生滤料。优选的，所述处理污水后的滤料、所述硅铝质工业固体废物、所述建筑垃圾、所述碱激发剂、所述污泥和所述发泡剂的质量比为(10～30)：(80～110)：(15～35)：(40～80)：(30～60)：(1～5)。综上所述，本专利技术提供了一种滤料，主要由以下组分制成：硅铝质工业固体废物、建筑垃圾、污泥、碱激发剂和发泡剂；所述硅铝质工业固体废物选自粉煤灰、偏高岭土、固硫灰、煤矸石、煤渣、炉渣、沸石渣、赤泥、废石膏、脱硫灰、电石渣和工业粉尘中的一种或多种；所述建筑垃圾选自废混凝土块、废水泥砂浆、碎石块、废渣土、废砖头和废瓦中的一种或多种。本专利技术中，碱激发剂的强碱性能够杀死污泥中的有害微生物，硅铝质工业固体废物中含有硅铝质材料成分，具有很高的反应活性，能够在碱激发剂的作用下发生缩聚反应，产生具有[SiO4]四面体和[AlO4]四面体的结构单元，通过Si-O-Si和Al-O-Si链结构形成三维空间网络交联结构，Si、O和Al原子之间都是通过共价键进行连接形成具有空间四面体稳定结构的地聚物，污泥中的重金属和有机物等以物理包裹和化学键形式被固封在地聚物的空间结构中，建筑垃圾和污泥中含有的硅铝质成分也在碱激发剂的作用下发生地聚物反应，并且，建筑垃圾可作为骨架材料，最终硅铝质工业固体废物、建筑垃圾和污泥固化得到滤料，而发泡剂和污泥自身产生的气泡能够实现滤料材质的多孔性，使得滤料内部空隙发达，具有良好的吸附性能，本专利技术同时实现了建筑垃圾、污泥和工业固体废物的消耗，进行资源化利用，具有巨大的经济和社会价值。具体实施方式本专利技术提供了一种可再生免烧滤料及其制备方法、应用和再生方法，用于解决建筑垃圾、污泥和工业固体废物处理困难、处理成本高的问题。下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种滤料，主要由以下组分制成：硅铝质工业固体废物、建筑垃圾、污泥、碱激发剂和发泡剂；硅铝质工业固体废物选自粉煤灰、偏高岭土、固硫灰、煤矸石、煤渣、炉渣、沸石渣、赤泥、废石膏、脱硫灰、电石渣和工业粉尘中的一种或多种；建筑垃圾选自废混凝土块、废水泥砂浆、碎石块、废渣土、废砖头和废瓦中的一种或多种。本专利技术实施例中，碱激发剂的强碱性能够杀死污泥中的有害微生物，硅铝质工业固体废物中含有硅铝质材料成分，具有很高的反应活性，能够在碱激发剂的作用下发生缩聚反应，产生具有[SiO4]四面体和[AlO4]四面体的结构单元，通过Si-O-Si和Al-O-Si链结构形成三维空间网络交联结构，Si、O和Al原子之间都是通过共价键进行连接形成具有空间四面体稳定结构的地聚物，污泥中的重金属和有机物等以物理包裹和化学键形式被固封在地聚物的空间结构中，建筑垃圾和污泥中含有的硅铝质成分也在碱激发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤料，其特征在于，主要由以下组分制成：硅铝质工业固体废物、建筑垃圾、污泥、碱激发剂和发泡剂；所述硅铝质工业固体废物选自粉煤灰、偏高岭土、固硫灰、煤矸石、煤渣、炉渣、沸石渣、赤泥、废石膏、脱硫灰、电石渣和工业粉尘中的一种或多种；所述建筑垃圾选自废混凝土块、废水泥砂浆、碎石块、废渣土、废砖头和废瓦中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种滤料，其特征在于，主要由以下组分制成：硅铝质工业固体废物、建筑垃圾、污泥、碱激发剂和发泡剂；所述硅铝质工业固体废物选自粉煤灰、偏高岭土、固硫灰、煤矸石、煤渣、炉渣、沸石渣、赤泥、废石膏、脱硫灰、电石渣和工业粉尘中的一种或多种；所述建筑垃圾选自废混凝土块、废水泥砂浆、碎石块、废渣土、废砖头和废瓦中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的滤料，其特征在于，碱激发剂为硅酸盐和碱性氢氧化物；所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；所述碱性氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾；所述发泡剂选自碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠和双氧水中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的滤料，其特征在于，所述硅铝质工业固体废物和所述建筑垃圾的粒径为200μm～5000μm；所述污泥的含水量为50wt％～95wt％。4.根据权利要求1所述的滤料，其特征在于，以质量份计，主要由以下组分制成：所述硅铝质工业固体废物80～110份、所述建筑垃圾15～30份、所述污泥30～60份、所述碱激发剂30～80份和所述发泡剂1～5份。5.根据权利要求1所述的滤料，其特征在于，所述滤料的比表面积为5～18m2/g；所述滤料的中孔孔径为10μm～120μm；所述滤料的微孔孔径为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋树贤，李宇峰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44