一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺制造技术

本发明专利技术涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，为将污泥焚烧灰渣制作成生态环保、经济高效的新型建筑材料，本发明专利技术利用微生物诱导碳酸钙沉积技术将城市生活污泥焚烧灰渣固化成无害化的生物砖，并能够稳定的固定垃圾焚烧灰渣中的有害重金属离子成分，实现垃圾焚烧灰渣的无害化；本发明专利技术将固体废弃物减量化处理与资源化利用相结合，既实现了污泥焚烧灰渣的减量化、无害化、资源化处理，又得到了一种具有应用价值的新型建筑材料，有望应用于建筑、基建等领域，具有更好的环保效益与经济效益。具有更好的环保效益与经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺


[0001]本专利技术涉及污泥处理
，特别涉及一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺。

技术介绍

[0002]城市生活污水处理后的污泥，一般含水率约80％，富含有机质等营养成分，又含有一定量的重金属和病毒、病原体、寄生虫卵等有害物质，污泥处置不当会造成严重的二次环境污染。现行的城市生活污泥的处置方式主要是焚烧，而污泥焚烧产生的灰渣也是危险固废，须送危险废物填埋场安全填埋。但由于填埋费用高，企业难以承受高额的填埋处置费用，许多污泥焚烧灰渣没有得到合理的最终处置，更没有得到合理的综合利用，造成资源的浪费，也成为重要的环境风险源。
[0003]对污泥焚烧灰渣进行无害化和资源化，不仅能解决传统污泥焚烧灰渣安全填埋费用高、填埋处置能力不足等问题，而且能实现物质的充分利用，从而促进循环经济的建立和可持续发展。由于污泥焚烧伴生的污泥焚烧灰渣呈现良好的塑形特性，具备潜在的火山灰活性，因此作为水泥掺和料用作建筑材料是实现其资源化很好的选择。目前，有将污泥焚烧灰渣制作成混凝土材料的应用，但混凝土材料在制备和使用过程中会不断向大气中排放温室气体CO2、引发酸雨的气体SO3和毒性强烈的气体NO，对大气、土体和水资源均会造成一定程度的污染。因此，为保证社会的可持续发展，将污泥焚烧灰渣制作成生态环保、经济高效的新型建筑材料意义重大。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，解决了城市生活污泥焚烧灰渣的无害化和资源化处置，同时制备得到的生物砖抗压强度高，有望作为新型建筑材料应用于建筑、基建等领域。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，具体包括以下步骤：
[0007]S1、通过培养液对复合菌进行培养得到菌液，所述复合菌包括巴氏芽胞杆菌(Bacillus pasteurii)和巴氏芽孢八叠球菌(Sporosarcina pasteurii)；
[0008]S2、将步骤S1的菌液与盐水溶液混匀制备得到固化液；
[0009]S3、将城市生活污泥焚烧灰渣与步骤S2的固化液混匀，再加入生石灰，混匀得到混合浆料；
[0010]S4、将步骤S3的混合浆料倒入制砖模具中，按压成型，然后放置于一定温度、湿度以及模压成型压力下固化一段时间，固化结束后脱模烘干即得到生物砖。
[0011]污泥焚烧灰渣包括炉渣和炉灰，炉渣为黄褐色颗粒状小颗粒，主要来自于污泥焚烧的辅助燃料煤中，炉灰为黑褐色粉末，主要来自于污泥焚烧的剩余物和煤灰，污泥焚烧灰渣具有较好的力学性能，可以作为建筑材料的骨料，本专利技术利用微生物诱导碳酸钙沉积技
术，通过生物矿化作用使污泥焚烧灰渣形成的具有胶结性质的碳酸钙结构，使其成为无害化的生物砖，并能稳定的封存其中重金属等污染物，防止重金属的浸出，既实现了污泥焚烧灰渣的减量化、无害化、资源化处理，又得到了一种具有应用价值的新型建筑材料，有望应用于建筑、基建(制备步道砖、河道防护砖、防滑砖等)等领域。
[0012]优选地，步骤S1所述巴氏芽胞杆菌和巴氏芽孢八叠球菌的浓度均为(3-5)
×
106cfu/mL。
[0013]优选地，步骤S1所述培养液包括葡萄糖15-25g/L、酵母提取物3-5g/L、尿素15-25g/L、六水氯化镍20-25mg/L、四水氯化锰10-15mg/L。
[0014]优选地，步骤S2所述的两种菌液的体积比为1:1。
[0015]优选地，步骤S2所述盐水溶液包括2-3mol/L乳酸钙和2-3mol/L氯化镁。
[0016]优选地，步骤S2所述菌液与盐水溶液的体积比为1:1。
[0017]优选地，步骤S3所述城市生活污泥焚烧灰渣与固化液的料液比为1:3-6。
[0018]优选地，步骤S4所述城市生活污泥焚烧灰渣与生石灰的重量比2-5:1。
[0019]优选地，所述固化的温度为30-40℃、湿度为30-40％、模压成型压力为2.5-3.0Mpa，时间为7-12d。
[0020]优选地，步骤S3所述城市生活污泥焚烧灰渣在与固化液混匀前先经过22-30目筛处理。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术提供了一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，即利用微生物诱导碳酸钙沉积技术将城市生活污泥焚烧灰渣固化成无害化的生物砖，并能够稳定的固定垃圾焚烧灰渣中的有害重金属离子成分，实现垃圾焚烧灰渣的无害化；可见，本专利技术将固体废弃物减量化处理与资源化利用相结合，既实现了污泥焚烧灰渣的减量化、无害化、资源化处理，又得到了一种具有应用价值的新型建筑材料，有望应用于建筑、基建等领域，具有更好的环保效益与经济效益。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024]实施例1一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺
[0025](1)城市生活污泥焚烧灰渣的收集：将采集自广州大沙地(广州黄埔区)污水厂的污泥自然干燥一段时间，当样品达到恒重(污泥的质量变化不超过0.1％)时，敲碎，研磨筛分至80目，然后入炉(焚烧炉)焚烧，进料频率为4.6Hz，补风量为3500m3/h，焚烧结束后收集污泥焚烧灰渣备用；
[0026](2)用培养液(葡萄糖20g/L、酵母提取物4g/L、尿素20g/L、六水氯化镍22.5mg/L、四水氯化锰12.5mg/L，溶剂为水)分别将巴氏芽胞杆菌(BNCC 337394)和巴氏芽孢八叠球菌(ATCC11859)培养至浓度为4
×
106cfu/mL的菌液；
[0027](3)将上述两种菌液(体积比为1:1)与盐水溶液(2.5mol/L乳酸钙和2.5mol/L氯化镁)以1：1的体积比混匀后得到固化液；
[0028](4)将城市生活污泥焚烧灰渣经过22目筛选后，按1:4.5的料液比(kg/L)与上述固化液混匀，再按2.5:1的重量比(单位均为kg)加入生石灰，混匀后得到混合浆料；
[0029](5)将上述混合浆料倒入制砖模具的方形凹槽(240mm
×
115mm
×
53mm)中，按压成型，然后在温度为35℃、湿度为35％、模压成型压力为2.75Mpa的条件下固化反应10d，固化结束后脱模，并置于55℃下烘干55h，得到生物砖。
[0030]根据GB/T4111-2013《混凝土切块和砖试验方法》，对采用本实施例方法制备得到的生物砖进行强度试验，检测得到其抗压强度为(6.33
±
0.75)MPa。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过培养液分别对巴氏芽胞杆菌和巴氏芽孢八叠球菌进行培养得到菌液；S2、将步骤S1的两种菌液与盐水溶液混匀制备得到固化液；S3、将城市生活污泥焚烧灰渣与步骤S2的固化液混匀，再加入生石灰，混匀得到混合浆料；S4、将步骤S3的混合浆料倒入制砖模具中，按压成型，然后放置于一定温度、湿度以及模压成型压力下固化一段时间，固化结束后脱模烘干即得到生物砖。2.根据权利要求1所述的一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，其特征在于，步骤S1所述巴氏芽胞杆菌和巴氏芽孢八叠球菌的浓度均为(3-5)
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106cfu/mL。3.根据权利要求1所述的一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，其特征在于，步骤S1所述培养液包括葡萄糖15-25g/L、酵母提取物3-5g/L、尿素15-25g/L、六水氯化镍20-25mg/L、四水氯化锰10-15mg/L。4.根据权利要求1所述的一种城市生活污泥焚烧灰渣资源化制备生物砖的工艺，其特征在于，步骤S2所述的两种菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：常颖，帅立辉，严兴，匡科，卢伟，汤舒，王子源，
申请(专利权)人：广州市净水有限公司，
类型：发明
国别省市：