剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法制造技術

本發明專利技術公開了剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法，取剩余活性污泥和泥置入厭氧污泥池，加蒸餾水和表面活性劑，然后投加熟石灰和硫代硫酸鈉，攪拌后厭氧發酵，再通入氧氣并加入陽離子聚丙烯酰胺，接著進行恒溫加熱，逐滴加入飽和FeCl3溶液，攪拌后加入堿性殺菌劑，先置入高壓滅菌釜中處理，再進行超聲處理，最后固液分離后加入固化劑水泥、粘合劑、螯合劑、粉煤灰和纖維，攪拌混合后得到原料土漿，然后加入輕質材料和硅粉得到輕質混凝土。本發明專利技術可有效改善輕質混凝土的力學性能，制得的輕質混凝土強度高，商品不易開裂，具有防水性能，可廣泛應用于建筑業，為剩余活性污泥和疏浚淤泥的有效利用起到促進和推動作用。

Preparation of foamed plastics lightweight concrete mixed with excess activated sludge and sludge

The present invention discloses the preparation method of mixed foamed light concrete of excess activated sludge and sludge. The excess activated sludge and sludge are put into anaerobic sludge tank, distilled water and surfactant are added, then hydrated lime and sodium thiosulfate are added, anaerobic fermentation is stirred, oxygen is added, cationic polyacrylamide is added, and then heated at constant temperature, saturated FeCl3 is added to dissolve one by one. After mixing, alkaline fungicides are added. First, they are placed in a high-pressure sterilizing kettle for treatment, then ultrasonic treatment. Finally, after solid-liquid separation, curing agent cement, binder, chelating agent, fly ash and fiber are added. After mixing, raw material slurry is obtained, and then light concrete is obtained by adding light materials and silica powder. The invention can effectively improve the mechanical properties of lightweight concrete, and the lightweight concrete produced has high strength, is not easy to crack, has waterproof performance, and can be widely used in construction industry, and plays a promoting and promoting role for the effective utilization of excess activated sludge and dredged sludge.

【技術實現步驟摘要】
剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法
本專利技術屬于交通建筑工程材料
，特別是涉及一種剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法。
技術介紹
剩余活性污泥是從二次沉淀池(或沉淀區)排出系統外的活性污泥。在生化處理過程中，活性污泥中的微生物不斷地消耗著廢水中的有機物質。被消耗的有機物質中，一部分被氧化以提供微生物生命活動所需的能量，另一部分則被微生物利用以合成新的細胞質，從而使微生物繁衍生殖，微生物在新陳代謝的同時，又有一部分老的微生物死亡，故產生了剩余活性污泥。剩余活性污泥是污水處理過程中產生的副產物，剩余活性污泥的根本治理出路在于資源化利用。我國目前用于工程建設的土方資源有限，而我國沿海港口海岸工程、內河航道疏浚工程及內陸湖泊環境治理工程的大規模興起，大量的疏浚淤泥的產生已成為必然。但疏浚淤泥的就近棄埋會產生占用耕地、堆放時的污染物擴散、污染河流和海洋環境等環境問題，因此大量產生的疏浚淤泥所帶來的環境污染，已成為我們目前亟待解決的問題。目前的泡沫塑料輕質混凝土的泥土來源一般為疏浚淤泥，利用疏浚淤泥制備的泡沫塑料輕質混凝土具有土質輕，強度高的特點，一般濕密度理論值介于0.5-1.2g/cm3之間，干密度理論值介于0.4-0.8g/cm3之間，28天理論值強度一般在100-1000kPa之間，可以消化疏浚淤泥、廢舊泡沫塑料，具有廢物利用和環境保護雙重效益。但是在實際應用中，現有的泡沫塑料輕質混凝土經常出現諸如強度偏低、商品混凝土開裂或吸水等問題，嚴重影響其在建筑業中的廣泛使用。如何有效提高泡沫塑料輕質混凝土的強度，預防商品混凝土開裂，降低其吸水性，同時實現剩余活性污泥和疏浚淤泥這兩種廢棄物的綜合利用是目前亟待解決的一個重要技術問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有泡沫塑料輕質混凝土存在的強度偏低、產品開裂或吸水等問題，提供一種剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法，該法有效改善輕質混凝土的力學性能，制得的輕質混凝土強度高，商品不易開裂，具有防水性能，可廣泛應用于建筑業，為剩余活性污泥和疏浚淤泥的有效利用起到促進和推動作用。本專利技術是通過以下技術方案實現的：剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法，包括以下步驟：(1)取20-40重量份的剩余活性污泥和40-60重量份的淤泥置入厭氧污泥池，加蒸餾水稀釋后，再加入表面活性劑，攪拌4-5h后靜置過夜，得混合液Ⅰ；(2)向步驟(1)得到的混合液Ⅰ中投加10-20重量份的熟石灰和5-10重量份的硫代硫酸鈉，在45-50℃溫度下攪拌，厭氧發酵2-3天至混合液Ⅰ呈稀泥狀態；再通入氧氣進行曝氣處理，并加入3-8重量份的陽離子聚丙烯酰胺使泥水混合物脫水，固液分離后，水洗固含物2-3次，得到除臭剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅱ；(3)將步驟(2)得到的混合液Ⅱ置入60-70℃的溫度下恒溫加熱，逐滴加入質量分數4-8%的飽和FeCl3溶液，邊加邊攪拌，室溫下靜置過夜，得到改性剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅲ；(4)在步驟(3)得到的混合液Ⅲ中加入質量分數5-10%的堿性殺菌劑，攪拌均勻后先置入高壓滅菌釜中在120-130℃下滅活45-60min，后再進行超聲處理1-2h，最后進行固液分離，水洗固含物，得到滅活改性剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅳ；(5)在步驟(4)得到的混合液Ⅳ中加入10-20重量份的固化劑水泥，2-5重量份的粘合劑，1-5重量份的螯合劑，5-10重量份的粉煤灰和5-10重量份的纖維，通過攪拌機在混合處理器中均勻攪拌混合后得到原料土漿；(6)在步驟(5)得到的原料土漿中加入1-5重量份的輕質材料和4-10重量份的硅粉，攪拌均勻后得到剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料顆粒輕質混合土。本專利技術進一步解決的技術方案是，步驟(1)中所述蒸餾水的加入量為剩余活性污泥和淤泥總重量的40-50%，所述表面活性劑的加入量為剩余活性污泥和淤泥總重量的4-6%。本專利技術進一步解決的技術方案是，所述表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨或四甲基溴化銨中的一種或多種。本專利技術進一步解決的技術方案是，步驟(2)所述的曝氣處理中稀泥狀態的泥水混合物中溶解氧量為2.0-2.5mg/L。本專利技術進一步解決的技術方案是，步驟(4)中所述堿性殺菌劑為石硫合劑或波爾多液。本專利技術進一步解決的技術方案是，步驟(4)中所述的超聲處理中，超聲波的頻率為30-40KHz，超聲強度為80-100DB。本專利技術進一步解決的技術方案是，步驟(5)中，所述固化劑水泥包括硅酸鹽水泥、火山灰水泥、高爐礦渣水泥中的任一種；所述粘合劑包括淀粉膠體或聚乙二醇膠體；所述螯合劑為環狀螯合劑；所述纖維為短切玄武巖纖維。本專利技術進一步解決的技術方案是，所述環狀螯合劑包括卟啉類衍生物或冠醚類衍生物；所述短切玄武巖纖維長度為5-10mm，密度為3.0-3.5g/cm3。本專利技術進一步解決的技術方案是，步驟(6)中所述輕質材料包括發泡聚苯乙烯顆粒、廢棄泡沫塑料和廢棄輪胎粒子中的任一種。本專利技術進一步解決的技術方案是，所述發泡聚苯乙烯顆粒的密度為0.02-0.04g/cm3，粒徑為1-3mm。本專利技術所述的方法，步驟(1)中加入表面活性劑，表面活性劑的帶電端與剩余活性污泥和疏浚淤泥中的生物質表面親和吸附，而不帶電端則呈現親油性，使剩余活性污泥和疏浚淤泥中的物質分散均勻，利于下一步處理；步驟(2)中的通入氧氣可有效除臭，使剩余活性污泥和疏浚淤泥中的生物質不會腐敗變臭，使剩余活性污泥應用于輕質混凝土成為可能；步驟(3)中滴加飽和FeCl3溶液形成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體使剩余活性污泥和疏浚淤泥產生膠凝效果，膠凝形成離子鍵吸附的微聚集體膠結，微聚集體膠結呈均勻分散狀態，利于下一步處理；步驟(4)中加入堿性殺菌劑，一方面可中和步驟(3)中產生的鹽酸，另一方面可對剩余活性污泥和疏浚淤泥進一步地進行殺菌滅活處理，超聲與固液分離的聯合應用，實現了對剩余活性污泥和疏浚淤泥的高效脫水；步驟(5)中在剩余活性污泥和疏浚淤泥中加入固化劑水泥后，固化劑水泥粒子水化生成硅酸鹽水化物，與剩余活性污泥和疏浚淤泥中的微聚集體膠結形成較大的團粒體，同時，固化劑水泥水化生成的纖維網格狀、棒條狀、六角板狀產物填充在團粒體間的孔隙中，起到拉結連鎖作用，將剩余活性污泥和疏浚淤泥的微觀結構改造成極強的網絡狀膠結結構，本專利技術中的原料土漿起到了骨架作用，用于承擔大部分的荷載；固化劑水泥中的硅酸鹽水泥的加入，增加了原料中的游離氫氧根，促進各原料成分之間的反應，同時，水泥水化后同樣會產生水化硅酸鈣，也可進一步的增加膠凝物質的產生，最大程度的保證制得的原料的膠凝效果，具有較廣的應用范圍；加入粉煤灰后，粉煤灰中的氧化硅、氧化鋁與剩余活性污泥和疏浚淤泥中的無機物反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，促進膠凝物質的產生；粘合劑和螯合劑的加入，進一步加強了微聚集體膠結的交聯作用，粘合劑中的淀粉膠體或聚乙二醇膠體起到物理粘附的作用，螯合劑則起到化學粘附的作用，二者相輔相成，使微聚集體膠結之間交聯力強，團粒體結構穩定；纖維的加入，進一步加強了原料土漿的骨架作用，纖維抑制收縮、增加韌性，使骨架承擔負載能力進一步增強，同時保證商品不易開裂；步驟(6)中輕質材料的顆粒具有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法，其特征在于，包括以下步驟：(1)?取20?40重量份的剩余活性污泥和40?60重量份的淤泥置入厭氧污泥池，加蒸餾水稀釋后，再加入表面活性劑，攪拌4?5?h后靜置過夜，得混合液Ⅰ；(2)?向步驟(1)得到的混合液Ⅰ中投加10?20重量份的熟石灰和5?10重量份的硫代硫酸鈉，在45?50℃溫度下攪拌，厭氧發酵2?3天至混合液Ⅰ呈稀泥狀態；再通入氧氣進行曝氣處理，并加入3?8重量份的陽離子聚丙烯酰胺使泥水混合物脫水，固液分離后，水洗固含物2?3次，得到除臭剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅱ；(3)?將步驟(2)得到的混合液Ⅱ置入60?70℃的溫度下恒溫加熱，逐滴加入質量分數4?8%的飽和FeCl3溶液，邊加邊攪拌，室溫下靜置過夜，得到改性剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅲ；(4)?在步驟(3)得到的混合液Ⅲ中加入質量分數5?10%的堿性殺菌劑，攪拌均勻后先置入高壓滅菌釜中在120?130℃下滅活45?60min，后再進行超聲處理1?2h，最后進行固液分離，水洗固含物，得到滅活改性剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅳ；(5)?在步驟(4)得到的混合液Ⅳ中加入10?20重量份的固化劑水泥，2?5重量份的粘合劑，1?5重量份的螯合劑，5?10重量份的粉煤灰和5?10重量份的纖維，通過攪拌機在混合處理器中均勻攪拌混合后得到原料土漿；(6)?在步驟(5)得到的原料土漿中加入1?5重量份的輕質材料和4?10重量份的硅粉，攪拌均勻后得到剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料顆粒輕質混合土。...

【技術特征摘要】
1.剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法，其特征在于，包括以下步驟：(1)取20-40重量份的剩余活性污泥和40-60重量份的淤泥置入厭氧污泥池，加蒸餾水稀釋后，再加入表面活性劑，攪拌4-5h后靜置過夜，得混合液Ⅰ；(2)向步驟(1)得到的混合液Ⅰ中投加10-20重量份的熟石灰和5-10重量份的硫代硫酸鈉，在45-50℃溫度下攪拌，厭氧發酵2-3天至混合液Ⅰ呈稀泥狀態；再通入氧氣進行曝氣處理，并加入3-8重量份的陽離子聚丙烯酰胺使泥水混合物脫水，固液分離后，水洗固含物2-3次，得到除臭剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅱ；(3)將步驟(2)得到的混合液Ⅱ置入60-70℃的溫度下恒溫加熱，逐滴加入質量分數4-8%的飽和FeCl3溶液，邊加邊攪拌，室溫下靜置過夜，得到改性剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅲ；(4)在步驟(3)得到的混合液Ⅲ中加入質量分數5-10%的堿性殺菌劑，攪拌均勻后先置入高壓滅菌釜中在120-130℃下滅活45-60min，后再進行超聲處理1-2h，最后進行固液分離，水洗固含物，得到滅活改性剩余活性污泥和淤泥混合液Ⅳ；(5)在步驟(4)得到的混合液Ⅳ中加入10-20重量份的固化劑水泥，2-5重量份的粘合劑，1-5重量份的螯合劑，5-10重量份的粉煤灰和5-10重量份的纖維，通過攪拌機在混合處理器中均勻攪拌混合后得到原料土漿；(6)在步驟(5)得到的原料土漿中加入1-5重量份的輕質材料和4-10重量份的硅粉，攪拌均勻后得到剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料顆粒輕質混合土。2.根據權利要求1所述的剩余活性污泥和淤泥混合型泡沫塑料輕質混凝土的制法，其特征在于，步驟(1)中所述蒸餾水的加入量為剩余活性污泥和淤泥總重量的40-50%，所述表面活性劑的加入量為剩余...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張健，胡晨晨，顧云凡，
申請(專利權)人：南京工程學院，
類型：發明
國別省市：江蘇,32