申请日2014.05.19
公开(公告)日2014.08.27
IPC分类号C04B28/04; C04B18/30; C04B14/04; C04B38/00
摘要
一种污泥-沸石净水型生态混凝土及其制备方法，属于环境工程水体修复技术领域。其特征是该混凝土以污泥、天然沸石、水泥、水、减水剂为原料，搅拌均匀后利用成型模具浇注成型，在自然条件下养护不少于28天后，得到生态混凝土制品，具有米花糖状连续连通型的结构孔隙，适用于河流边坡护理、绿化等。本发明效果和益处是制备工艺简单，成品低廉，使用沸石代替常用的天然砂石，增强了混凝土的吸附性能，添加污泥使其资源化利用，并且固化污泥能够缓释N、P、K而促进微生物挂膜生长，在河道生态护坡、净化富营养化水体以及河岸绿化中具有广阔的应用前景。
权利要求书
1.一种污泥-沸石净水型生态混凝土，其特征在于，该污泥-沸石净水型生态混 凝土包括以下按重量份数计的物料，
2.根据权利要求1所述的污泥-沸石净水型生态混凝土，其特征在于，所述的污 泥为废水经二级处理后产生的剩余污泥，其含水率为20～30%，其成分主要有 SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、SO3、P2O5、K2O和MgO。
3.根据权利要求2所述的污泥-沸石净水型生态混凝土，其特征在于，所述的粗 骨料为粒径为20～30mm的沸石。
4.根据权利要求1或2或3所述的污泥-沸石净水型生态混凝土，其特征在于， 所述的水泥为普通硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1或2或3所述的污泥-沸石净水型生态混凝土，其特征在于， 所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。
6.根据权利要求4所述的污泥-沸石净水型生态混凝土，其特征在于，所述的减 水剂为聚羧酸高效减水剂。
7.一种权利要求1、2、3或6所述的污泥-沸石净水型生态混凝土的制备方法， 其特征在于，按照下述重量份数配比：
将上述组分混合，搅拌后用成型模具浇注成型，脱模，在自然条件下养护 不少于28天，得到污泥-沸石净水型生态混凝土。
8.一种权利要求4所述的污泥-沸石净水型生态混凝土的制备方法，其特征在于， 按照下述重量份数配比：
将上述组分混合，搅拌后用成型模具浇注成型，脱模，在自然条件下养护 不少于28天，得到污泥-沸石净水型生态混凝土。
9.一种权利要求5所述的污泥-沸石净水型生态混凝土的制备方法，其特征在于， 按照下述重量份数配比：
将上述组分混合，搅拌后用成型模具浇注成型，脱模，在自然条件下养护 不少于28天，得到污泥-沸石净水型生态混凝土。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述的搅拌方法为： 先将全部粗骨料和全部污泥混合搅拌1～2min;接着加入总水量的1/4、减水剂 总量的1/4和水泥总量的1/2，搅拌1～2min;再加入总水量的1/4、减水剂总量 的1/4和水泥总量的1/4，搅拌1～2min;最后加入剩余的水、剩余的减水剂和剩 余的水泥，搅拌1～2min至完全混合。
说明书
一种污泥-沸石净水型生态混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于环境工程水体修复技术领域，涉及一种污泥-沸石净水型生态混 凝土及其制备方法。
背景技术
近年来，随着社会经济和城市化的发展，我国河流、湖泊、水库水环境污 染状况日趋严重。如何防治水体污染及对污染水体的修复技术的研究已成为水 环境保护研究的重点。20世纪60年代后期，德国及瑞士等西方发达国家已深 刻认识到混凝土护岸是导致河流污染的根本原因，开始将生态学原理应用于土 木工程，恢复受损河岸生态系统的实验研究，于上个世纪80年代末提出了“自 然型护岸”技术;20世纪90年代德国、美国、日本、法国、瑞士、奥地利、 荷兰等国家都大规模拆除已经修建的混凝土河道，对其进行生态恢复。美国和 日本在这方面的工作积极而富有成效，河岸生态环境得到了良好恢复。其中， 日本首先提出了“亲水”观念，把生态护坡技术应用于城镇河道建设中，并进行了 实践，推出了生态混凝土。
生态混凝土是通过材料筛选、添加功能性添加剂、采用一定工艺制造出来 的具有特殊结构与功能、环境负荷小、生态环境协调性高，并能为环保做出贡 献的混凝土。由于生态混凝土的多孔结构，各种微生物可以附着在上行成生物 膜，当这种多孔混凝土用于河流，湖泊，湿地及海岸的水中时，水质将通过这 些生物的各种物理化学作用得到净化。
沸石具有吸附和离子变换功能，对氨氮有很好的去除效果，是水质净化的 良好材料。污泥是污水处理后的附属品，是一种由有机残片、细菌菌体、无机 颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。由于污泥有机物含量高、容易腐化 发臭，若没有对污泥进行最终处置，将会给环境再次带来污染。目前我国对污 泥的处置以填埋为主，并有少量的堆肥和焚烧。污泥是有用的剩余资源，如何 避免污泥产生的二次污染并合理利用污泥中的有效成分，长期以来是亟待解决 的研究热点之一。有研究将污泥为原料制作免烧砖，强度高，耐久性好。以天 然沸石和剩余污泥为原料制备生态混凝土，兼具植生和净水两种功能，应用于 河道生态护坡等情况时，对净化富营养化水体及河岸绿化有广阔的工程应用前 景。
发明内容
本发明的目的是针对目前生态混凝土净水性能低的弊端，提供一种污泥-沸 石净水型生态混凝土及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种污泥-沸石净水型生态混凝土，该污泥-沸石净水型生态混凝土，包括以 下物料，按重量份数计：
所述的污泥为废水经二级处理后产生的剩余污泥，其含水率为20～30%，其 成分主要有SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、SO3、P2O5、K2O和MgO。
所述的粗骨料为粒径为20～30mm的沸石。
将上述物料搅拌均匀后用成型模具浇注成型，脱模，在自然条件下养护不 少于28天，得到污泥-沸石净水型生态混凝土。
所述水泥品种为普通硅酸盐水泥。
所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水效果达20%以上。
所述的搅拌均匀方法为：先将全部粗骨料和全部污泥混合搅拌1～2min;接 着加入总水量的1/4、减水剂总量的1/4和水泥总量的1/2，搅拌1～2min;再加 入总水量的1/4、减水剂总量的1/4和水泥总量的1/4，搅拌1～2min;最后加入 剩余的水、剩余的减水剂和剩余的水泥，搅拌1～2min至完全混合。
本发明的效果和益处是：
①本方法结合了脱水污泥具有一定含水率及强吸水的特性，混凝土制备只 需少量外加水分，利于制备与初期成型、干燥;
②混凝土制备过程中，由于污泥逐渐脱水后体积缩小，利于混凝土成型中 自然形成多孔特性。制备的生态混凝土孔隙率约为18～22%，因而有较大的比表 面积，对污染物有良好的吸附效果。
③利用沸石的吸附和离子交换功能，进一步提高其对水体污染物的净化效 果。
④成型后多孔混凝土中污泥能够缓释N、P等，促进微生物挂膜生长，依靠 生物化学作用来净化污水;
⑤生物混凝土制备的同时是对污泥处理与资源化利用的过程，具有变废为 宝的特点;
⑥该方法工艺简单，成品低廉，制备的生态混凝土可以用于河道边坡护理 绿化、自然水体水质净化与生态修复等。
