[发明专利]一种污泥-沸石净水型生态混凝土及其制备方法

说明书

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。

具体实施方式

下面结合技术方案进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例