生化污泥作為瀝青組合物的應用技術的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生化污泥及電石廢渣等作為路面瀝青的改性成分的配方與混配技術。其中包括用污泥或污泥與石灰或電石渣等堿性廢渣反應初步處理及與瀝青充分混合的混合技術與裝備。根據(jù)不同的瀝青種類和使用要求，可以采用不同的配方。本瀝青組合物系列瀝青的軟化點提高顯著，高溫性能得到較好保持，符合相關改性瀝青標準和使用要求。本技術提供了一種將瀝青作為路面粘接材料的高附加值利用方法。生化污泥的高附加值利用、降低改性瀝青的成本，對緩解瀝青市場供應的不足、提升瀝青的高低溫性能，具有重要的價值。這是一項固廢資源化及高附加值利用的成套實用技術，本技術原料來源豐富，制備工藝簡單，具有很好的經濟、社會和環(huán)保效益。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生化污泥及電石廢渣等作為路面浙青的改性成分的配方與混配技術， 屬于建筑材料與應用【技術領域】。 生化污泥作為瀝青組合物的應用技術

【背景技術】
[0002] 為了保護環(huán)境，國家規(guī)定城市和企業(yè)的污水均須經過生化處理達標排放。目前活 性污泥法為廢水處理的主要方法，但該方法產生大量的生化污泥卻至今沒有一個經濟可行 的資源化方法，干燥焚燒或掩埋成本高，還存在嚴重的二次污染。因此，生化污泥的資源化 和高附加值利用具有重要的經濟、社會和環(huán)保效益。
[0003] 生化污泥主要是水和菌體的絮凝體，含有大量的有機質（蛋白質等）、病菌、寄生 蟲和有毒有害物質（如重金屬等），如果干燥焚燒會產生二噁英和氮氧化物，不僅耗費大量 能源，而且污染環(huán)境，得不償失。如果直接填埋也同樣會造成空氣、水和土壤的二次污染。原 油實際上是生物體經過微生物分解的生物質，其中也含有大量的菌體，在煉油后形成的石 油浙青，是目前緊缺而必不可少的浙青路面材料。因此，生化污泥菌體與浙青的組成存在相 似性，將其進行適當?shù)奶幚砀男院罂赡茉谡闱嘀泻芎玫胤稚⒑腿诤?，存在著作為浙青組分 添加利用的可能性。
[0004] 浙青路面是道路交通的首選，全球經濟的發(fā)展導致了浙青道路建設的高速發(fā)展， 對浙青需求量迅速增加；石油精餾與裂解技術的發(fā)展，使石油浙青的產量大幅減少。隨著客 運量和貨運量的增大，對路面浙青的品質要求越來越高，改性浙青的使用量越來越大，使用 要求也越來越高。
[0005] 目前主要以有機高分子和回收橡膠作為浙青的改性劑，常見的有SBS(苯乙烯丁 二烯苯乙烯三嵌段共聚物）、SBR(丁苯橡膠）和回收橡膠粉。但改性成本較高。由于道路 浙青供不應求，重交浙青已漲至4500元/噸左右，而改性浙青已達到5500元/噸左右。因 此提高浙青的使用性能，降低改性浙青的成本，將污泥等固廢資源作為可能的浙青組分和 改性劑進行研發(fā)是有價值的。
[0006] 目前尚未見有人利用城市生化污泥作為浙青組分和浙青改性的報道。僅見專利 CN1381316A公開了下水道淤泥（主要是無機沉淀物，并不是生化污泥）與浙青混合制得浙 青材料，但對混合之后的性能及應用均未提及；專利CN1448426A利用脫墨污泥制備浙青復 合改性劑，以降低浙青用量和減少浙青從石料上剝落，但其主要利用的是脫墨污泥這種在 廢紙造紙行業(yè)中產生的纖維和碳酸鈣；專利CN1519430A利用造紙污泥中的纖維素制備了 浙青的纖維材料。


【發(fā)明內容】

[0007] 針對現(xiàn)有生化污泥在應用于浙青方面的研發(fā)空白，基于上述背景與分析，本發(fā)明 者們一直致力于研發(fā)生化污泥及電石廢渣等廢渣作為路面浙青的改性成分的可行性及適 合配方與添加技術。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，經過長期的探索和實驗，研發(fā)成功了以下技術方案：
[0009] 首先將生化污泥進行脫水或使污泥與石灰或電石渣等堿性廢渣混合反應脫水后 再按一定比例與浙青在混合裝備中充分混合分散及脫水，可以方便地制得滿足用戶要求的 改性浙青。
[0010] 所述的生化污泥可以是城市生活污水或工廠污水處理中產生的濾餅，或在常壓或 減壓下脫水的物料，或者干燥后的物料，也可以是濾餅與石灰或電石渣等堿性廢渣經混合 反應與加熱脫水后的物料?？梢灾苯踊旌系母稍镂锪显谔砑拥秸闱嘀袝r最好呈粉狀、含水 量小于10%。
[0011] 所述的初步脫水或反應后的粉體物料與融化的浙青在混合器中150°c下充分混 合一定時間直至均勻。其中最佳的混合溫度以120°c到160°C，最佳混合時間以30min到 120min 為宜。
[0012] 所述的污泥的脫水干燥設備污泥與石灰或電石渣堿性粉體的反應混合脫水設備 可以是攪拌釜，或真空捏合機，也可以高速剪切乳化機，但以真空捏合機最佳（見實施例5、 6、7、8、9)。
[0013] 所述的污泥或污泥與電石渣或石灰反應后的粉體在浙青中的添加量在10%以內 能基本滿足改性浙青的相關標準。其中污泥用電石渣或石灰預先反應再脫水處理后的粉體 添加效果明顯優(yōu)于浙青單獨添加污泥粉體的效果（見實施例2、4、5、8)。
[0014] 所述的石灰或電石渣等堿性廢渣粉體與污泥的混合比例在10%?50%范圍效果 顯著（見實施例5、8)。
[0015] 所述的干燥后的物料，如果要滿足改性浙青均勻度的更高要求，可根據(jù)物料狀態(tài) 用粉碎機進行粉碎，并用一定目數(shù)的篩網進行篩分。用篩分出的粒徑小于75 μ m的細粉進 行添加可以更好保證添加效果（見實施例1、4)。
[0016] 所述改性浙青，可以根據(jù)不同用途進行合理配方，尤以AH-90型號浙青最適合改 性（見實施例3、4)。
[0017] 本發(fā)明的一個特點就是將生化污泥及電石廢渣等作為路面浙青的改性成分的配 方與添加技術。其中包括用污泥或污泥與石灰或電石渣等堿性廢渣反應初步處理及與浙青 充分混合的混合技術與裝備。填補了將生化污泥直接應用于浙青材料的研發(fā)空白，實現(xiàn)了 生化污泥和電石廢渣高附加值利用，開發(fā)出的全套生產技術方案具有經濟技術可行性，不 但可以節(jié)省資源，提升品質，而且可以降低成本，減少污染。
[0018] 本發(fā)明的另一個特點就是可以根據(jù)不同的浙青種類和使用要求，可以采用不同的 配方。改性后的浙青組合物系列浙青的軟化點顯著提高，保持了較好的高低溫性能，符合相 關改性浙青標準和使用要求。具有可操作性和實用性。
[0019] 本發(fā)明對于生化污泥的高附加值利用，降低改性浙青的成本，緩解浙青市場供應 的不足，提升浙青的高低溫性能，具有重要的應用價值。這是一項固廢資源化及高附加值利 用的成套實用技術，本技術具有原料來源豐富，制備工藝簡單，經濟、社會和環(huán)保效益顯著 的特點。

【具體實施方式】
[0020] 通過下面給出的本發(fā)明的實施例可進一步了解本發(fā)明，以下實施例僅為本發(fā)明的 幾個具體實施例，但本發(fā)明的范圍并不局限于此，凡利用此方法或方案對本發(fā)明進行非實 質性的改動，均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
[0021] 實施例1 :
[0022] (1)將烘干后的生化污泥用粉碎機粉碎，分別用150目篩網和250目篩網進行篩 分。
[0023] (2)在不銹鋼容器中準確加入90gAH_90浙青，稱取10g經過150目篩網篩分的污 泥粉加入不銹鋼容器中。把不銹鋼容器放在加熱板上，在加熱板上加熱至150°C使浙青融化 至漿狀。
[0024] (3)用機械攪拌器進行攪拌，設置轉速為200r/min，攪拌時間為60min。
[0025] (4)將所得樣品進行軟化點（標準GB/T4507-1999、下同）、針入度（標準GB/ T4509-2010、下同）、延度（標準GB/T4508-2010、下同）性能指標測定，重復上述步驟測定 經過250目篩網篩分的污泥添加實驗，結果列于表1。
[0026] 表1實施例1結果匯總表
[0027]

【權利要求】
1. 一種生化污泥及電石廢渣等作為路面浙青的改性成分的配方與混配技術，其中包括 以下內容與方法：首先將生化污泥進行脫水或將污泥與石灰或電石渣等堿性廢渣混合反應 脫水再與浙青在混合裝備中充分混合及脫水，可以方便地制得滿足用戶要求的改性浙青。
2. 權利要求1所述，生化污泥可以是城市生活污水或工廠污水處理中產生的濾餅，或 在常壓或減壓下脫水后的物料，或者干燥后的物料，也可以是濾餅與石灰或電石渣等堿性 廢渣在加熱混合反應脫水后的物料；添加到浙青中的物料以呈粉狀、含水量小于10%為 且。
3. 根據(jù)權利要求2所述的初步脫水或反應后的粉體物料與融化的浙青在混合器中一 定溫度下充分混合一定時間直至均勻，其中最佳的混合溫度以120°C到160°C，最佳混合時 間以30min到120min為宜。
4. 根據(jù)權利要求1所述，污泥的脫水干燥設備、污泥與石灰或電石渣堿性粉體的反應 混合脫水設備可以是攪拌釜，或真空捏合機，也可以是高速剪切乳化機，但以真空捏合機最 佳。
5. 根據(jù)權利要求1所述，污泥或污泥與電石渣或石灰反應后的粉體在浙青中的添加量 在10%以內能基本滿足改性浙青的相關標準，其中污泥用電石渣或石灰預先反應再脫水處 理后的粉體添加效果明顯優(yōu)于浙青單獨添加污泥粉體的效果。
6. 石灰或電石渣等堿性廢渣粉體與污泥的混合比例在10%?50%范圍效果顯著。
7. 根據(jù)權利要求2中所述的干燥后的物料，如果要滿足改性浙青的均勻度的更高要 求，可根據(jù)物料狀態(tài)用粉碎機進行粉碎，并用一定目數(shù)的篩網進行篩分，用篩分出的粒徑小 于75 μ m的細粉進行添加可以更好保證添加效果。
8. 根據(jù)權利要求1中所述改性浙青，可以根據(jù)不同用途進行合理配方，尤以AH-90型號 浙青最適合改性。
【文檔編號】C08K11/00GK104109398SQ201310137054
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權日:2013年4月19日
【發(fā)明者】萬鵬飛, 葉李藝, 尹應武, 高尚燦 申請人:廈門大學