本發明涉及一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，屬于資源綜合利用與環境保護技術領域。
技術背景
目前，國內及世界范圍內大部分湖泊由于周邊農業灌溉區農業污水、周邊城市污水、垃圾、農村地表徑流以及工業廢水的匯入，都不同程度地受到了污染，致使水質化學污染嚴重，礦化程度越來越高，富營養化嚴重，造成水生植物迅速蔓延，湖面幾乎全部被沉水植物充塞，水生植物腐爛沉落后造成強烈的生物促淤作用，使湖底上升速度加快，湖水沼澤化進程加快，魚類資源，鳥類資源顯著減少，生物填平效應加快，生態環境受到嚴重的破壞，部分年輕湖泊已經過早地進入了老年期。
面對湖泊污染程度地日益加劇，很多國家、地區和政府均對受污染的湖泊采取不同的方式處理，治理方法主要以使用清潔水置換污染水體和采取疏挖清淤方式為主，但這種方法都是治標不治本，不但耗費大量的人力物力，還使污染日趨嚴重。使用清潔水置換污染水體，湖底的淤泥又會成為二次污染源，釋放污染物，使清潔水被污染；采取疏挖清淤的方式挖掘出的污泥不是被棄置就是被填埋，由于污泥中往往含有病菌和過量的重金屬，沒有經過無害化處理的污泥大量被棄置或填埋，最終作為資源用于土地，常常造成二次污染，嚴重影響了環境綜合治理的實際成果。
目前，采用湖泊污染底泥制備建筑材料的方法是簡單的將湖泊污染底泥與細沙、黏土等混合后燒結成建筑材料，此建筑材料中還含有活潑的重金屬形態，有較高的浸出毒性，對人體有害。
技術實現要素：
本發明針對現有技術的不足，提供一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，實現湖泊污染底泥的資源化利用和無害化處理，保護環境。
本發明的技術方案：在湖泊污染底泥中加入磷酸將化學活潑態的重金屬轉變成溶解度非常低的鈣磷酸鹽礦物，然后燒結使其有機物質分解去除，再將泥與水、細沙、黏土混合澆筑或震動壓制成磚，高溫燒結即得抗壓強度高、金屬浸出率低的建筑磚。
一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：
（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為50~70%，然后加入磷酸反應2~6h；
（2）在步驟（1）所得反應產物煅燒得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附后排出；
（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，在干燥基中加入水混合均勻，然后澆筑或壓制成磚；
（4）將步驟（3）所得磚煅燒即得建筑磚；
所述磷酸的加入量為湖泊污染底泥質量的30~45%，磷酸的質量百分數濃度為4~7.5%；
所述步驟（2）中煅燒溫度為650~780℃，煅燒時間為2~3h；
以質量百分數計，所述步驟（3）干燥基中含有泥25~45%、細沙20~40%、黏土35~55%；
所述步驟（4）中煅燒溫度為1000~1200℃，煅燒時間為1~2h；
本發明的有益效果：
（1）本發明在湖泊污泥中加入磷酸，將化學活潑的重金屬轉變成穩定的鈣磷酸鹽，降低了成品磚的浸出毒性，避免磚對環境的污染；
（2）本發明在成型磚之前進行焙燒，進一步穩定化重金屬，有效地除去了泥中的有機物質，大幅提高了磚的抗壓強度；
（3）本發明將湖泊污染底泥實現建材磚的資源化利用，有效去除湖泊內部的大部分內源性污染物，減少底泥污染物向水體的釋放，提高湖泊水質，降低湖泊富營養化，豐富湖泊內物種，增加湖泊的庫存和自凈化能力，有效地維持生態系統的平衡。
附圖說明
圖1為本發明的工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施步驟對本發明作進一步說明。
實施例1：本實施例中湖泊污染底泥的主要成分見表1
表1湖泊污染污泥主要成分
一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：
（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為50%，然后轉移至管式反應器內，加入湖泊污染底泥質量的30%的磷酸反應2h，其中磷酸的質量百分數濃度為4%；
（2）在溫度為650℃條件下，在步驟（1）所得反應產物煅燒3h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；
（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質量百分數計，干燥基中泥25%、細沙20%、黏土55%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質量的25%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；
（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1000℃條件下煅燒1h即得建筑磚；
本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為42.23mpa，達到燒結普通磚國家標準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結果為375.83mg/l，鉛元素浸出結果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.89mg/l，毒性達到國家標準《危險廢棄物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。
實施例2：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；
一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：
（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為55%，然后轉移至管式反應器內，加入湖泊污染底泥質量的35%的磷酸反應3h，其中磷酸的質量百分數濃度為4.5%；
（2）在溫度為680℃條件下，在步驟（1）所得反應產物煅燒2.5h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；
（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質量百分數計，干燥基中泥35%、細沙20%、黏土45%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質量的20%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；
（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1050℃條件下煅燒1.3h即得建筑磚；
本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為36.20mpa，達到燒結普通磚國家標準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結果為375.83mg/l，鉛元素浸出結果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.85mg/l，毒性達到國家標準《危險廢棄物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。
實施例3：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；
一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：
（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為60%，然后轉移至管式反應器內，加入湖泊污染底泥質量的38%的磷酸反應4h，其中磷酸的質量百分數濃度為5.2%；
（2）在溫度為700℃條件下，在步驟（1）所得反應產物煅燒2.8h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；
（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質量百分數計，干燥基中泥45%、細沙20%、黏土35%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質量的26%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；
（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1080℃條件下煅燒1.5h即得建筑磚；
本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為46.58mpa，達到燒結普通磚國家標準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結果為375.83mg/l，鉛元素浸出結果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.79mg/l，毒性達到國家標準《危險廢棄物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。
實施例4：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；
一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：
（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為65%，然后轉移至管式反應器內，加入湖泊污染底泥質量的42%的磷酸反應5h，其中磷酸的質量百分數濃度為6.5%；
（2）在溫度為730℃條件下，在步驟（1）所得反應產物煅燒2h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；
（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質量百分數計，干燥基中泥28%、細沙30%、黏土42%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質量的24%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；
（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1150℃條件下煅燒1.8h即得建筑磚；
本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為40.16mpa，達到燒結普通磚國家標準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結果為375.83mg/l，鉛元素浸出結果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.92mg/l，毒性達到國家標準《危險廢棄物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。
實施例5：本實施例中湖泊污染底泥與實施例1相同；
一種以湖泊污染底泥為原料制備建筑磚的方法，具體步驟如下：
（1）將湖泊污染底泥干燥至含水率為70%，然后轉移至管式反應器內，湖泊污染底泥質量的45%的磷酸反應6h，其中磷酸的質量百分數濃度為7.5%；
（2）在溫度為780℃條件下，在步驟（1）所得反應產物煅燒3h得到氣體和泥，氣體采用活性炭吸附凈化后排出；
（3）將步驟（2）所得泥與細沙、黏土混合得到干燥基，其中以質量百分數計，干燥基中泥25%、細沙40%、黏土35%；在干燥基中加入水混合均勻，其中水的加入量為干燥基質量的28%，然后澆筑成240×115×53mm的磚；
（4）將步驟（3）所得磚在溫度為1200℃條件下煅燒2h即得建筑磚；
本實施例制備得到的建筑磚，抗壓強度為41.25mpa，達到燒結普通磚國家標準gb/t5101-2003的抗壓強度性能。煅燒前，湖泊污染底泥中砷元素浸出結果為375.83mg/l，鉛元素浸出結果為289.65mg/l；固化后，磚中砷元素浸出≤0.02mg/l，鉛元素浸出≤0.92mg/l，毒性達到國家標準《危險廢棄物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（gb5085.3-1996）中砷元素浸出≤1.5mg/l，鉛元素浸出≤3mg/l的要求。