利用污泥制作陶粒的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用污泥制作陶粒的方法，其特征在于，包括：選擇原料并混合所述原料，所述原料由污泥、工程棄土和煤灰組成；利用至少兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線將混合均勻的所述原料加工成陶粒；其中，所述原料中的所述污泥的含水率為80%，而所述工程棄土的含水率為8.5%～9.5%，且所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照10:1:3的比例進(jìn)行混合；或者所述原料中的所述污泥的含水率低于60%，而所述工程棄土的含水率為8.5%～9.5%，且所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照2:1:3的比例進(jìn)行混合。因此本發(fā)明的制作陶粒的方法能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的再利用，保護(hù)了農(nóng)田，節(jié)約資源。
【專利說(shuō)明】利用污泥制作陶粒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶粒的制作方法，特別是涉及一種利用污泥制作陶粒的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市生活污水和工業(yè)廢水必須經(jīng)過(guò)污水處理廠的處理，達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排放，這是城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)必不可少的環(huán)境工程措施。而污泥是污水處理后的附屬品，是一種由有機(jī)質(zhì)、氮、磷、重金屬、病原體和灰分等成分所組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體，其是一類危害性極大的廢棄物，如果不加以徹底地處理與控制，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。
[0003]污泥量通常占污水量的0.3%-0.5%(體積)，如果采用深度污水處理，則污泥量還會(huì)再增加0.5-1倍。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于污泥的處理方法主要有填埋、焚燒和堆肥，但是這些方法都存在明顯的缺陷。污泥填埋對(duì)土地資源浪費(fèi)較大，且填埋場(chǎng)滲濾液容易污染地下水源。污泥焚燒雖然可最大限度地減容減量，但是存在處理費(fèi)用昂貴、焚燒后殘留物難處理等問(wèn)題。污泥堆肥具有能耗低、可回收利用污泥中養(yǎng)分等優(yōu)點(diǎn)，但是其存在病原菌擴(kuò)散和重金屬污染的潛在危險(xiǎn)。有鑒于此，尋求一種經(jīng)濟(jì)合理、與環(huán)境發(fā)展相適應(yīng)的新的污泥處理方法是當(dāng)前污泥處理的研究熱點(diǎn)，而其中的熱點(diǎn)之一就是利用污泥來(lái)制作陶粒。
[0004]陶粒是一種輕骨料，具有密度小、強(qiáng)度高、保溫、隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，其是一種性能優(yōu)良的新型建筑基礎(chǔ)材料，市場(chǎng)需求量很大。傳統(tǒng)的陶粒由粘土礦物制成，由于受到粘土礦物價(jià)格的影響，生產(chǎn)成本較高，因此限制了粘土陶粒的產(chǎn)量，也制約了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。將污泥作為原料來(lái)制備陶粒， 不僅可利用污泥中的有機(jī)質(zhì)來(lái)作為產(chǎn)氣物使陶粒形成多孔性結(jié)構(gòu)，減少其它燃料的消耗量，而且污泥中的無(wú)機(jī)成分也可以得到利用，同時(shí)還能通過(guò)高溫固化污泥中的有毒重金屬和滅活病原體，其環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益較為顯著。但是污泥中Si02的含量低，燒失量大，不具有燒脹性能，因此在制作污泥時(shí)必須添加一定量的輔料和添加劑，使得制作的陶粒的成分達(dá)到制作粘土陶粒的成分標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]現(xiàn)有的污泥制作陶粒的方法主要是首先將濕污泥在干燥器中干燥成半干污泥，然后將半干污泥與其它物料(粘土和煤灰)均勻混合后在造粒機(jī)中制成料球，再將料球送入焙燒窯中進(jìn)行焙燒，焙燒窯焙燒出來(lái)的高溫陶粒進(jìn)入冷卻筒中進(jìn)行冷卻。冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的熱空氣作為燃燒器的助燃風(fēng)和燒成段的二次風(fēng)，而焙燒窯尾部產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)除塵器、污泥干燥器、凈化塔后，通過(guò)引風(fēng)機(jī)由煙?排空。冷卻筒排出的冷卻后的陶粒經(jīng)過(guò)篩分機(jī)進(jìn)行分選，挑出粒度在2毫米(mm)以上的陶粒作為骨料，而粒度在2毫米以下的陶粒送回?cái)嚢铏C(jī)中。
[0006]但是，現(xiàn)有的污泥制作陶粒的方法需要大量的使用粘土，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的破壞，且其設(shè)備容易發(fā)生故障致使整個(gè)生產(chǎn)線被迫停產(chǎn)，且現(xiàn)有的污泥制作陶粒的方法如果污泥的含水率控制不好，則制造的陶粒的質(zhì)量較差，且在進(jìn)入燒制時(shí)混合物的水分不好控制，能耗高，城市固廢利用率較低。
[0007]有鑒于此，有必要提供一種新型的污泥制作陶粒的方法以解決上述問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用污泥制作陶粒的方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的再利用，保護(hù)了農(nóng)田，節(jié)約資源。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種利用污泥制作陶粒的方法，其特征在于，包括:選擇原料并混合所述原料，所述原料由污泥、工程棄土和煤灰組成；利用至少兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線將混合均勻的所述原料加工成陶粒；其中，所述原料中的所述污泥的含水率為80%，而所述工程棄土的含水率為8.5%~9.5%，且所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照10:1:3的比例進(jìn)行混合；或者所述原料中的所述污泥的含水率低于60%，而所述工程棄土的含水率為8.5%~9.5%，且所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照2:1:3的比例進(jìn)行混合。
[0010]其中，當(dāng)所述原料中的所述污泥的含水率為80%時(shí)，則混合所述原料的步驟包括:在輪輾機(jī)中將所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照10:1:3的比例進(jìn)行混合；將混合后的所述原料通過(guò)干燥器進(jìn)行干燥直至混合后的所述原料的含水率不高于25% ;將干燥后的所述原料送至攪拌機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步攪拌混合。
[0011]其中，所述干燥器進(jìn)行干燥的溫度為200攝氏度。
[0012]其中，將混合均勻的所述原料通過(guò)干燥器進(jìn)行干燥直至混合后的所述原料的含水率控制在15%~20%之間。
[0013]其中，當(dāng)所述原料中的所述污泥的含水率低于60%時(shí)，則混合所述原料的步驟包括:在輪輾機(jī)中將所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照2:1:3的比例進(jìn)行混合；將混合后的所述原料送至攪拌機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步地?cái)嚢杌旌稀?br> [0014]其中，當(dāng)任一條所述陶粒燒制生產(chǎn)線發(fā)生故障時(shí)，利用其余的所述陶粒燒制生產(chǎn)線繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，且輸送至發(fā)生故障的所述陶粒`燒制生產(chǎn)線上的所述原料轉(zhuǎn)送至其余的所述陶粒燒制生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)。
[0015]其中，每條陶粒燒制生產(chǎn)線將混合均勻的所述原料加工成陶粒的步驟，包括:利用造粒機(jī)將混合均勻的所述原料制成料球；利用篩分機(jī)將所述料球進(jìn)行篩分，挑選出符合要求的料球；將符合要求的料球通過(guò)提升機(jī)提升至回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行烘干和焙燒，以產(chǎn)生高溫陶粒；將所述高溫陶粒從所述回轉(zhuǎn)窯取出，并送入至冷卻機(jī)中進(jìn)行冷卻；將冷卻后的所述陶粒送至篩分機(jī)中進(jìn)行產(chǎn)品分級(jí)。
[0016]其中，利用所述篩分機(jī)將所述料球進(jìn)行篩分后，挑選出來(lái)的不符合要求的料球返回至攪拌機(jī)中重新進(jìn)行進(jìn)一步地?cái)嚢琛?br> [0017]其中，所述回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒所需要的燃料為煙煤所制成的煤制氣或者生物質(zhì)燃料。
[0018]其中，所述冷卻機(jī)冷卻所述高溫陶粒的冷卻余熱送回至所述回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行再利用。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的制作陶粒的方法無(wú)需先將污泥進(jìn)行干燥制作半干污泥，然后再將半干污泥與其它的原料進(jìn)行混合，因此，本發(fā)明一方面提高了污泥在原料中的比例，實(shí)現(xiàn)了污泥的再利用，解決了污泥的去向問(wèn)題，避免了污泥對(duì)環(huán)境的二次污染；另一方面采用了工程棄土來(lái)替代粘土，其既解決了城市棄土的再生利用，解決了城市大量棄土亂倒的現(xiàn)象，又避免了因開采粘土而破壞耕地的問(wèn)題，保護(hù)了農(nóng)田，節(jié)約資源。且本發(fā)明量化了原料混合后的含水率，對(duì)不符合含水率要求的原料進(jìn)行烘干處理，而烘干所需的熱源采用陶粒焙燒冷卻時(shí)的余熱，降低了能耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。此外，本發(fā)明的制作陶粒的方法是采用至少兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)陶粒，其可以大幅提高陶粒的生產(chǎn)能力，且當(dāng)一條陶粒燒制生產(chǎn)線發(fā)生故障需要進(jìn)行檢修時(shí)，則另一條陶粒燒制生產(chǎn)線仍然可以繼續(xù)生產(chǎn)，且輸送至發(fā)生故障的陶粒燒制生產(chǎn)線上的原料也可以轉(zhuǎn)送至正常的陶粒燒制生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)，因此其極大地增大了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例所示的利用污泥制作陶粒的方法的流程圖；
[0021]圖2是圖1所示的利用污泥制作陶粒的方法的具體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]請(qǐng)參閱圖1-2， 其中圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所示的利用污泥制作陶粒的方法的流程圖；而圖2為圖1所示的利用污泥制作陶粒的方法的具體示意圖。
[0023]如圖1-2所示，本發(fā)明的利用污泥制作陶粒的方法包括:
[0024]步驟110:選擇原料并混合原料，而原料是由污泥、工程棄土和煤灰所組成；
[0025]在燒制陶粒時(shí)，本發(fā)明所選擇的原料由污泥、工程棄土和煤灰所組成。其中，污泥的含水率為80%，而工程棄土的含水率為8.5%~9.5%，則原料中的污泥、工程棄土和煤灰按照10:1:3的比例進(jìn)行混合。而污泥的含水率低于60%，而工程棄土的含水率為8.5%~
9.5%，則原料中的污泥、工程棄土和煤灰按照2:1:3的比例進(jìn)行混合。
[0026]具體地，當(dāng)原料中的污泥的含水率為80%，而工程棄土的含水率為8.5%~9.5%時(shí)，則混合原料的步驟具體包括:
[0027]在輪輾機(jī)中將污泥、工程棄土和煤灰按照10: 1:3的比例進(jìn)行混合。在實(shí)際混合時(shí)，由于物料適度不穩(wěn)定的原因，在經(jīng)過(guò)含水率測(cè)量之后，通過(guò)計(jì)量裝置折算成上述預(yù)定含水率所需要的物料的重量在輪輾機(jī)中進(jìn)行混合。
[0028]然后，將混合后的原料通過(guò)干燥器進(jìn)行干燥直至混合后的原料的含水率不高于25%。其中，干燥器內(nèi)的溫度大約為200攝氏度，而干燥器中的熱源可以采用成品陶粒冷卻后的余熱。而為了燒制出質(zhì)量更好的陶粒，則混合均勻的原料的含水率優(yōu)選地控制在15%~20%之間。
[0029]再將干燥后的原料送至攪拌機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步地?cái)嚢杌旌稀?br> [0030]而當(dāng)原料中的污泥的含水率低于60%，而工程棄土的含水率為8.5%~9.5%時(shí)，則混合原料的步驟具體包括:在輪輾機(jī)中將污泥、工程棄土和煤灰按照2:1:3的比例進(jìn)行混合；然后，將混合后的原料送至攪拌機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步地?cái)嚢杌旌?。也就是說(shuō)，如果含水率為80%的污泥被壓濾后含水率不高于60%的污泥替代，則可以取消物料烘干環(huán)節(jié)，即取消干燥器干燥混合后的原料的步驟。
[0031]步驟:120:利用至少兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線將混合均勻的原料加工成陶粒。
[0032]本實(shí)施例僅僅示出了兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線，而每條陶粒燒制生產(chǎn)線將混合均勻的原料加工成陶粒的步驟，具體包括:[0033]利用造粒機(jī)將混合均勻的原料制成料球；其中，造粒機(jī)可以采用對(duì)輥造粒機(jī)。
[0034]然后，利用篩分機(jī)將料球進(jìn)行篩分，挑選出符合要求的料球；其中，篩分機(jī)可以采用圓筒篩分機(jī)，其在進(jìn)行篩分時(shí)，將挑選出來(lái)的不符合要求的料球，例如料球的粒度小于4毫米，返回至攪拌機(jī)中重新進(jìn)行進(jìn)一步地?cái)嚢琛?br> [0035]再，將符合要求的料球通過(guò)提升機(jī)提升至回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行烘干和焙燒，以產(chǎn)生高溫陶粒；其中，回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒所需要的燃料為煙煤所制成的煤制氣，其經(jīng)過(guò)除塵除渣然后除焦后，煤制氣送入回轉(zhuǎn)窯中以進(jìn)行焙燒，而煙煤制成煤制氣所產(chǎn)生的煤渣可以作為原料中的煤灰進(jìn)行利用。而焙燒烘干用的煤制氣的尾氣余熱可以返回至干燥器中再次進(jìn)行利用。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，煤制氣燃料也可以采用生物質(zhì)燃料，例如谷糠、木屑、秸桿等等，其可以降低有害氣體的排放。
[0036]焙燒完成后，將所述高溫陶粒從所述回轉(zhuǎn)窯取出，并送入至冷卻機(jī)中進(jìn)行冷卻；其中，冷卻機(jī)冷卻高溫陶粒后的冷卻余熱可以送回至回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行再利用。
[0037]最后，將冷卻后的所述陶粒送至篩分機(jī)中進(jìn)行產(chǎn)品分級(jí)。
[0038]在本實(shí)施例中，由于采用了兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線，因此其不但可以大幅度地提高陶粒的生產(chǎn)能力，而且當(dāng)一條陶粒燒制生產(chǎn)線發(fā)生故障需要進(jìn)行檢修時(shí)，則另一條陶粒燒制生產(chǎn)線仍然可以繼續(xù)生產(chǎn)，且輸送至發(fā)生故障的陶粒燒制生產(chǎn)線上的原料也可以轉(zhuǎn)送至正常的陶粒燒制生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)，因此其極大地增大了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
[0039]綜上所述，本發(fā)明的制作陶粒的方法無(wú)需先將污泥進(jìn)行干燥制作半干污泥，然后再將半干污泥與其它的原料進(jìn)行混合，因此，本發(fā)明一方面提高了污泥在原料中的比例，實(shí)現(xiàn)了污泥的再利用，解決了污泥的去向問(wèn)題，避免了污泥對(duì)環(huán)境的二次污染；另一方面采用了工程棄土來(lái)替代粘土，其既解決了城市棄土的再生利用，解決了城市大量棄土亂倒的現(xiàn)象，又避免了因開采粘土而破壞耕地的問(wèn)題，保護(hù)了農(nóng)田，節(jié)約資源。且本發(fā)明量化了原料混合后的含水率，對(duì)不符合含水率要求的原料進(jìn)行烘干處理，而烘干所需的熱源采用陶粒焙燒冷卻時(shí)的余熱，降低了能耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。此外，本發(fā)明的制作陶粒的方法是采用至少兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)陶粒，其可以大幅提高陶粒的生產(chǎn)能力，且當(dāng)一條陶粒燒制生產(chǎn)線發(fā)生故障需要進(jìn)行檢修時(shí)，則另一條陶粒燒 制生產(chǎn)線仍然可以繼續(xù)生產(chǎn)，且輸送至發(fā)生故障的陶粒燒制生產(chǎn)線上的原料也可以轉(zhuǎn)送至正常的陶粒燒制生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)，因此其極大地增大了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用污泥制作陶粒的方法，其特征在于，包括: 選擇原料并混合所述原料，所述原料由污泥、工程棄土和煤灰組成； 利用至少兩條并行的陶粒燒制生產(chǎn)線將混合均勻的所述原料加工成陶粒； 其中，所述原料中的所述污泥的含水率為80%，而所述工程棄土的含水率為8.5%~9.5%，且所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照10:1:3的比例進(jìn)行混合；或者所述原料中的所述污泥的含水率低于60%，而所述工程棄土的含水率為8.5%~9.5%，且所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照2:1:3的比例進(jìn)行混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述原料中的所述污泥的含水率為80%時(shí)，則混合所述原料的步驟包括: 在輪輾機(jī)中將所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照10:1:3的比例進(jìn)行混合； 將混合后的所述原料通過(guò)干燥器進(jìn)行干燥直至混合后的所述原料的含水率不高于25% ； 將干燥后的所述原料送至攪拌機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步攪拌混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述干燥器進(jìn)行干燥的溫度為200攝氏度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將混合均勻的所述原料通過(guò)干燥器進(jìn)行干燥直至混合后的所述原料的 含水率控制在15%~20%之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述原料中的所述污泥的含水率低于60%時(shí)，則混合所述原料的步驟包括: 在輪輾機(jī)中將所述污泥、所述工程棄土和所述煤灰按照2:1:3的比例進(jìn)行混合； 將混合后的所述原料送至攪拌機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步地?cái)嚢杌旌稀?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)任一條所述陶粒燒制生產(chǎn)線發(fā)生故障時(shí)，利用其余的所述陶粒燒制生產(chǎn)線繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，且輸送至發(fā)生故障的所述陶粒燒制生產(chǎn)線上的所述原料轉(zhuǎn)送至其余的所述陶粒燒制生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每條陶粒燒制生產(chǎn)線將混合均勻的所述原料加工成陶粒的步驟，包括: 利用造粒機(jī)將混合均勻的所述原料制成料球； 利用篩分機(jī)將所述料球進(jìn)行篩分，挑選出符合要求的料球； 將符合要求的料球通過(guò)提升機(jī)提升至回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行烘干和焙燒，以產(chǎn)生高溫陶粒； 將所述高溫陶粒從所述回轉(zhuǎn)窯取出，并送入至冷卻機(jī)中進(jìn)行冷卻； 將冷卻后的所述陶粒送至篩分機(jī)中進(jìn)行產(chǎn)品分級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，利用所述篩分機(jī)將所述料球進(jìn)行篩分后，挑選出來(lái)的不符合要求的料球返回至攪拌機(jī)中重新進(jìn)行進(jìn)一步地?cái)嚢琛?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒所需要的燃料為煙煤所制成的煤制氣或者生物質(zhì)燃料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述冷卻機(jī)冷卻所述高溫陶粒的冷卻余熱送回至所述回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行再利用。
【文檔編號(hào)】C04B33/22GK103613361SQ201310589084
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】駱琪勝, 王雷, 肖業(yè)恒, 錢云芳, 李龍 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科物料輸送設(shè)備有限公司, 中聯(lián)重科股份有限公司