專(zhuān)利名稱(chēng)：污泥燒結(jié)磚工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)，特別涉及污泥燒結(jié)磚工藝。
背景技術(shù)：
污泥是指城市生活用水和工業(yè)產(chǎn)生的廢水經(jīng)污水處理廠(chǎng)處理后排出的生物膠體物質(zhì)，一般稱(chēng)污水污泥。污泥也包括湖泊河流浚時(shí)產(chǎn)生的淤泥。利用干化后污泥再摻合其他原材料生產(chǎn)燒結(jié)磚，是污泥處理利用的一種方法。污泥燒結(jié)磚可以充分利用污泥的燃燒熱和無(wú)機(jī)質(zhì)，并可完全固化重金屬，是污泥處理的理想安全途經(jīng)。制磚的燒結(jié)過(guò)程是通過(guò)高溫將磚坯的無(wú)機(jī)質(zhì)顆粒熔融，使顆粒間連接，冷卻后制成高強(qiáng)度的磚塊。這要求無(wú)機(jī)質(zhì)顆粒間具有較小的間隙才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)烙融連接過(guò)程。污水污泥由于有機(jī)質(zhì)含量較高而使原料塑性很差且具有一定的彈性。在現(xiàn)有技術(shù)中，較高污泥摻比量時(shí)的制坯原料具有一定彈性，難以通過(guò)高壓壓制成密實(shí)的磚坯，燒結(jié)時(shí)無(wú)機(jī)質(zhì)顆粒難以形成堅(jiān)固的熔融連接，進(jìn)而使得磚坯質(zhì)量難以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有技術(shù)中，利用污泥燒結(jié)磚一定會(huì)摻合較大量的其它物料。如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“利用污泥熱能燒制輕質(zhì)磚的方法”(專(zhuān)利號(hào)ZL98118046.9)就是先把污泥脫水使其含水量為50-60％并制成粒經(jīng)為3-9mm的團(tuán)粒，然后以10-30％的比例混入粘土制磚坯，將干燥后的團(tuán)粒均勻混入制磚粘土原料中再制成磚坯。含水量50-60％的污泥團(tuán)粒干燥后才以10-30％比例混入粘土制磚坯。此方法中污泥的實(shí)際用量很少，且需要大量的粘土。破土毀田的缺陷是明顯的；中國(guó)專(zhuān)利“污泥燒結(jié)磚生產(chǎn)方法”(專(zhuān)利號(hào)ZL02137142.3)公開(kāi)了利用污泥摻合頁(yè)巖打制磚坯。該方法中污泥含量可高達(dá)50％，其余為頁(yè)巖粉。且不說(shuō)該方法如何采用多種手段使污泥含水量降到12％左右沒(méi)有公開(kāi)說(shuō)明，而又在配料攪拌時(shí)必須添加水分，這說(shuō)明其工藝尚不完善，而且，頁(yè)巖要粉碎為0.3mm粉料，其能耗大，生產(chǎn)環(huán)境較惡劣也是顯而易見(jiàn)的。況且要得到頁(yè)巖，勢(shì)必破壞山體植被，這也是有違保護(hù)自然環(huán)境的政策的。
現(xiàn)在技術(shù)利用污水污泥燒結(jié)磚，摻合粘土?xí)?，摻合?yè)巖會(huì)毀山體植被，且干燥燒結(jié)過(guò)程能耗高。
在人類(lèi)生產(chǎn)生活過(guò)程中，還有另一類(lèi)污泥產(chǎn)生，那就是湖泊和河流的淤泥。為保證湖泊河流航運(yùn)正常和提高灌溉能力，防止淤塞造成水災(zāi)，必須定期疏浚河流湖泊。過(guò)去清理出來(lái)的污泥直接用于填土造田?，F(xiàn)在由于污染嚴(yán)重，淤泥中重金屬含量增大，直接利用的方法已不再是安全去處。但這種污泥具有良好塑性，可以充當(dāng)污水污泥燒結(jié)磚的粘結(jié)料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)在技術(shù)中污泥利用量少，能耗高或生產(chǎn)環(huán)境較惡劣等缺陷，提供一種符合保護(hù)自然環(huán)境可持續(xù)發(fā)展政策的污泥燒結(jié)磚工藝。
本發(fā)明提供的污泥燒結(jié)磚工藝，包括如下流程1)原料混合；2)好氧陳化；3)制坯；4)干燥；5)燒制，原料是由含水率75％-85％的污水污泥和污泥干粉組成，兩種原料混合比控制在1∶1-2.5，好氧陳化時(shí)間為1-5天，制坯壓強(qiáng)為1-2MPa，磚坯成型含水25-30％，碼放自然干燥后進(jìn)入窯爐燒制，燒結(jié)溫度控制在1000-1100℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。在原料混合工序，污水污泥是市政污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的。兩者混合比控制在1∶1-2.5，攪拌制成粉料；然后送入下工序進(jìn)行高溫好氧陳化1-5天，好氧陳化是指將混合好的污泥和污泥干粉送到堆放場(chǎng)，用翻料機(jī)每隔一定時(shí)間翻拌一次，以使原料充分互溶降低有機(jī)質(zhì)含量。為了獲得大量消納污水污泥的效果，每次好氧陳化后的混合料再添加污水污泥，再混合，再好氧陳化，如此反復(fù)循環(huán)4-9次，直到原料達(dá)到制磚坯條件。制坯時(shí)制磚機(jī)的壓強(qiáng)控制為1-2Mpa，磚坯成型含水量為25-30％。磚坯自然干燥含水量為5-7％后進(jìn)窯燒制。為了徹底燒污泥中的有機(jī)質(zhì)和固化重金屬及避免二噁英等致癌物質(zhì)生成，燒成溫度控制在1000-1100度，并使尾氣在1.1秒內(nèi)冷卻到150℃以下。由于污水污泥和湖泊河流淤泥均含有機(jī)質(zhì)，所以燒結(jié)時(shí)只需噴入引燃用的少量燃料，其后不用再添加燃料。污泥干粉可由湖泊、河流疏浚時(shí)的淤泥自然干燥粉碎而成，也可由以下工序制得1)污泥預(yù)處理污泥與污泥干粉混合，使污泥膠體顆粒較好地附著在干粉顆粒表面以降低污泥對(duì)無(wú)機(jī)質(zhì)顆粒連接性的影響；2)好氧熟化經(jīng)預(yù)處理后的污泥送進(jìn)堆放場(chǎng)，用翻料機(jī)每6-10小時(shí)翻拌一次，直到污泥含水量為20-25％；3)干燥把好氧熟化后的污泥送入熱風(fēng)干燥系統(tǒng)干燥，熱風(fēng)通風(fēng)量為10000m3/h-15000m3/h，物料停留時(shí)間為3-6分鐘，控制出料污泥含水量小于10％；作為首次污泥預(yù)處理的污泥干粉，是河流湖泊疏浚的底泥自然干燥粉碎而得；不是首次污泥預(yù)處理的污泥干粉，可以是按照上述方法制得的污泥干粉，也可以是河流湖泊疏浚的底泥自然干燥粉碎而得。
作為改進(jìn)，原料是由含水率78％-82％的污水污泥和污泥干粉組成，兩種原料混合比控制在1∶1-2，好氧陳化時(shí)間為2-4天，制坯壓強(qiáng)為1.4-1.8MPa，磚坯成型含水27％-29％，碼放自然干燥后進(jìn)入窯爐燒制，燒結(jié)溫度控制在1050-1080℃，尾氣溫度冷卻到150度以下，可縮短制磚周期，減少能耗。
作為改進(jìn)，原料是含水率80％的污水污泥和污泥干粉，兩種原料混合比控制在1∶1.5，好氧陳化時(shí)間為3天，制坯壓強(qiáng)為1.5MPa，磚坯成型含水28-29％，碼放自然干燥后進(jìn)入窯爐燒制，燒結(jié)溫度控制在1060-1070℃，尾氣溫度冷卻到150度以下，可進(jìn)一步縮短制磚周期，減少能耗。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，污泥干粉是由湖泊、河流疏浚時(shí)的淤泥、污水污泥干燥粉碎干燥粉碎而成，節(jié)省成本。
作為改進(jìn)，原料混合和好氧陳化工序循環(huán)的方法包括原料混合，經(jīng)好氧陳化工序得到的混合料作為干粉，再與污水污泥按1∶1-2.5混合，再好氧陳化，如此循環(huán)使原料達(dá)到制磚坯條件。
作為改進(jìn)，原料混合和好氧陳化工序要循環(huán)3-9次。
作為改進(jìn)，燒制工序在點(diǎn)燃后不再需要添加燃料。
作為改進(jìn)，燒制工序產(chǎn)生的尾氣，要控制在1.1秒以?xún)?nèi)冷卻到150℃以下。
使用本發(fā)明提供的污泥燒結(jié)磚工藝，能大量消納污水污泥和湖泊河流疏浚時(shí)的淤泥，不僅實(shí)現(xiàn)了化害為利，資源無(wú)害化循環(huán)利用，且能耗低，最終產(chǎn)品燒結(jié)磚達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。


圖1是本發(fā)明污泥燒結(jié)磚工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1取平均含水78.47％的污水污泥20噸和湖泊、河流等疏浚的淤泥自然干燥粉碎而成的污泥干粉20噸充分?jǐn)嚢杌旌?，好氧陳?天再以此為干粉與20噸污水污泥充分?jǐn)嚢杌旌希俸醚蹶惢?天，如此循環(huán)4次。送制磚機(jī)壓制磚坯，制坯壓強(qiáng)為1MPa，磚坯的含水率為25.5％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進(jìn)窯燒制，進(jìn)窯時(shí)磚坯含水率為5.83％，燒制溫度控制在1050℃，燒制時(shí)不斷向窯內(nèi)通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結(jié)的尾氣進(jìn)行堿洗后排出。所得磚塊符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2取平均含水79.53％的污水污泥20噸和湖泊、河流等疏浚的淤泥自然干燥粉碎而成的污泥干粉30噸充分?jǐn)嚢杌旌希醚蹶惢?天再以此為干粉與20噸污水污泥充分?jǐn)嚢杌旌?，再好氧陳?天，如此循環(huán)3次。送制磚機(jī)壓制磚坯，制坯壓強(qiáng)為1.4MPa，磚坯的含水率為26.4％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進(jìn)窯燒制，進(jìn)窯時(shí)磚坯含水率為6.68％，燒制溫度控制在1000℃，燒制時(shí)不斷向窯內(nèi)通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結(jié)的尾氣進(jìn)行堿洗后排出。所得磚塊符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3取平均含水79.31％的污水污泥20噸和河道疏浚污泥干粉25噸充分?jǐn)嚢杌旌希醚蹶惢?天，再以此為干粉與20噸污水污泥充分?jǐn)嚢杌旌?，再好氧陳?天，如此循環(huán)5次。送制磚機(jī)壓制，制坯壓強(qiáng)為1.5MPa，磚坯含水率為26.94％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進(jìn)窯燒制，進(jìn)窯時(shí)磚坯含水率為6.11％，燒成溫度控制在1080℃，燒制時(shí)不斷向窯內(nèi)通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結(jié)的尾氣進(jìn)行堿洗后排出。所得磚塊符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例4取平均含水81.46％的污水污泥20噸和河道疏浚污泥干粉40噸充分?jǐn)嚢杌旌?，好氧陳?天，再以此為干粉與20噸污水污泥充分?jǐn)嚢杌旌希俸醚蹶惢?天，如此循環(huán)6次。送制磚機(jī)壓制，制坯壓強(qiáng)為1.8MPa，磚坯含水率為27.85％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進(jìn)窯燒制，進(jìn)窯時(shí)磚坯含水率為6.86％，燒成溫度控制在1070℃，燒制時(shí)不斷向窯內(nèi)通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結(jié)的尾氣進(jìn)行堿洗后排出。所得磚塊符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例5取平均含水80.47％的污水污泥20噸和河道疏浚污泥干粉35噸充分?jǐn)嚢杌旌?，好氧陳?天，再以此為干料與20噸污水污泥充分?jǐn)嚢杌旌希俸醚蹶惢?天，如此循環(huán)9次，送制磚機(jī)壓制，制坯溫度為1MPa，磚坯含水率為28.32％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進(jìn)窯燒制，進(jìn)窯時(shí)磚坯含水率為6.41％，燒成溫度控制在1060℃度，燒制時(shí)不斷向窯內(nèi)通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結(jié)的尾氣進(jìn)行堿洗后排出。所得磚塊符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例6取平均含水82.18％的污水污泥20噸和河道疏浚污泥干粉50噸充分?jǐn)嚢杌旌希醚蹶惢?天，再以此為干料與20噸污水污泥充分?jǐn)嚢杌旌?，再好氧陳?天，如此循環(huán)6次，送制磚機(jī)壓制，制坯溫度為2MPa，磚坯含水率為29.46％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進(jìn)窯燒制，進(jìn)窯時(shí)磚坯含水率為6.91％，燒成溫度控制在1100℃，燒制時(shí)不斷向窯內(nèi)通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結(jié)的尾氣進(jìn)行堿洗后排出。所得磚塊符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.污泥燒結(jié)磚工藝，包括如下流程1)原料混合；2)好氧陳化；3)制坯；4)干燥；5)燒制，其特征在于原料是由含水率75％-85％的污水污泥和污泥干粉組成，兩種原料混合比控制在1∶1-2.5，好氧陳化時(shí)間為1-5天，制坯壓強(qiáng)為1-2MPa，磚坯成型含水25-30％，碼放自然干燥后進(jìn)入窯爐燒制，燒結(jié)溫度控制在1000-1100℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥燒結(jié)磚工藝，其特征在于原料是含水率78％-82％的污水污泥和污泥干粉，兩種原料混合比控制在1∶1-2，好氧陳化時(shí)間為2-4天，制坯壓強(qiáng)為1-2MPa，磚坯成型含水25％-29％，碼放自然干燥后進(jìn)入窯爐燒制，燒結(jié)溫度控制在1050-1080℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥燒結(jié)磚工藝，其特征在于原料是含水率80％的污水污泥和污泥干粉，兩種原料混合比控制在1∶1.5，好氧陳化時(shí)間為3天，制坯壓強(qiáng)為1.5MPa，磚坯成型含水28-29％，碼放自然干燥后進(jìn)入窯爐燒制，燒結(jié)溫度控制在1060-1070℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意權(quán)利要求所述的污泥燒結(jié)磚工藝，其特征在于污泥干粉是由湖泊、河流疏浚時(shí)的淤泥、污水污泥干燥粉碎而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥燒結(jié)磚工藝，其特征在于原料混合和好氧陳化工序循環(huán)的方法包括原料混合，經(jīng)好氧陳化工序得到的混合料作為干粉，再與污水污泥按1∶1-2.5混合，再好氧陳化，如此循環(huán)使原料達(dá)到制磚坯條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥燒結(jié)磚工藝，其特征在于原料混合和好氧陳化工序要循環(huán)3-9次。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥燒結(jié)磚工藝，其特征在于燒制工序在點(diǎn)燃后不再需要添加燃料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥燒結(jié)磚工藝，其特征在于燒制工序產(chǎn)生的尾氣，要控制在1.1秒以?xún)?nèi)冷卻到150℃以下。
全文摘要
本發(fā)明提供的污泥燒結(jié)磚工藝，包括如下流程1)原料混合；2)好氧陳化；3)制坯；4)干燥；5)燒制，原料是由含水率75％－85％的污水污泥和污泥干粉組成，兩種原料混合比控制在1∶1－2.5，好氧陳化時(shí)間為1－5天，制坯壓強(qiáng)為1－2MPa，磚坯成型含水25－30％，碼放自然干燥后進(jìn)入窯爐燒制，燒結(jié)溫度控制在1000－1100℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。使用本工藝能大量消納污水污泥，實(shí)現(xiàn)污泥無(wú)害化循環(huán)利用，且能耗低，產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101058501SQ20061003647
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者李雷, 楊海英, 李觀尚, 吳嘉聰 申請(qǐng)人:廣州鉻德工程有限公司