專利名稱：污泥燒結磚工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于污泥處理技術，特別涉及污泥燒結磚工藝。
背景技術：
污泥是指城市生活用水和工業產生的廢水經污水處理廠處理后排出的生物膠體物質，一般稱污水污泥。污泥也包括湖泊河流浚時產生的淤泥。利用干化后污泥再摻合其他原材料生產燒結磚，是污泥處理利用的一種方法。污泥燒結磚可以充分利用污泥的燃燒熱和無機質，并可完全固化重金屬，是污泥處理的理想安全途經。制磚的燒結過程是通過高溫將磚坯的無機質顆粒熔融，使顆粒間連接，冷卻后制成高強度的磚塊。這要求無機質顆粒間具有較小的間隙才能實現這個烙融連接過程。污水污泥由于有機質含量較高而使原料塑性很差且具有一定的彈性。在現有技術中，較高污泥摻比量時的制坯原料具有一定彈性，難以通過高壓壓制成密實的磚坯，燒結時無機質顆粒難以形成堅固的熔融連接，進而使得磚坯質量難以達到國家規定的標準。現有技術中，利用污泥燒結磚一定會摻合較大量的其它物料。如中國發明專利“利用污泥熱能燒制輕質磚的方法”(專利號ZL98118046.9)就是先把污泥脫水使其含水量為50-60％并制成粒經為3-9mm的團粒，然后以10-30％的比例混入粘土制磚坯，將干燥后的團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；中國專利“污泥燒結磚生產方法”(專利號ZL02137142.3)公開了利用污泥摻合頁巖打制磚坯。該方法中污泥含量可高達50％，其余為頁巖粉。且不說該方法如何采用多種手段使污泥含水量降到12％左右沒有公開說明，而又在配料攪拌時必須添加水分，這說明其工藝尚不完善，而且，頁巖要粉碎為0.3mm粉料，其能耗大，生產環境較惡劣也是顯而易見的。況且要得到頁巖，勢必破壞山體植被，這也是有違保護自然環境的政策的。
現在技術利用污水污泥燒結磚，摻合粘土會毀田，摻合頁巖會毀山體植被，且干燥燒結過程能耗高。
在人類生產生活過程中，還有另一類污泥產生，那就是湖泊和河流的淤泥。為保證湖泊河流航運正常和提高灌溉能力，防止淤塞造成水災，必須定期疏浚河流湖泊。過去清理出來的污泥直接用于填土造田。現在由于污染嚴重，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，可以充當污水污泥燒結磚的粘結料。
發明內容
本發明的目的是克服現在技術中污泥利用量少，能耗高或生產環境較惡劣等缺陷，提供一種符合保護自然環境可持續發展政策的污泥燒結磚工藝。
本發明提供的污泥燒結磚工藝，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，好氧陳化時間為1-5天，制坯壓強為1-2MPa，磚坯成型含水25-30％，碼放自然干燥后進入窯爐燒制，燒結溫度控制在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產生的。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，用翻料機每隔一定時間翻拌一次，以使原料充分互溶降低有機質含量。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，如此反復循環4-9次，直到原料達到制磚坯條件。制坯時制磚機的壓強控制為1-2Mpa，磚坯成型含水量為25-30％。磚坯自然干燥含水量為5-7％后進窯燒制。為了徹底燒污泥中的有機質和固化重金屬及避免二噁英等致癌物質生成，燒成溫度控制在1000-1100度，并使尾氣在1.1秒內冷卻到150℃以下。由于污水污泥和湖泊河流淤泥均含有機質，所以燒結時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、河流疏浚時的淤泥自然干燥粉碎而成，也可由以下工序制得1)污泥預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無機質顆粒連接性的影響；2)好氧熟化經預處理后的污泥送進堆放場，用翻料機每6-10小時翻拌一次，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干燥系統干燥，熱風通風量為10000m3/h-15000m3/h，物料停留時間為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，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，好氧陳化時間為2-4天，制坯壓強為1.4-1.8MPa，磚坯成型含水27％-29％，碼放自然干燥后進入窯爐燒制，燒結溫度控制在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，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，好氧陳化時間為3天，制坯壓強為1.5MPa，磚坯成型含水28-29％，碼放自然干燥后進入窯爐燒制，燒結溫度控制在1060-1070℃，尾氣溫度冷卻到150度以下，可進一步縮短制磚周期，減少能耗。
作為進一步改進，污泥干粉是由湖泊、河流疏浚時的淤泥、污水污泥干燥粉碎干燥粉碎而成，節省成本。
作為改進，原料混合和好氧陳化工序循環的方法包括原料混合，經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，如此循環使原料達到制磚坯條件。
作為改進，原料混合和好氧陳化工序要循環3-9次。
作為改進，燒制工序在點燃后不再需要添加燃料。
作為改進，燒制工序產生的尾氣，要控制在1.1秒以內冷卻到150℃以下。
使用本發明提供的污泥燒結磚工藝，能大量消納污水污泥和湖泊河流疏浚時的淤泥，不僅實現了化害為利，資源無害化循環利用，且能耗低，最終產品燒結磚達到國家相關標準。
圖1是本發明污泥燒結磚工藝流程圖。
具體實施例方式實施例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噸充分攪拌混合，好氧陳化3天再以此為干粉與20噸污水污泥充分攪拌混合，再好氧陳化2天，如此循環4次。送制磚機壓制磚坯，制坯壓強為1MPa，磚坯的含水率為25.5％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進窯燒制，進窯時磚坯含水率為5.83％，燒制溫度控制在1050℃，燒制時不斷向窯內通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結的尾氣進行堿洗后排出。所得磚塊符合國家相關標準。
實施例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噸充分攪拌混合，好氧陳化5天再以此為干粉與20噸污水污泥充分攪拌混合，再好氧陳化1天，如此循環3次。送制磚機壓制磚坯，制坯壓強為1.4MPa，磚坯的含水率為26.4％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進窯燒制，進窯時磚坯含水率為6.68％，燒制溫度控制在1000℃，燒制時不斷向窯內通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結的尾氣進行堿洗后排出。所得磚塊符合國家相關標準。
實施例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噸充分攪拌混合，好氧陳化1天，再以此為干粉與20噸污水污泥充分攪拌混合，再好氧陳化2天，如此循環5次。送制磚機壓制，制坯壓強為1.5MPa，磚坯含水率為26.94％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進窯燒制，進窯時磚坯含水率為6.11％，燒成溫度控制在1080℃，燒制時不斷向窯內通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結的尾氣進行堿洗后排出。所得磚塊符合國家相關標準。
實施例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噸充分攪拌混合，好氧陳化3天，再以此為干粉與20噸污水污泥充分攪拌混合，再好氧陳化2天，如此循環6次。送制磚機壓制，制坯壓強為1.8MPa，磚坯含水率為27.85％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進窯燒制，進窯時磚坯含水率為6.86％，燒成溫度控制在1070℃，燒制時不斷向窯內通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結的尾氣進行堿洗后排出。所得磚塊符合國家相關標準。
實施例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噸充分攪拌混合，好氧陳化1天，再以此為干料與20噸污水污泥充分攪拌混合，再好氧陳化1天，如此循環9次，送制磚機壓制，制坯溫度為1MPa，磚坯含水率為28.32％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進窯燒制，進窯時磚坯含水率為6.41％，燒成溫度控制在1060℃度，燒制時不斷向窯內通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結的尾氣進行堿洗后排出。所得磚塊符合國家相關標準。
實施例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噸充分攪拌混合，好氧陳化4天，再以此為干料與20噸污水污泥充分攪拌混合，再好氧陳化1天，如此循環6次，送制磚機壓制，制坯溫度為2MPa，磚坯含水率為29.46％。將磚坯碼放自然干燥，將干燥后的磚坯進窯燒制，進窯時磚坯含水率為6.91％，燒成溫度控制在1100℃，燒制時不斷向窯內通入空氣，尾氣溫度冷卻到150℃以下，并將燒結的尾氣進行堿洗后排出。所得磚塊符合國家相關標準。
權利要求
1.污泥燒結磚工藝，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，好氧陳化時間為1-5天，制坯壓強為1-2MPa，磚坯成型含水25-30％，碼放自然干燥后進入窯爐燒制，燒結溫度控制在1000-1100℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。
2.根據權利要求1所述的污泥燒結磚工藝，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，好氧陳化時間為2-4天，制坯壓強為1-2MPa，磚坯成型含水25％-29％，碼放自然干燥后進入窯爐燒制，燒結溫度控制在1050-1080℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。
3.根據權利要求2所述的污泥燒結磚工藝，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，好氧陳化時間為3天，制坯壓強為1.5MPa，磚坯成型含水28-29％，碼放自然干燥后進入窯爐燒制，燒結溫度控制在1060-1070℃，尾氣溫度冷卻到150度以下。
4.根據權利要求1至3任意權利要求所述的污泥燒結磚工藝，其特征在于污泥干粉是由湖泊、河流疏浚時的淤泥、污水污泥干燥粉碎而成。
5.根據權利要求4所述的污泥燒結磚工藝，其特征在于原料混合和好氧陳化工序循環的方法包括原料混合，經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，如此循環使原料達到制磚坯條件。
6.根據權利要求5所述的污泥燒結磚工藝，其特征在于原料混合和好氧陳化工序要循環3-9次。
7.根據權利要求6所述的污泥燒結磚工藝，其特征在于燒制工序在點燃后不再需要添加燃料。
8.根據權利要求7所述的污泥燒結磚工藝，其特征在于燒制工序產生的尾氣，要控制在1.1秒以內冷卻到150℃以下。
全文摘要
本發明提供的污泥燒結磚工藝，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，好氧陳化時間為1－5天，制坯壓強為1－2MPa，磚坯成型含水25－30％，碼放自然干燥后進入窯爐燒制，燒結溫度控制在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，實現污泥無害化循環利用，且能耗低，產品達到國家相關標準。
文檔編號B09B3/00GK101058501SQ20061003647
公開日2007年10月24日 申請日期2006年7月13日 優先權日2006年7月13日
發明者李雷, 楊海英, 李觀尚, 吳嘉聰 申請人:廣州鉻德工程有限公司