专利名称：污泥烧结砖工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于污泥处理技术，特别涉及污泥烧结砖工艺。
背景技术：
污泥是指城市生活用水和工业产生的废水经污水处理厂处理后排出的生物胶体物质，一般称污水污泥。污泥也包括湖泊河流浚时产生的淤泥。利用干化后污泥再掺合其他原材料生产烧结砖，是污泥处理利用的一种方法。污泥烧结砖可以充分利用污泥的燃烧热和无机质，并可完全固化重金属，是污泥处理的理想安全途经。制砖的烧结过程是通过高温将砖坯的无机质颗粒熔融，使颗粒间连接，冷却后制成高强度的砖块。这要求无机质颗粒间具有较小的间隙才能实现这个烙融连接过程。污水污泥由于有机质含量较高而使原料塑性很差且具有一定的弹性。在现有技术中，较高污泥掺比量时的制坯原料具有一定弹性，难以通过高压压制成密实的砖坯，烧结时无机质颗粒难以形成坚固的熔融连接，进而使得砖坯质量难以达到国家规定的标准。现有技术中，利用污泥烧结砖一定会掺合较大量的其它物料。如中国发明专利“利用污泥热能烧制轻质砖的方法”(专利号ZL98118046.9)就是先把污泥脱水使其含水量为50-60％并制成粒经为3-9mm的团粒，然后以10-30％的比例混入粘土制砖坯，将干燥后的团粒均匀混入制砖粘土原料中再制成砖坯。含水量50-60％的污泥团粒干燥后才以10-30％比例混入粘土制砖坯。此方法中污泥的实际用量很少，且需要大量的粘土。破土毁田的缺陷是明显的；中国专利“污泥烧结砖生产方法”(专利号ZL02137142.3)公开了利用污泥掺合页岩打制砖坯。该方法中污泥含量可高达50％，其余为页岩粉。且不说该方法如何采用多种手段使污泥含水量降到12％左右没有公开说明，而又在配料搅拌时必须添加水分，这说明其工艺尚不完善，而且，页岩要粉碎为0.3mm粉料，其能耗大，生产环境较恶劣也是显而易见的。况且要得到页岩，势必破坏山体植被，这也是有违保护自然环境的政策的。
现在技术利用污水污泥烧结砖，掺合粘土会毁田，掺合页岩会毁山体植被，且干燥烧结过程能耗高。
在人类生产生活过程中，还有另一类污泥产生，那就是湖泊和河流的淤泥。为保证湖泊河流航运正常和提高灌溉能力，防止淤塞造成水灾，必须定期疏浚河流湖泊。过去清理出来的污泥直接用于填土造田。现在由于污染严重，淤泥中重金属含量增大，直接利用的方法已不再是安全去处。但这种污泥具有良好塑性，可以充当污水污泥烧结砖的粘结料。
发明内容
本发明的目的是克服现在技术中污泥利用量少，能耗高或生产环境较恶劣等缺陷，提供一种符合保护自然环境可持续发展政策的污泥烧结砖工艺。
本发明提供的污泥烧结砖工艺，包括如下流程1)原料混合；2)好氧陈化；3)制坯；4)干燥；5)烧制，原料是由含水率75％-85％的污水污泥和污泥干粉组成，两种原料混合比控制在1∶1-2.5，好氧陈化时间为1-5天，制坯压强为1-2MPa，砖坯成型含水25-30％，码放自然干燥后进入窑炉烧制，烧结温度控制在1000-1100℃，尾气温度冷却到150度以下。在原料混合工序，污水污泥是市政污水处理厂产生的。两者混合比控制在1∶1-2.5，搅拌制成粉料；然后送入下工序进行高温好氧陈化1-5天，好氧陈化是指将混合好的污泥和污泥干粉送到堆放场，用翻料机每隔一定时间翻拌一次，以使原料充分互溶降低有机质含量。为了获得大量消纳污水污泥的效果，每次好氧陈化后的混合料再添加污水污泥，再混合，再好氧陈化，如此反复循环4-9次，直到原料达到制砖坯条件。制坯时制砖机的压强控制为1-2Mpa，砖坯成型含水量为25-30％。砖坯自然干燥含水量为5-7％后进窑烧制。为了彻底烧污泥中的有机质和固化重金属及避免二噁英等致癌物质生成，烧成温度控制在1000-1100度，并使尾气在1.1秒内冷却到150℃以下。由于污水污泥和湖泊河流淤泥均含有机质，所以烧结时只需喷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、河流疏浚时的淤泥自然干燥粉碎而成，也可由以下工序制得1)污泥预处理污泥与污泥干粉混合，使污泥胶体颗粒较好地附着在干粉颗粒表面以降低污泥对无机质颗粒连接性的影响；2)好氧熟化经预处理后的污泥送进堆放场，用翻料机每6-10小时翻拌一次，直到污泥含水量为20-25％；3)干燥把好氧熟化后的污泥送入热风干燥系统干燥，热风通风量为10000m3/h-15000m3/h，物料停留时间为3-6分钟，控制出料污泥含水量小于10％；作为首次污泥预处理的污泥干粉，是河流湖泊疏浚的底泥自然干燥粉碎而得；不是首次污泥预处理的污泥干粉，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。
作为改进，原料是由含水率78％-82％的污水污泥和污泥干粉组成，两种原料混合比控制在1∶1-2，好氧陈化时间为2-4天，制坯压强为1.4-1.8MPa，砖坯成型含水27％-29％，码放自然干燥后进入窑炉烧制，烧结温度控制在1050-1080℃，尾气温度冷却到150度以下，可缩短制砖周期，减少能耗。
作为改进，原料是含水率80％的污水污泥和污泥干粉，两种原料混合比控制在1∶1.5，好氧陈化时间为3天，制坯压强为1.5MPa，砖坯成型含水28-29％，码放自然干燥后进入窑炉烧制，烧结温度控制在1060-1070℃，尾气温度冷却到150度以下，可进一步缩短制砖周期，减少能耗。
作为进一步改进，污泥干粉是由湖泊、河流疏浚时的淤泥、污水污泥干燥粉碎干燥粉碎而成，节省成本。
作为改进，原料混合和好氧陈化工序循环的方法包括原料混合，经好氧陈化工序得到的混合料作为干粉，再与污水污泥按1∶1-2.5混合，再好氧陈化，如此循环使原料达到制砖坯条件。
作为改进，原料混合和好氧陈化工序要循环3-9次。
作为改进，烧制工序在点燃后不再需要添加燃料。
作为改进，烧制工序产生的尾气，要控制在1.1秒以内冷却到150℃以下。
使用本发明提供的污泥烧结砖工艺，能大量消纳污水污泥和湖泊河流疏浚时的淤泥，不仅实现了化害为利，资源无害化循环利用，且能耗低，最终产品烧结砖达到国家相关标准。
图1是本发明污泥烧结砖工艺流程图。
具体实施例方式实施例1取平均含水78.47％的污水污泥20吨和湖泊、河流等疏浚的淤泥自然干燥粉碎而成的污泥干粉20吨充分搅拌混合，好氧陈化3天再以此为干粉与20吨污水污泥充分搅拌混合，再好氧陈化2天，如此循环4次。送制砖机压制砖坯，制坯压强为1MPa，砖坯的含水率为25.5％。将砖坯码放自然干燥，将干燥后的砖坯进窑烧制，进窑时砖坯含水率为5.83％，烧制温度控制在1050℃，烧制时不断向窑内通入空气，尾气温度冷却到150℃以下，并将烧结的尾气进行碱洗后排出。所得砖块符合国家相关标准。
实施例2取平均含水79.53％的污水污泥20吨和湖泊、河流等疏浚的淤泥自然干燥粉碎而成的污泥干粉30吨充分搅拌混合，好氧陈化5天再以此为干粉与20吨污水污泥充分搅拌混合，再好氧陈化1天，如此循环3次。送制砖机压制砖坯，制坯压强为1.4MPa，砖坯的含水率为26.4％。将砖坯码放自然干燥，将干燥后的砖坯进窑烧制，进窑时砖坯含水率为6.68％，烧制温度控制在1000℃，烧制时不断向窑内通入空气，尾气温度冷却到150℃以下，并将烧结的尾气进行碱洗后排出。所得砖块符合国家相关标准。
实施例3取平均含水79.31％的污水污泥20吨和河道疏浚污泥干粉25吨充分搅拌混合，好氧陈化1天，再以此为干粉与20吨污水污泥充分搅拌混合，再好氧陈化2天，如此循环5次。送制砖机压制，制坯压强为1.5MPa，砖坯含水率为26.94％。将砖坯码放自然干燥，将干燥后的砖坯进窑烧制，进窑时砖坯含水率为6.11％，烧成温度控制在1080℃，烧制时不断向窑内通入空气，尾气温度冷却到150℃以下，并将烧结的尾气进行碱洗后排出。所得砖块符合国家相关标准。
实施例4取平均含水81.46％的污水污泥20吨和河道疏浚污泥干粉40吨充分搅拌混合，好氧陈化3天，再以此为干粉与20吨污水污泥充分搅拌混合，再好氧陈化2天，如此循环6次。送制砖机压制，制坯压强为1.8MPa，砖坯含水率为27.85％。将砖坯码放自然干燥，将干燥后的砖坯进窑烧制，进窑时砖坯含水率为6.86％，烧成温度控制在1070℃，烧制时不断向窑内通入空气，尾气温度冷却到150℃以下，并将烧结的尾气进行碱洗后排出。所得砖块符合国家相关标准。
实施例5取平均含水80.47％的污水污泥20吨和河道疏浚污泥干粉35吨充分搅拌混合，好氧陈化1天，再以此为干料与20吨污水污泥充分搅拌混合，再好氧陈化1天，如此循环9次，送制砖机压制，制坯温度为1MPa，砖坯含水率为28.32％。将砖坯码放自然干燥，将干燥后的砖坯进窑烧制，进窑时砖坯含水率为6.41％，烧成温度控制在1060℃度，烧制时不断向窑内通入空气，尾气温度冷却到150℃以下，并将烧结的尾气进行碱洗后排出。所得砖块符合国家相关标准。
实施例6取平均含水82.18％的污水污泥20吨和河道疏浚污泥干粉50吨充分搅拌混合，好氧陈化4天，再以此为干料与20吨污水污泥充分搅拌混合，再好氧陈化1天，如此循环6次，送制砖机压制，制坯温度为2MPa，砖坯含水率为29.46％。将砖坯码放自然干燥，将干燥后的砖坯进窑烧制，进窑时砖坯含水率为6.91％，烧成温度控制在1100℃，烧制时不断向窑内通入空气，尾气温度冷却到150℃以下，并将烧结的尾气进行碱洗后排出。所得砖块符合国家相关标准。
权利要求
1.污泥烧结砖工艺，包括如下流程1)原料混合；2)好氧陈化；3)制坯；4)干燥；5)烧制，其特征在于原料是由含水率75％-85％的污水污泥和污泥干粉组成，两种原料混合比控制在1∶1-2.5，好氧陈化时间为1-5天，制坯压强为1-2MPa，砖坯成型含水25-30％，码放自然干燥后进入窑炉烧制，烧结温度控制在1000-1100℃，尾气温度冷却到150度以下。
2.根据权利要求1所述的污泥烧结砖工艺，其特征在于原料是含水率78％-82％的污水污泥和污泥干粉，两种原料混合比控制在1∶1-2，好氧陈化时间为2-4天，制坯压强为1-2MPa，砖坯成型含水25％-29％，码放自然干燥后进入窑炉烧制，烧结温度控制在1050-1080℃，尾气温度冷却到150度以下。
3.根据权利要求2所述的污泥烧结砖工艺，其特征在于原料是含水率80％的污水污泥和污泥干粉，两种原料混合比控制在1∶1.5，好氧陈化时间为3天，制坯压强为1.5MPa，砖坯成型含水28-29％，码放自然干燥后进入窑炉烧制，烧结温度控制在1060-1070℃，尾气温度冷却到150度以下。
4.根据权利要求1至3任意权利要求所述的污泥烧结砖工艺，其特征在于污泥干粉是由湖泊、河流疏浚时的淤泥、污水污泥干燥粉碎而成。
5.根据权利要求4所述的污泥烧结砖工艺，其特征在于原料混合和好氧陈化工序循环的方法包括原料混合，经好氧陈化工序得到的混合料作为干粉，再与污水污泥按1∶1-2.5混合，再好氧陈化，如此循环使原料达到制砖坯条件。
6.根据权利要求5所述的污泥烧结砖工艺，其特征在于原料混合和好氧陈化工序要循环3-9次。
7.根据权利要求6所述的污泥烧结砖工艺，其特征在于烧制工序在点燃后不再需要添加燃料。
8.根据权利要求7所述的污泥烧结砖工艺，其特征在于烧制工序产生的尾气，要控制在1.1秒以内冷却到150℃以下。
全文摘要
本发明提供的污泥烧结砖工艺，包括如下流程1)原料混合；2)好氧陈化；3)制坯；4)干燥；5)烧制，原料是由含水率75％－85％的污水污泥和污泥干粉组成，两种原料混合比控制在1∶1－2.5，好氧陈化时间为1－5天，制坯压强为1－2MPa，砖坯成型含水25－30％，码放自然干燥后进入窑炉烧制，烧结温度控制在1000－1100℃，尾气温度冷却到150度以下。使用本工艺能大量消纳污水污泥，实现污泥无害化循环利用，且能耗低，产品达到国家相关标准。
文档编号B09B3/00GK101058501SQ20061003647
公开日2007年10月24日 申请日期2006年7月13日 优先权日2006年7月13日
发明者李雷, 杨海英, 李观尚, 吴嘉聪 申请人:广州铬德工程有限公司