CN101830613A - 用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法 - Google Patents

用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法 Download PDF

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Abstract

一种用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法,采用碱化脱水、干化处理、球磨粉碎、配料、制造生料、消化、冲压制坯、蒸养、尾气尾水处理的工艺流程,制造的蒸压灰砂砖的重量百分含量为:污泥干粉为12%~22%,细砂为78%~88%;蒸压粉煤灰砖的重量百分含量为:污泥干粉为15%~22%,粉煤灰为48%~63%,细集料为18%~32%,石膏为2%;污泥干粉的重量百分含量为:氢氧化钙75%~82%,碳水化合物、蛋白质及其它高分子有机物、烷基苯磺酸钠(ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合成有机物合计8%~12%,泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量极少的重金属3~5%,水为7~9%的方案,克服了现污泥处理中易产生二次污染的缺陷。适用于对各种放射性不超标的污泥的回收利用。

Description

用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法。 背景技术
[0002] 城市污水处理厂的污泥属于危险废弃物;加上江河湖泊清淤的污泥,如果乱堆乱弃,将对人们的生活环境构成了严重威胁,目前,全国每年产生污泥约3000万吨左右,“重水 轻泥”、“重资源化利用轻无害化处理“的现象比较普遍。我国污泥无害化处理处置工作相对 滞后,城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的 有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,不加处理的排放会对环境造 成严重的污染。如果处置方法失当,会产生严重的二次污染。
[0003] 国内外污泥处理与处置的方法很多,一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用 (主要为农用或生产烧结砖)、填埋及焚烧等不同的处理、处置方法,以上的处理、处置方法 存在消耗土地资源、或容易产生二次污染、或生产过程中有污染等缺陷。不能同时满足国家 要求的“无害化、减量化、稳定化、资源化”四个条件。
发明内容
[0004] 针对上述情况,本发明提供一种将城市污水处理厂的污泥及江河湖泊清淤污泥, 进行无害化处理和回收利用,变害为宝,保护了生态环境和人类居住环境的用污泥制造蒸 压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖及化肥、油脂的方法。
[0005] 为实现上述目的,一种用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥的方法,包括蒸 压灰砂砖的重量百分含量为:污泥干粉为12%〜22%,细砂为78%〜88% ;所述污泥干粉的重 量百分含量为:氢氧化钙75%〜82%,以污泥为原料的碳水化合物、蛋白质及其它高分子有 机物、烷基苯磺酸钠(ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合成有机物合计8%〜12%,以Si02 为主要成份的泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量极少的重金属3%〜5%,水为7%〜9% ;蒸压粉煤 灰砖的重量百分含量为:污泥干粉为15%〜22%,粉煤灰为48%〜63%,细集料为18%〜32%, 石膏为2% ;所述污泥干粉的重量百分含量为:氢氧化钙为75%〜82%,以污泥为原料的碳水 化合物、蛋白质及其它高分子有机物、烷基苯磺酸钠(ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合 成有机物合计8%〜12%,以污泥为原料以Si02为主要成份的泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量 极少的重金属3%〜5%,水为7%〜9%。
[0006] 生产的工艺流程步骤为:
1)、碱化脱水:选用污水处理厂的沉积污泥或江河湖泊清淤时的污泥为原料,按重量 比:过氧化钙:氧化钙:污泥为(1〜3) : (10〜100) :100的重量比例混合,经搅拌均勻 充分混合后,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,污泥含水率由85%降低到55%〜60% ;氧化钙 的细度为120〜150目,过氧化钙作除臭剂。
[0007] 2)、干化处理:将污泥的混合料输送到碱化池,采用自然风干法进行日晒干化,每天用犁翻机翻晒2〜5次,7天后混合料的含水率降至7〜10%,料粒基本无结块现象后,装 载至球磨车间;在不宜使用自然风干法的城市和环境中,将混合料用污泥搅拌机送入电辅 热振动流化床干燥机再经太阳能热泵进行快速烘干,将蒸汽温度控制在192°C以下,以防止 有毒物质的产生,经两次烘干后,污泥变得质地疏松、干燥后,输送至球磨车间;在污泥搅拌 机上设计了蒸汽抽气机,将这些水蒸汽转送到振动流化床干燥机内,对污泥初料进行二次 汽雾加热,又减少了臭气污染;从振动流化床干燥机出来的尾气,还带有60°C以上的余热, 也含有少量的氨气与氧化钙味道,因此,将其抽排至灰砂砖原料专用加水池,既除掉了氨气 与氧化钙味道,也提高了水温。 [0008] 3)、球磨粉碎:将干燥后的混合料用球磨机粉碎至120〜150目,制造成污泥干粉, 提升至贮灰罐保存、备用。
[0009] 4)、配料:通过定量输送机,按污泥干粉为12%〜22%,细砂为80%〜88%的重量比 例,将以上二种物料送入搅拌机,搅拌均勻,经充分混合后,在出料口加入重量比为10%的 热水,使污泥干粉中的氢氧化钙通过物理反应进入溶融状态,细砂用淤砂或山砂、河砂、风 积砂、工业铸造用的废型砂;当使用粉煤灰配料时,按重量百分比污泥干粉为15%〜22%,粉 煤灰的含量为48%〜63%,细集料为18%〜32%,石膏为2% ;将污泥干粉、石膏粉掺入粉煤 灰、细集料中,搅拌均勻,经充分混合后,在出料口加入重量比为10%的热水,使污泥干粉中 的氢氧化钙通过物理反应进入溶融状态。
[0010] 5)、制造生料:在混合物料经搅拌均勻,充分混合后,加入热水,使氢氧化钙在溶融 状态下与二氧化硅在常温下慢速反应,在二氧化硅颗粒表面生成硅酸钙,生产成“生料”。
[0011] 6)、消化:将生料输送至消化池中,消化2〜6小时,生料温度从常温达到50〜 650C,用手抓紧能够成型,不分散,经消化成为“熟料”。
[0012] 7)、冲压制坯:将熟料输送至搅拌机,搅拌均勻,再输送至压砖机冲压成型,制成砖 坯。
[0013] 8)、蒸养:将砖坯堆码在蒸养台车上,送入蒸压釜,经高温192°C蒸养7〜9小时后 冷却,制造出成品灰砂砖和粉煤灰砖。
[0014] 9)尾汽尾水处理:用梯级减压,循环利用的尾汽排放与利用工序,即:1#蒸压釜完 成灰砂砖蒸养后,开启连通管阀门,将1#蒸压釜的尾汽排放一半到等待进汽的2#蒸压釜, 关闭连通管阀门;再将1#蒸压釜的尾汽排放四分之一到等待进汽的3#蒸压釜,关闭连通管 阀门;再将1#蒸压釜的尾汽排放八分之一到等待进汽的4#蒸压釜,关闭连通管阀门;蒸压 釜最后的八分之一尾汽,含有较浓的氨气,用洁净蒸汽将含氨尾蒸汽压入浓硫酸池,去除氨 气,获取硫酸氨化肥;在砖坯的蒸养过程中,蒸压釜的顶部有一根进汽减压阀,不停地排放 少量的蒸汽,用管道将其尾汽导入浓硫酸池,去除氨气,获取硫酸铵化肥;在蒸压釜底部的 尾水含有油脂,经冷却和提炼,获得油脂。
[0015] 本发明采用碱化脱水、干化处理、球磨粉碎、配料、制造生料、消化、冲压制坯、蒸
养、尾汽尾水处理的工艺流程,制造的蒸压灰砂砖的重量百分含量为:污泥干粉为12%〜 22%,细砂为78%〜88% ;蒸压粉煤灰砖的重量百分含量为:污泥干粉的含量为15%〜22%, 粉煤灰为48%〜63%,细集料为18%〜32%,石膏为2%;污泥干粉的重量百分含量为:氢氧化 钙为75%〜82%,以污泥为原料的碳水化合物、蛋白质及其它高分子有机物、烷基苯磺酸钠 (ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合成有机物合计8%〜12%,以Si02为主要成份的泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量极少的重金属3%〜5%,水为7%〜9%的方案,克服了现有的浓缩、 消化、脱水、干化、农用、填埋及焚烧等处理、处置方法存在消耗土地资源、或容易产生二次 污染、或生产过程中有污染等缺陷。完全满足国家要求的“无害化、减量化、稳定化、资源化” 四个难以同时达到的条件。
[0016] 本发明相比现有技术所产生的有益效果:
1、本发明用生石灰碱化处理后的污泥,掺入以二氧化硅为主要成份的细砂或粉煤灰, 经消化、冲压成型、高温蒸养后制造灰砂砖或蒸压粉煤灰砖及化肥、油脂。利用以上三种 废弃物按比例拌和,不添加其他原料,就直接生产出完全符 合国标的灰砂砖或蒸压粉煤灰 砖一国家五个部委联合推广使用、享受增值税优惠政策的新型墙体材料。是变害为宝,优 化了生态环境和城市环境。
[0017] 一吨浓缩湿污泥经本发明生产工艺处理后,可以得到污泥干粉346〜352Kg,其中 氢氧化钙含量80%左右。利用以上污泥干粉可以生产新型灰砂砖约2500Kg,折算成935块 标准砖;同时生产36. 5Kg左右的硫酸铵化肥,根据各城市的污泥成份有区别,可提取工业 用油脂约8〜llKg。
[0018] 2、生产过程属于低消耗,低能耗的低炭经济,蒸汽的循环利用,节约能源达60%以 上
3、本发明的核心技术是二物四用,循环利用,大大降低了污泥处理的成本,属于典型的 循环经济。污泥碱化、干化处理的主要成本氧化钙(CaO)、除臭剂过氧化钙(Ca02)都变成了 蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖的主要原料,这两种原料大约占污泥处理成本的50〜70%,同 时也占蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖原料成本的60〜80%。有利于节约宝贵的石灰资源。
[0019] 4、生产过程采用自动化,防止了污泥加工过程中对工作人员的感染;且可大批量、 高效率生产。
[0020] 5、用生石灰(氧化钙)碱化脱水和192°C高温蒸养相结合杀菌、杀毒和有害病菌 卵,能快速减少污泥体积与质量;高效加速了有机物的分解、彻底杀灭了病毒、细菌、微生物 与寄生虫卵等生物危害物,提高了生产过程安全性与最终产品的安全性。
[0021] 用国家提倡的高温蒸养方法生产建材,提取了污泥中最难的提取物——硫类物 质、氨类物质与油脂,最大限度的解决了现有方法处置污泥的恶臭污染问题。将重金属安全 稳定在建材中,使成品灰砂砖和粉煤灰砖无毒无害,有利用人体健康和周边环境。
[0022] 6、对尾汽尾水回收利用,生产出化肥和油脂,既获得了良好的经济效益,又保护了 环境,避免了二次污染。
[0023] 7、综合治理了城市污水处理厂的污泥和江河湖泊清淤的污泥,综合治理了水利部门 头痛的淤砂(细砂),综合治理了火电厂的粉煤灰,使人们的生活和工作环境更环保,更健康。
[0024] 8、工厂占地面积小,节省了大量土地资源。
[0025] 9、生产过程完全无“三废”排放。
[0026] 本发明适用于对各种放射性不超标的污泥、淤砂(细砂)、粉煤灰的回收利用。
[0027] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
[0028] 图1为本发明的工艺流程图。[0029] 图2为浓缩污泥有机物成分图。
[0030] 图3为采用自然风干法进行污泥碱化干化处理工艺流程图。
[0031] 图4为采用振动流化床汽雾干燥和太阳能热泵干燥法进行污泥碱化、干化处理工 艺流程图。
[0032] 图5为用污泥干粉制造蒸压灰砂砖及硫酸铵化肥和油脂的工艺流程图。
[0033] 图6为用污泥干粉制造蒸压粉煤灰砖及硫酸铵化肥和油脂的工艺流程图。
[0034] 图7为污泥制造的蒸压灰砂砖的性能测试图。
[0035] 图8为污泥制造的蒸压粉煤灰砖的性能测试图。
具体实施方式
[0036] 由附图图1至图8所示,一种用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥的方法,蒸 压灰砂砖的重量百分含量为:污泥干粉为12%〜22%,细砂为78%〜88% ;所述污泥干粉的重 量百分含量为:氢氧化钙75%〜82%,以污泥为原料的碳水化合物、蛋白质及其它高分子有 机物、烷基苯磺酸钠(ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合成有机物合计8%〜12%,以Si02 为主要成份的泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量极少的重金属3%〜5%,水为7%〜9% ;蒸压粉煤 灰砖的重量百分含量为:污泥干粉为15%〜22%,粉煤灰为48%〜63%,细集料为18%〜32%, 石膏为2% ;所述污泥干粉的重量百分含量为:氢氧化钙为75%〜82%,以污泥为原料的碳水 化合物、蛋白质及其它高分子有机物、烷基苯磺酸钠(ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合 成有机物合计8%〜12%,以污泥为原料以Si02为主要成份的泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量 极少的重金属3%〜5%,水为7%〜9%。
[0037] 制造蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖及化肥和油脂的工艺流程步骤为:
1)、碱化脱水:选用污水处理厂的沉积污泥或江河湖泊清淤时的污泥为原料,按重量 比:过氧化钙:氧化钙:污泥为(1〜3) : (10〜100) :100的重量比例混合,经搅拌均勻 充分混合后,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,污泥含水率由85%降低到55%〜60% ;氧化钙 的细度为120〜150目,过氧化钙作除臭剂。
[0038] 用氧化钙作为无机药剂对污泥碱化、稳定、杀毒、杀菌、脱水处理,氧化钙与水反应 生成氢氧化钙,在此过程中IKg氧化钙可以化合0. 32Kg水、释放1141KJ的热量,将温度提 升到70°C,PH值提升到12以上,从而有效杀灭病原体,并分解有机物,污泥中的硫类物质恶 臭类气体变成了石膏CaS04。
[0039] 污泥碱化、稳定、脱水技术的控制性参数是污泥的pH值及其保持时间。
[0040]化学方程式:Ca0+H20 = Ca (OH) 2+ 热量
污泥里面含硫量高,氧化钙与硫化物发生化学反应,生成硫酸钙即石膏。
[0041]化学方程式:Ca0+H2S+202 = CaS04
2)、干化处理:将污泥的混合料输送到碱化池,采用自然风干法进行日晒干化,每天用犁翻机翻晒2〜5次,7天后混合料的含水率降至7%〜10%,料粒基本无结块现象后,装载 至球磨车间;在不宜使用自然风干法的城市和环境中,将混合料用污泥搅拌机送入电辅热 振动流化床干燥机再经太阳能热泵进行快速烘干,将蒸汽温度控制在192°C以下,以防止有 毒物质的产生,经两次烘干后,污泥变得质地疏松、干燥后,输送至球磨车间;在污泥搅拌机 上设计了蒸汽抽气机,将这些水蒸汽转送到振动流化床干燥机内,对污泥初料进行二次汽雾加热,又减少了臭气污染;从振动流化床干燥机出来的尾气,还带有60°C以上的余热,也 含有少量的氨气与氧化钙味道,因此,将其抽排至灰砂砖原料专用加水池,既除掉了氨气与 氧化钙味道,也提高了水温。电辅热振动流化床干燥机再经太阳能热泵进行快速烘干的过 程中,温度控制在192°C以下,保证了 98%有机质有效保存或提取,实现了污泥处理全过程 无害化,全部分类资源化,污泥中的氨类、胺类物质等恶臭类气体变成了化肥(NH4) 2S04。
[0042] 污泥里面含氨量高,NH40H与硫化物在高温下发生化学反应,生成硫酸铵(NH4) 2S04或硫酸氢铵(NH4) HS04。
[0043]化学方程式:NH40H+H2S+202 = (NH4) 2S04+2H20 氧化钙与碳水化合物在高温下分解时产生的二氧化碳发生化学反应,生成碳酸钙。
[0044]化学方程式: Ca0+C02 = CaC03
3)、球磨粉碎:将混合料用球磨机粉碎至120〜150目,制造成污泥干粉,提升至贮灰罐
保存、备用。
[0045] 一是保证蒸压灰砂砖原料中氢氧化钙不低于11%,保证蒸压粉煤灰砖原料中氢氧 化钙不低于13%,二是扣除污泥干粉中的氢氧化钙和水份以外,对污泥干粉中其他物质的重 量百分比总含量要定期检测,其他物质的总重量不得超过蒸压灰砂砖砂料的12%。
[0046] 4)、配料:通过定量输送机,按污泥干粉为12%〜22%,细砂为80%〜88%的重量 比例,将以上二种物料送入搅拌机,搅拌均勻,经充分混合后,在出料口加入重量比为10% 的热水,使污泥干粉中的氢氧化钙通过物理反应进入溶融状态。细砂用淤砂或山砂、河 砂、风积砂、工业铸造用的废型砂;细砂质量必须符合GB11945-1999《蒸压灰砂砖》或JC/ T637-1996《蒸压灰砂空心砖》的要求。
[0047] 利用蒸压灰砂砖允许砂中含泥土 15%以下的原理,在灰砂砖准备砂料时,将细砂 洗净,去除泥土,将处理过的污泥干粉(不包括氢氧化钙的重量)置换15%以下的空间;由 于污泥干粉的细度及均勻度比泥土好得多,填充在砂粒中更均勻,更密实,加上污泥干基中 的聚丙烯酰胺(污水处理时的絮凝剂)、硫酸钙(污泥碱化的化合物)都属于粘合剂,所以,掺 入污泥干粉制造的蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖强度更高,理化性能更好。
[0048] 按照GBl 1945 — 89《蒸压灰砂砖》和JC/T637 — 1996《蒸压灰砂空心砖》要求, 其灰砂砖配料中氧化钙含量不低于8%,经氧化钙与氢氧化钙的分子量换算,灰砂砖原料中 氢氧化钙不低于11% ;按照JC239 - 2001《蒸压粉煤灰砖》要求,氧化钙含量不低于9%,经 分子量换算,粉煤灰砖氢氧化钙不低于13%。
[0049] 所以,污泥干粉中氢氧化钙的含量要定期、定批检测,且放射性应符合国家标准规定。
[0050] 配合比如污泥干粉:细砂重量比为14:86,其计算依据为,《蒸压灰砂砖》要求 氢氧化钙:细砂重量比为11:89,假设污泥干粉料中氢氧化钙的含量为80%,因此求得 11 + 0. 8=13. 75,所以按照14:86的比例是比较合适的;依此类推。
[0051] 当使用粉煤灰配料时,按重量百分比污泥干粉为15%〜22%,粉煤灰的含量为 48%〜63%,细集料为18%〜32%,石膏为2% ;将污泥干粉、石膏粉掺入粉煤灰、细集料中,搅 拌均勻,经充分混合后,在出料口加入重量比为10%的热水,使污泥干粉中的氢氧化钙通过 物理反应进入溶融状态。
[0052] 粉煤灰要符合JC409-91《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》的要求,放射性应符合GB6763的规定。粉煤灰活性越高,制品的质量越好,这主要取决于粉煤灰中活性Si02和A1203的 含量。当这些成分含量高,烧失量少时,粉煤灰活性就高。通常要求粉煤灰中的A1203含量 在15%以上,Si02的含量在40%以上。配合比随各地原材料化学成分及对产品要求不同而 不同,粉煤灰掺量为48%〜63%,氧化钙粉为9%〜11%,砂为20%〜35%,掺合料为3%〜5%, 原材料计量误差控制在1%以下。成型水分的控制对高强砖的生产十分重要。
[0053] 蒸压粉煤灰砖中的石灰用量是以有效氧化钙含量计算的。最佳有效氧化钙的含量 范围为8%〜11%。
[0054] 配合比如污泥干粉料中氢氧化钙的含量为80%,因此求得 11 + 0. 8=13. 75,14 + 0. 8=17. 5,所以按照18的比例是比较合适的。污泥干粉料:粉煤灰掺 量为18:82。 [0055] 氧化钙掺量=污泥干粉料中有效氢氧化钙含量X 100% 粉煤灰掺量(%) =100%—污泥干粉料掺量。
[0056] 石膏可采用天然石膏和工业石膏,它们可以是二水石膏、半水石膏或无水石膏。
[0057] 石膏在蒸压粉煤灰砖中的作用是加速水化反应,提高砖的早期强度,特别是抗折 强度。石膏中CaS04含量应不小于65%。使用石膏干粉末时,细度要求为88微米孔筛筛余 粮< 15%。蒸压粉煤灰砖的石膏掺量按石灰、粉煤灰之和1%〜2%为宜。
[0058] 细集料是煤渣、液态渣、水渣等工业废渣,也可以采用天然砂等天然细集料作骨 料。
[0059] 水用量是影响蒸压粉煤灰砖产品质量和成型工艺的重要因素,水量应保证在工艺 过程中消解和形成水化产物的需求,还需保证成型时结合性良好,成型水份过多或过少都 会使成型时产生“过压”现象。容易损坏砖机,另外水份过少还会产生砖坯过厚,过多易产生 砖坯层裂,这些都会影响砖的外形和质量。蒸压粉煤灰砖成型时的水份即总量应在19%〜 23%。它是原材料中所含水量在搅拌、轮碾等工艺过程中加入水量之和。
[0060] 5)、制造生料:在混合物料经搅拌均勻,充分混合后,加入热水,使氢氧化钙在溶融 状态下与二氧化硅在常温下慢速反应,在二氧化硅颗粒表面生成硅酸钙,生产成“生料”。
[0061] 6)、消化:将生料输送至消化池中,消化2〜6小时,生料温度从常温达到50〜 650C,用手抓紧能够成型,不分散,经消化成为“熟料”;
7)、冲压制坯:将熟料输送至搅拌机,搅拌均勻,再输送至压砖机冲压成型,制成砖坯; 压砖机有转盘式压砖机和多孔砖压砖机,用机械随机抽样法抽取100块砖进行尺寸偏差、 外观检验,全部合格。
[0062] 8)、蒸养:将砖坯堆码在蒸养台车上,送入蒸压釜,经高温192°C蒸养7〜9小时后 冷却,制造出成品灰砂砖或粉煤灰砖。
[0063] 高温蒸养的原理:在高温水势介质作用下,灰砂砖配合料硅质材料中的浅表 层二氧化硅溶于液相中,它同溶于液相中的氢氧化钙结合,生成各种类型的水化硅酸钙 (0. 66 〜2. 40)
CaO · SiO · (0. 3〜4. 0)H0[1〜2]。这些水化矿物都是溶解度较低的物质,因此,很容 易使液相达到饱和而析出,析出的晶粒之间通过“品”形接触点相联结,形成结晶连生体。随 着液相中新生成的结晶接触点联结,形成更多的结晶连生体。
[0064] 随着液相中新生成的结品不断析出,结晶连生体将砂子、污泥干粉中的泥土、硫酸钙、碳水化合物、各类重金属等等进一步填充、密实和强化。从而把它们胶结起来。最后形成理化性能、环保安全性能都满足建筑使用要求的实心蒸养灰砂砖或空心蒸养灰砂砖原材 料。
[0065] 蒸压粉煤灰砖的性能是由于粉煤灰中的有效硅、铝成份与生石灰中的有效钙成份 相互作用的结果,而生石灰中的有效氧化钙的含量是不变动的,因此,确定生石灰掺量是以 有效氧化钙进行计算。粉煤灰属灰质活性材料,从化学组成来看,含有较多的活性Si02 和A1203 (约占80%)以及少量的Fe203、CaO、MgO。
[0066] 高温蒸养的好处:碱化污泥过程中产生的化学温度约70°C处理与高温蒸养192°C 过程中的物理杀病毒相结合,能快速减少污泥体积与质量;高效加速了有机物的分解、彻底 杀灭了病毒、细菌、微生物与寄生虫卵等生物危害物,提高了生产过程安全性与最终产品的 安全性。
[0067] 图7为污泥制蒸压灰砂砖的性能测试图,其性能完全达到了国家标准规定。
[0068] 图8为污泥制蒸压粉煤灰砖的性能测试图,其性能完全达到了国家标准规定。
[0069] 9)尾汽尾水处理:用梯级减压,循环利用的尾汽排放与利用工序,即:1#蒸压釜完 成灰砂砖蒸养后,开启连通管阀门,将1#蒸压釜的尾汽排放一半到等待进汽的2#蒸压釜, 关闭连通管阀门;再将1#蒸压釜的尾汽排放四分之一到等待进汽的3#蒸压釜,关闭连通管 阀门;再将1#蒸压釜的尾汽排放八分之一到等待进汽的4#蒸压釜,关闭连通管阀门;蒸压 釜最后的八分之一尾汽,含有较浓的氨气,用洁净蒸汽将含氨尾蒸汽压入浓硫酸池,去除氨 气,获取硫酸氨化肥;在砖坯的蒸养过程中,蒸压釜的顶部有一根进汽减压阀,不停地排放 少量的蒸汽,用管道将其尾汽导入浓硫酸池,去除氨气,获取硫酸铵化肥;在蒸压釜底部的 尾水含有油脂,经冷却和提炼,获得油脂。
[0070] 由于在灰砂砖坯中和粉煤灰砖坯中含有少量的硫酸铵或硫酸氢铵,它们在192°C 高温下再次分解,产生氨气。经实验检测,一吨污泥经以上生产工艺处理后,约产生10-12kg 左右的氨气。
[0071]化学方程式:(NH4) 2S04 = 2NH3 ί +H2S04 H2S04+Ca(OH)2 = CaS04+2H20
在灰砂砖砖坯的蒸养过程中,蒸压釜的顶部有一根进汽减压阀,不停地排放少量的蒸 汽,为了保护环境,用管道将其尾汽导入浓硫酸池,去除氨气,获取硫酸铵化肥。
[0072] 经实验计算,一吨污泥经以上除氨生产工艺处理后,约生产36. 5Kg左右的硫酸铵 化肥。
[0073]化学方程式:H2S04+2NH3 = (NH4) 2S04
在蒸压釜底部的尾水中可以发现一层厚厚的油脂,这是在8小时的湿蒸环境下,污泥 干粉中的油脂遇热,在水分子的作用下,大部分从砖坯中渗透出来,流到了蒸压釜底部的尾 水中,将尾水放入蓄水池中冷却,就得到了油脂。为了节省水资源,将以上冷却水抽到专用 加水池,循环利用。
[0074] 根据地区气候差异和生石灰资源的不同,碱化脱水时氧化钙对污泥的重量百分配 合比可以在一定范围内变化,以保证污泥干粉的制造的价格低,质量好,有良好的经济效
益 ο
[0075] 在生石灰资源较少、价格较高地区,生石灰与污泥的重量比可以设计为1 :5〜10,生石灰掺入越少,污泥含水率降低也越少,需要增加电辅热烘干的功率与时间。
[0076] 在生石灰资源一般、价格适中地区,生石灰与污泥的重量比可以设计为1 :2〜5,也需要电辅热烘干。
[0077] 在生石灰资源丰富、价格低地区,生石灰与污泥的重量比可以设计为1 :1〜2,生 石灰掺入越多,污泥含水率降低也越多,不需要电辅热烘干;尤其是干燥地区或干燥季节, 宜采取自然风干的方法,以节省能耗。
[0078] 以上生石灰与污泥的重量比虽然变化很大,但污泥含水率为85%,因此制造出的污 泥干粉的氢氧化钙含量保持在灰砂砖原料中氢氧化钙不低于11% ;粉煤灰砖原料中氢氧化 钙不低于13%。
[0079] 实施例1 :在空气干燥地区如北方、云贵高原,该地砂资源、石灰石资源丰富,生石 灰价格低。某污水厂污泥日处理量为30吨,污泥含水率为85%,采用重量比为CaO:污泥 =l:l,Ca02:污泥=2:100。由于当地空气干燥,适宜采用碱化脱水加自然风干的方法制造污 泥干粉,以节省烘干设备投入及降低能耗。那么,污泥干粉:细砂=13:87。工厂总占地面 积约23亩,其中堆砂场5亩、堆砖场10亩、污泥碱化池场地3亩。日产标准灰砂砖24万块, 日产化工级别的硫酸铵约llOOKg,日产工业用油脂约300Kg。以上工艺详见附图2、附图4, 蒸压灰砂砖性能完全达到了国家标准规定。
[0080] 实施例2在中南地区,四季分明,该地砂资源、石灰石资源丰富,生石灰价格中等。 某城市几个污水厂污泥日处理为量150吨,污泥含水率为85%,拟采用生石灰碱化、干化污 泥的方法,重量比为CaO:污泥=1:3,&02:污泥=2:100。由于污泥日处理量较多,城市环 境不允许翻晒污泥,适宜采用纯化学干燥法加电辅热烘干方法制造污泥干粉,采取流水线 生产方式处理污泥。那么,污泥干粉:细砂=17:83。工厂总占地面积约30亩,其中堆砂 场6亩、堆砖场15亩、污泥碱化场地3亩。日产标准灰砂砖48万块,日产化工级别硫酸铵 约5475Kg,日产工业用油脂约1400Kg。以上工艺详见附图3、附图4,蒸压灰砂砖性能完全 达到了国家标准规定。
[0081] 实施例3:在沿海地区,该地粉煤灰、砂资源丰富、但石灰石资源必须从外地调入, 生石灰落地价格较高。某城市几个污水厂污泥日处理量为450吨,污泥含水率为85%,采用 生石灰碱化、干化污泥的方法,重量比为CaO:污泥=l:5,Ca02 :污泥=3:100。由于污泥日处 理量较多,城市环境不允许翻晒污泥,适宜采用化学干燥法加电辅热烘干方法制造污泥干 粉,采取流水线生产方式处理污泥。那么,污泥干粉:细砂=22:78。工厂总占地面积约80 亩,其中堆砂场20亩、堆砖场30亩、污泥碱化场地6亩。日产标准灰砂砖120万块,日产化 工级别硫酸铵约16425Kg,日产工业用油脂约4050Kg。以上工艺详见附图3、附图4,蒸压灰 砂砖性能完全达到了国家标准规定。

Claims (2)

  1. 一种用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法,其特征在于蒸压灰砂砖的重量百分含量为:污泥干粉为12%~22%,细砂为78%~88%;所述污泥干粉的重量百分含量为:氢氧化钙75%~82%,以污泥为原料的碳水化合物、蛋白质及其它高分子有机物、烷基苯磺酸钠(ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合成有机物合计8%~12%,以SiO2为主要成份的泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量极少的重金属3%~5%,水为7%~9%;蒸压粉煤灰砖的重量百分含量为:污泥干粉为15%~22%,粉煤灰为48%~63%,细集料为18%~32%,石膏为2%;所述污泥干粉的重量百分含量为:氢氧化钙为75%~82%,以污泥为原料的碳水化合物、蛋白质及其它高分子有机物、烷基苯磺酸钠(ABS)、甲酚及难降解的性能稳定的合成有机物合计8%~12%,以污泥为原料以SiO2为主要成份的泥土、硫酸钙、硫酸铵、及含量极少的重金属3%~5%,水为7%~9%。 
  2. 2.根据权利要求1所述的一种用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥的方法,其 特征在于生产的工艺流程步骤为:1)、碱化脱水:选用污水处理厂的浓缩污泥或江河湖泊的污泥为原料,按重量比:过氧 化钙:氧化钙:污泥为(1〜3) : (10〜100) : 100的重量比例混合,经搅拌均勻充分混合 后,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,污泥含水率由85%降低到55%〜60% ;氧化钙的细度为 120〜150目,过氧化钙作除臭剂;2)、干化处理:将污泥的混合料输送到碱化池,采用自然风干法进行日晒干化,每天翻 晒2〜5次,7天后混合料的含水率降至7%〜10%,料粒基本无结块现象后,装载至球磨车 间;在不宜使用自然风干法的城市和环境中,将混合料经污泥搅拌机送入电辅热振动流化 床干燥机再经太阳能热泵进行快速烘干,将蒸汽温度控制在192°C以下,以防止有毒物质的 产生,经两次烘干后,污泥变得质地疏松、干燥后,输送至球磨车间;在污泥搅拌机上设计了 蒸汽抽气机,将这些水蒸汽转送到振动流化床干燥机内,对污泥初料进行二次汽雾加热,又 减少了臭气污染;从振动流化床干燥机出来的尾气,还带有60°C以上的余热,也含有少量 的氨气与氧化钙味道,因此,将其抽排至灰砂砖原料专用加水池,既除掉了氨气与氧化钙味 道,也提高了水温;3)、球磨粉碎:将干燥后的混合料用球磨机粉碎至120〜150目,制造成污泥干粉,提升 至贮灰罐保存、备用;4)、配料:通过定量输送机,按污泥干粉为12%〜22%,细砂为80%〜88%的重量比例,将 以上二种物料送入搅拌机,搅拌均勻,经充分混合后,在出料口加入重量比为10%的热水, 使污泥干粉中的氢氧化钙通过物理反应进入溶融状态,细砂用淤砂或山砂、河砂、风积砂、 工业铸造用的废型砂;当使用粉煤灰配料时,按重量百分比污泥干粉为15%〜22%,粉煤灰 的含量为48%〜63%,细集料为18%〜32%,石膏为2% ;将污泥干粉、石膏粉掺入粉煤灰、细 集料中,搅拌均勻,经充分混合后,在出料口加入重量比为10%的热水,使污泥干粉中的氢 氧化钙通过物理反应进入溶融状态;5)、制造生料:在混合物料经搅拌均勻,充分混合后,加入热水,使氢氧化钙在溶融状态 下与二氧化硅在常温下慢速反应,在二氧化硅颗粒表面生成硅酸钙,生产成“生料”;6)、消化:将生料输送至消化池中,消化2〜6小时,生料温度从常温达到50〜65°C, 用手抓紧能够成型,不分散,经消化成为“熟料”;7)、冲压制坯:将熟料输送至搅拌机,搅拌均勻,输送至压砖机冲压成型,制成砖坯;8)、蒸养:将砖坯堆码在蒸养台车上,送入蒸压釜,经高温192°C蒸养7〜9小时后冷 却,制造出成品灰砂砖和粉煤灰砖;9)尾汽尾水处理:用梯级减压,循环利用的尾汽排放与利用工序,即:1#蒸压釜完成灰 砂砖蒸养后,开启连通管阀门,将1#蒸压釜的尾汽排放一半到等待进汽的2#蒸压釜,关 闭连通管阀门;再将1#蒸压釜的尾汽排放四分之一到等待进汽的3#蒸压釜,关闭连通管 阀门;再将1#蒸压釜的尾汽排放八分之一到等待进汽的4#蒸压釜,关闭连通管阀门;蒸压 釜最后的八分之一尾汽,含有较浓的氨气,用洁净蒸汽将含氨尾蒸汽压入浓硫酸池,去除氨 气,获取硫酸氨化肥;在砖坯的蒸养过程中,蒸压釜的顶部有一根进汽减压阀,不停地排放 少量的蒸汽,用管道将其尾汽导入浓硫酸池,去除氨气,获取硫酸铵化肥;在蒸压釜底部的 尾水含有油脂,经冷却和提炼,获得油脂。
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