CN101898899A - 一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的方法及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方及生产工艺，解决利用淤泥生产膨胀陶粒的原料问题，同时解决污水处理中产生的淤泥长期得不到处理问题环保问题。采用的配方是，助熔料1.5-2.5，成陶料5-15，工业标准煤5-10含水量按重量在45％-55％干化淤泥7-9，生产工艺是，将助熔料，成陶料，工业标准煤和干化淤泥均匀混合配料—研磨粉碎和二次均匀搅拌—造粒—烘干—在1050-1250摄氏度烧结窑内使其自燃烧结—陶粒冷却—陶粒分选包装出成品。本发明的优点是，污水处理淤泥作为生产膨胀陶粒的主要原料，淤泥消耗量大，大大降低膨胀陶粒的生产成本，膨胀陶粒的生产上艺简单，无需特殊设备，在现有生产设备上进行技术改造即可以实现，为污水处理中产生的淤泥处理开辟一条新的途径。
Description
一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的方法及生产工艺
所属技术领域
[0001] 本发明属于环保设备技术领域，涉及一种使用污水处理过程中产生的淤泥，用于 生产膨胀陶粒的配方和生产工艺。
背景技术
[0002] 根据2009年6月22日，国家环境保护部在第30号《关于公布全国城镇污水处理 设施和燃煤电厂脱硫设施的公告》(下称《公告》）中称，全国投运的城镇污水处理设施总设 计处理能力9092万吨/日，但实际平均日处理水量为6693万吨/日。按淤泥产量平均为 0.8%。的比例计算，每天全国的淤泥总产量达到5. 35万吨/天，加上其他工业污水及垃圾渗 滤液产生的淤泥量其产量达到10万吨/天，年产量突破3600万吨/年。
[0003] 在我国，由于经济和技术上的原因，目前淤泥尚无稳定合理的出路，主要以农肥的 形式用于农业。有资料表明，采用现阶段常规淤泥处理系统（不包括最终处置）的大中型 污水厂，淤泥处理花费的资金约占二级处理厂全部费用的40 %，而运转费用占全厂总运转 费的20%。根据我国目前的经济状况，把巨大的资金用于淤泥处理工程建设及运行维护具 有较大的困难。在建成的污水处理厂中约有90%没有淤泥处理的配套设施，60%以上的淤 泥未经任何处理就直接农用，而消化后的淤泥也由于未进行无害化处理不符合淤泥农用卫 生标准。有些地方，由于不合理使用淤泥造成重金属、有机物污染以及病虫害等，导致严重 的食品污染问题，直接危及人体健康。
[0004] 现有技术中淤泥的处理处置常规技术及其存在的问题
[0005] (1)、卫生填埋
[0006] 卫生填埋处理淤泥，首先是选址困难，淤泥运输和填埋场地建设费用较高，有害成 分的渗漏对地下水的污染，填埋场的卫生、臭气问题造成二次污染等。因此，填埋处理淤泥 并没有最终消除淤泥带来的污染，只是起到延缓的作用。
[0007] (2)、焚烧
[0008] 淤泥焚烧处理，存在的问题是，投资和操作费用较高，在焚烧过程中排放的烟气中 含有二噁英和呋喃等剧毒物质，产生二次污染。
[0009] (3)、厌氧消化
[0010] 淤泥厌氧消化处理的局限性在于设备投资较高，工艺复杂，操作难度大，停留时间长。
[0011] (4)、淤泥农用
[0012] 淤泥农用其中所含有的重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物等有害成分。未经稳 定化、无害化处理而滥用淤泥有可能造成二次污染，进而通过食物链危害人体健康。
[0013] (5)、淤泥热解
[0014] 淤泥热解是一种新兴的淤泥热处理工艺，目前大部分淤泥热解技术过程均难以发 展至生产性应用水平。
[0015] (6)、淤泥熔融
3[0016] 淤泥融化技术是将淤泥进行干燥后，经1300°C〜1500°C的高温处理，燃尽其中的 有机成分，并使灰分在融化状态输出炉外。熔融设备造价高，熔融过程的辅助燃料用量大。 目前除日本外，尚无其他国家应用和发展淤泥的熔融处理方法。
[0017] 发明的内容
[0018] 为克服现有污水处理中产生的淤泥处理困难而造成对环境的污染，本发明公开一 种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方及生产工艺，利用淤泥生产膨胀陶粒，既可以解决膨 胀陶粒生产的原料问题，同时解决污水处理中产生的淤泥长期得不到处理问题环保问题。
[0019] 本发明污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方是：助熔料1. 5-2. 5、成陶料5-15、工业 标准煤6-10、含水量按重量在45% -55%干化淤泥7-9。
[0020] 本发明污水处理淤泥生产膨胀陶粒的生产工艺步骤为；
[0021] (1)、将助熔料，成陶料，工业标准煤和干化淤泥均勻混合配料；
[0022] (2)、将步骤（1)获得的均勻混合配料进行研磨粉碎和二次均勻搅拌；
[0023] (3)、将步骤（2)研磨粉碎和均勻搅拌后的混合配料进行造粒；
[0024] (4)、将步骤（3)造粒后的混合配料进行烘干处理；
[0025] (5)、将步骤（4)造粒烘干后的混合配料在1050-1250摄氏度烧结窑内使其自燃烧 结。其自燃过程为热解汽化燃烧，可以保持热解气体1300-1500的燃烧温度，其中的有机成 分热解及燃烧充分，陶粒成品质量达到国家标准；
[0026] (6)、将步骤（5)自燃后的获得的陶粒冷却，回收冷却时的高温尾气用于步骤（4) 混合配料烘干处理；
[0027] (7)、步骤（6)冷却获得的陶粒分选包装出成品。
[0028] 本发明的有益效果是，污水处理淤泥作为生产膨胀陶粒的主要原料，淤泥消耗量 大，将淤泥变废为宝，同时大大降低膨胀陶粒的生产成本，膨胀陶粒的生产工艺简单，无需 特殊设备，在现有生产设备上进行技术改造既可以实现，为污水处理中产生的淤泥处理开 辟一条新的途径。
附图说明
附图1为本发明工艺流程图。 具体实施方式
[0029] 一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方，该配方由下列物质按重量配比组成：助 熔料1. 5-2. 5成陶料5-15工业标准煤5-10含水量按重量在45% -55%干化淤泥7_9。
[0030] 本发明配方中使用的助熔料为现有技术生产膨胀陶粒使用的助熔料，如现有技术 生产膨胀陶粒最普遍使用的沸石粉。成陶料同样是现有技术生产膨胀陶粒使用的成陶料， 如现有技术生产膨胀陶粒最普遍使用的粘土。
[0031] 本发明的最佳配方中各物质按重量配比是：助熔料2成陶料10工业标准煤8含水 量按重量在45% -55%干化淤泥80。
[0032] 本发明的淤泥生产膨胀陶粒的配方中，提高污泥利用率达到80%，充分利用淤泥 干基硅钙成分高于40%的特点，科学制定产品配方将陶粒原料中淤泥的干基含量提高到 50%以上。减少成陶料（粘土等）成陶物质的添加量至15%以下。
[0033] 充分利用淤泥中有机质含量高于50%，热值高于2000大卡的性质，充分利用其自身的热值，辅以添加少量工业用煤进行配方制粒，烧制过程实现“自我焙烧”‘能量自给”。比 常规工艺节能50%以上。本发明的工艺中添加工业用煤其作用一方面可以提高热值，另一 方面其燃烧后的残留成分可以替代普通陶粒生产过程中配方中的粉煤灰，一举多得。
[0034] 充分利用高温下淤泥自身所含可燃挥发份析出，处于“热解汽化”状态，加之热解 汽的焚烧温度高达1100-1500摄氏度，符合陶粒的焙烧温度条件。所以借鉴烧结砖的焙烧 原理，在配方中添加5-10%的工业标煤，用于能量补充。焙烧过程除点火开炉外，不需新增 任何热源和助燃物，实现“能量自给” “自我焙烧”。
[0035] 其以城市污水处理厂污泥为参照最佳典型配方工艺如下：
[0036]
5[0037] 本发明污水处理淤泥生产膨胀陶粒的生产工艺步骤为；
[0038] (1)、将助熔料，成陶料，工业标准煤和干化淤泥均勻混合配料；
[0039] (2)、将步骤（1)获得的均勻混合配料进行研磨粉碎和二次均勻搅拌；
[0040] (3)、将步骤（2)研磨粉碎和均勻搅拌后的混合配料进行造粒；
[0041] (4)、将步骤（3)造粒后的混合配料进行烘干处理；
[0042] (5)、造粒烘干后的混合配料在1050-1250摄氏度烧结窑内使其自燃烧结。其自燃 过程为热解汽化燃烧，可以保持热解气体1300-1500的燃烧温度，其中的有机成分热解及 燃烧充分，陶粒成品质量达到国家标准；
[0043] (6)、将步骤（5)自燃后的获得的陶粒冷却，回收冷却时的高温尾气用于步骤（4) 混合配料烘干处理；
[0044] (7)、步骤（6)冷却获得的陶粒分选包装出成品。
[0045] 本发明的工艺路线合理和先进技术进步在于，采用湿法成型干法焙烧工艺操作实 现简洁、高效、可靠，产品质量稳定。
[0046] 组合应用现有工艺的长处，采用湿法配料+半湿粉碎+湿法成型+余热烘干+回 转焙烧+回转冷却工艺实现生产。成分解决现有工艺存在的各种过程缺陷。
[0047] 设计有先进的能量回收利用系统，焙烧过程及回转能却过程产生的高温烟气用于 成型陶粒的烘干处理的热源，实现能量的封闭循环使用。
[0048] 本发明最佳实施例的技术进步还在于：
[0049] (1)、能量利用充分，生产成本低。采用淤泥自身能量利用和系统余热综合利用措 施其综合能耗是现有技术的20%左右。
[0050] (2)、采用湿法成型干法焙烧工艺，充分利用了现有工艺的长处，又有效杜绝了其 短处，产品质量稳定可靠。
[0051] (3)、淤泥陶粒焙烧过程产生的烟气在系统中均经过1100°C以上的焚毁处理，加上 后端的干法除尘+湿法吸操作，收其排放的洁净度和有害物的浓度达到国家环保标准，不 存在二次污染风险。
[0052] (4)、投资及运营成本对比现有常规的淤泥焚烧、淤泥堆肥、淤泥陶粒、淤泥建材利 用、淤泥热解工艺其投资规模、运行成本是其的1/2-1/5，其回收效益是常规工艺的2倍以 上。本发明适合于大型污水处理厂的淤泥资源化利用，或多个污水处理设施的淤泥集中资 源化处理使用。
[0053] 现已淤泥处理能力500吨，配套陶粒生产400立方/天，15万立方/年的中型装置 为例进行说明本发明的技术进步。
[0054] (1)实施例的主要设备及装置配套：
[0055]
[0056]
[0058]
9
Claims (8)
- 一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方，其特征在于：该配方由下列物质按重量配比组成：助熔料1.5‑2.5成陶料5‑15工业标准煤5‑10含水量按重量在45％‑55％干化淤泥7‑9。
- 2.根据权利要求1所述的一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方，其特征在于：该配 方中各物质按重量配比是：助熔料2成陶料10工业标准煤8含水量按重量在45% -55%干化淤泥80。
- 3.根据权利要求1或2所述的一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方，其特征在于： 所述的助熔料为沸石粉。
- 4.根据权利要求1或2所述的一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方，其特征在于： 所述的成陶料为粘土。
- 5.根据权利要求1或2所述的一种污水处理淤泥生产膨胀陶粒的配方生产膨胀陶粒的 生产工艺，其特征在于：所述的生产膨胀陶粒的生产工艺步骤为；(1)、将助熔料，成陶料，工业标准煤和干化淤泥均勻混合配料；(2)、将步骤（1)获得的均勻混合配料进行研磨粉碎和二次均勻搅拌；(3)、将步骤（2)研磨粉碎和均勻搅拌后的混合配料进行造粒；(4)、将步骤（3)造粒后的混合配料进行烘干处理；(5)、将步骤（4)造粒烘干后的混合配料在1050-1250摄氏度烧结窑内使其自燃烧结， 其自燃过程为热解汽化燃烧，保持热解气体1300-1500的燃烧温度，成陶粒成品；(6)、将步骤（5)自燃后的获得的陶粒冷却，回收冷却时的高温尾气用于步骤（4)混合 配料烘干处理；(7)、步骤（6)冷却获得的陶粒分选包装出成品。
- 6.根据权利要求5所述的生产膨胀陶粒的生产工艺，其特征在于：所述的生产膨胀陶 粒的生产工艺步骤（4)中的烘干处理是采用回转式烘干窑。
- 7.根据权利要求5或6所述的生产膨胀陶粒的生产工艺，其特征在于：所述的生产膨 胀陶粒的生产工艺步骤（5)中的烧结窑是采用带有液化气助燃的回转式烧结窑。
- 8.根据权利要求5或6所述的生产膨胀陶粒的生产工艺，其特征在于：所述的生产膨 胀陶粒的生产工艺步骤（7)中的冷却是在回转式冷却筒内进行。
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- 2010-03-22 CN CN2010101305121A patent/CN101898899A/zh active Pending
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