CN102701710A

CN102701710A - 以城市生活污泥为原料的环保砖及其生产方法

Info

Publication number: CN102701710A
Application number: CN201210178639XA
Authority: CN
Inventors: 戴声启
Original assignee: ANQING LONGXIN BUILDING MATERIAL CO LTD
Current assignee: ANQING LONGXIN BUILDING MATERIAL CO LTD
Priority date: 2012-06-03
Filing date: 2012-06-03
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-03
Also published as: CN102701710B

Abstract

本发明公开了一种以城市生活污泥为原料的环保砖及其生产方法，将含水量80wt%的城市生活污泥连续送入与炉窑高温烟气连接的污泥烘甩干燥设备中，经三级离心干燥至含水量30wt%的城市生活污泥，以重量计，取含水量30wt%的城市生活污泥55%加页岩10%、垃圾焚烧电厂废渣25%、工业废炉渣10%，搅拌混合均匀后制备砖坯；将砖坯送入炉窑内，控制烧成温度为1100℃～1200℃，从焙烧到保温为3～4小时，出窑得产品。本发明节约了土地资源、解决了二次污染问题，具有连续处理、效率高、成本低、余热再利用、减少大气污染的特点。

Description

以城市生活污泥为原料的环保砖及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种砖及其生产方法，具体涉及一种以城市生活污泥为原料的环保砖及其生产方法。

背景技术

在城市生活和生产中，产生的主要污泥有生活污水污泥、给水污泥、河道清淤污泥、给排水管网污泥等。其中，产量最大、污染程度最高和最难处置的当属生活污水污泥。

城市生活是城市污水处理过程的产物，现行的污水处理技术通过微生物的代谢作用及物理化学方法，将污水中的污染物大量转移到污泥中，以达到净化水质的目的。水处理的实质是部分污染物的相转移，在水质得到净化的同时，大量可溶性污染物变成不可溶固体，作为污泥被分离出来，可以说污泥是被浓缩了的污染物。每座污水处理厂每天要排放含水率约99.2%的污泥数百乃至上万吨，这些数量巨大的污泥成为处理的难题。未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。存在的主要环境问题如下：

（1）污泥含水率高。未脱水污泥含水率大于90%，初步脱水污泥含水率也高达80%，造成运输成本高、堆放面积大，挤压垃圾填埋场库容，堵塞垃圾渗滤液管等问题；

（2）细菌滋生。不仅造成视觉污染，而且为其他有害生物的滋生提供了场所；

（3）大气污染。污泥堆放在露天散发出臭气和异味，日晒风刮，污染物颗粒会造成大气污染；

（4）污染水体。经水浸泡、溶解，污染物伴随污水流入河道，会污染地表水，进入地下水；

（5）含有重金属。如不加以控制，则可能污染土地。

目前，我国城市污水处理厂普遍采用污泥脱水机进行脱水，形成含水率80～75%的脱水污泥。脱水污泥处置方法中，污泥农用占44.8%、陆地填埋占31%、其他处理约10.5%、没有处理约13.7%。

2004年第2期《砖瓦》刊登的“城市生活污泥在制砖工业中的应用”指出，生活污泥燃烧后的产物与粘土的组成基本接近，用粘土制砖时加一定量的干生活污泥一般是可行的。因干生活污泥中含有大量的有机物，有一定的燃烧热值，其燃烧热值在10000J/g左右，用于制砖、瓦，可节约能源。利用生活污泥制砖有两种工艺方式，一种是污泥焚烧灰制砖；另一种是干化污泥直接制砖。焚烧污泥灰可较高含量地取代粘土制烧结砖，适宜烧成温度为1020℃～1060℃ 之间；而用干污泥制砖，其适宜干污泥含量为5%～10%之间，烧成温度为960℃～1000℃之间。

上述两种方法一是要焚烧污泥，二是要干化污泥，由于能耗大而难以推广应用。实际上污泥经过压滤脱水以后，含水率仍达80％，再用机械脱水是很困难的，只有采用烘干设备，或者堆积干化。烘干设备投资成本高，使用费用也高；堆积干化需要较大的场地进行自然晒干，周期长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节约土地资源、解决二次污染的以城市生活污泥为原料的环保砖。

为解决上述技术问题，本发明的以城市生活污泥为原料的环保砖，以重量计，由下列原料制成：

页岩10%，垃圾焚烧电厂废渣25%，工业废炉渣10%，含水量30wt%的城市生活污泥55%。

上述砖主要原料均为可能产生二次污染的废弃物，其中工业废炉渣，具体指煤炭焚烧以后的废炉渣；垃圾焚烧电厂废渣，具体指焚烧以后的灰质物，也可以用常规的农作物秸秆焚烧以后的草木灰；页岩代替粘土，生产时就地取材，可以使用黑色页岩、碳质页岩、油页岩、硅质页岩、铁质页岩、钙质页岩等类型中一种或多种。用于制备砖不但解决了污染问题，还节约了土地资源，符合国家环保节能支持方向。

本发明还提供上述砖的生产方法，该方法节约能源，且减少对大气的污染。

为解决上述技术问题，本发明以城市生活污泥为原料的环保砖的生产方法，其步骤为：

a）将含水量80wt%的城市生活污泥连续送入与炉窑高温烟气连接的污泥烘甩干燥设备中，经三级离心干燥至含水量30wt%的城市生活污泥，待用；

所述污泥烘甩干燥设备包括设有立柱的卸料筒，该卸料筒的底部与螺旋出料机连接、侧面设有窑高温烟气的接管，卸料筒的顶部自上而下连接有与卸料筒口径相同的一级筒体、二级筒体、三级筒体，一级筒体、二级筒体、三级筒体内分别安装一级叶片搅拌器、二级叶片搅拌器、三级叶片搅拌器，一级筒体、二级筒体、三级筒体的底部分别安装一级栅格漏板、二级栅格漏板、三级栅格漏板；其中一级筒体侧面与螺旋进料机连接，该一级筒体的顶部设有排气管，排气管内设有引风机；

b）以重量计，取a步得到的含水量30wt%的城市生活污泥55%加页岩10%、垃圾焚烧电厂废渣25%、工业废炉渣10%，搅拌混合均匀后制备砖坯；

c）将砖坯送入炉窑内，控制烧成温度为1100℃～1200℃，从焙烧到保温为3～4小时，出窑得产品。

由于上述方法采用三个离心搅拌单元，每个离心搅拌单元都安装叶片离心搅拌器，以炉窑的高温烟气为城市生活污泥的脱水和处理提供热源，污泥经三级离心搅拌切割，并由高温烟气蒸发干燥，且在整个处理过程中，高温烟气的烟尘等有害物质被污泥吸附，使最后排放的烟气更环保。经该处理得到的城市生活污泥成品的含水量为30wt%，再含水量30wt%的城市生活污泥与页岩、垃圾焚烧电厂废渣、工业废炉渣搅拌混合均匀，制备砖坯后在炉窑内烧制而成。因此，本发明方法具有连续处理、效率高、成本低、余热再利用、减少大气污染的特点。

附图说明

图1是本发明方法中污泥烘甩干燥设备的外部结构示意图；

图2是图1所示污泥烘甩干燥设备的后视图；

图3是图1所示污泥烘甩干燥设备的俯视图；

图4是图1所示污泥烘甩干燥设备的透视图；

图5是图1所示污泥烘甩干燥设备中的离心搅拌单元结构示意图；

图6是图1所示污泥烘甩干燥设备中的栅格漏板结构示意图；

图7是图1所示污泥烘甩干燥设备应用状态示意图。

具体实施方式

本发明的以城市生活污泥为原料的环保砖，由下列原料制成：

页岩1000kg，垃圾焚烧电厂废渣2500 kg，工业废炉渣1000 kg，含水量30wt%的城市生活污泥5500 kg。

以城市生活污泥为原料的环保砖的生产方法，其步骤为：

b）以重量计，取a步得到的含水量30wt%的城市生活污泥5500 kg加页岩1000kg，垃圾焚烧电厂废渣2500 kg，工业废炉渣1000 kg，搅拌混合均匀后制备砖坯，如多孔砖坯、标砖坯；

参见图1至图5，a）步中的污泥烘甩干燥设备包括设有立柱1的卸料筒2，该卸料筒2的底部与螺旋出料机3连接、侧面设有窑高温烟气的接管4，卸料筒2的顶部自上而下连接有三个搅拌单元，每个搅拌单元都有与卸料筒2口径相同的筒体，第一搅拌单元的一级筒体5内安装一级叶片搅拌器6，一级筒体5的底部安装一级栅格漏板7；第二搅拌单元的二级筒体5^，内安装二级叶片搅拌器6^，，二级筒体5^，的底部安装二级栅格漏板7^，；第三搅拌单元的三级筒体5^，，内安装三级叶片搅拌器6^，，，三级筒体5^，，的底部安装三级栅格漏板7^，，。其中第一搅拌单元的一级筒体5侧面与螺旋进料机8连接，该一级筒体5的顶部设有排气管9，排气管9内设有引风机10。螺旋出料机3、一级叶片搅拌器6、二级叶片搅拌器6^，、三级叶片搅拌器6^，，和螺旋进料机8均由电机驱动。一级叶片搅拌器6和三级叶片搅拌器6^，，转向相同，二级叶片搅拌器6^，转向与它们相反，一级叶片搅拌器6的转速可设为1400rpm（转/分），二级叶片搅拌器6^，和三级叶片搅拌器6^，，的转速可设为2200rpm。此转速跟城市生活污泥的细度正好匹配。

参见图6，一级栅格漏板7、二级栅格漏板7^，和三级栅格漏板7^，，结构相同，都包括边框，边框上平行安装有若干块倾斜的板，还设一个延伸于装置以外的拉杆机构11，拉杆机构11可通过单纯的机械机构控制或者plc控制，每间隔25～30秒打开一次，效果更好。

参见图7，本发明以窑的高温烟气为城市生活污泥的脱水和处理提供热源，实际应用时，将本发明城市生活污泥的脱水处理装置的接管4与窑12排出的高温烟气用管道13连接，为节约能源，管道13应填埋于地下，露出的部分外设保温层。所述窑12为砖窑、瓦窑、水泥窑、瓷窑等，凡能提供高温烟气的设备都可使用本发明的装置处理城市生活污泥。

开启螺旋出料机3、一级叶片搅拌器6、二级叶片搅拌器6^，、三级叶片搅拌器6^，，、螺旋进料机8和引风机10，此时，窑12排出的高温烟气经管道13、接管4进入装置中，并向上流出。同时城市生活污泥用皮带运输机送入螺旋进料机8中，螺旋进料机8将污泥送入第一搅拌单元的一级筒体5内，经一级叶片搅拌器6一级搅拌切割，污泥受热，水气蒸发，破碎的污泥从一级栅格漏板7流入第二搅拌单元的二级筒体5^，内，经二级叶片搅拌器6^，二级搅拌切割，污泥进一步受热脱水，较为干燥破碎的污泥从二级栅格漏板7^，流入第三搅拌单元的三级筒体5^，，内，再经三级叶片搅拌器6^，，三级搅拌切割，此时污泥经受最高温度，水气蒸发更快，其中的微生物被高温灭杀，干燥细碎的污泥从三级栅格漏板7^，，流入卸料筒2内，细碎的污泥在流入过程中又经过高温烟气的蒸发，最终的污泥成品由螺旋出料机3输出。在整个处理过程中，高温烟气的烟尘等有害物质被污泥吸附，使最后排放的烟气更环保。处理得到的城市生活污泥的含水量为30wt%，替代生产用水。

Claims

1.一种以城市生活污泥为原料的环保砖，以重量计，由下列原料制成：

2.按照权利要求1所述的环保砖的生产方法，其步骤为：

所述的污泥烘甩干燥设备包括设有立柱（1）的卸料筒（2），该卸料筒（2）的底部与螺旋出料机（3）连接、侧面设有窑高温烟气的接管（4），所述的卸料筒（2）的顶部自上而下至少连接有与卸料筒口径相同的一级筒体（5）、二级筒体（5^，）、三级筒体（5^，，），一级筒体（5）、二级筒体（5^，）、三级筒体（5^，，）内分别安装一级叶片搅拌器（6）、二级叶片搅拌器（6^，）、三级叶片搅拌器（6^，，），，一级筒体（5）、二级筒体（5^，）、三级筒体（5^，，）的底部分别安装一级栅格漏板（7）、二级栅格漏板（7^，）、三级栅格漏板（7^，，）；其中一级筒体（5）侧面与螺旋进料机（8）连接，该一级筒体（5）的顶部设有排气管（9），排气管内设有引风机（10）；

3.根据权利要求2所述的环保砖的生产方法，其特征是：所述的一级叶片搅拌器（6）和三级叶片搅拌器（6^，，）转向相同，二级叶片搅拌器（6^，）转向与它们相反，一级叶片搅拌器（6）的转速为1400rpm，二级叶片搅拌器（6）^，和三级叶片搅拌器（6^，）的转速可为2200rpm。

4.根据权利要求2所述的环保砖的生产方法，其特征是：所述的一级栅格漏板（7）、二级栅格漏板（7^，）和三级栅格漏板（7^，，）结构相同，都包括边框，边框上平行安装有若干块倾斜的板，还设延伸于装置以外的拉杆机构（11），该拉杆机构（11）通过机械机构控制或者plc控制。