CN103613361A - 利用污泥制作陶粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用污泥制作陶粒的方法,其特征在于,包括:选择原料并混合所述原料,所述原料由污泥、工程弃土和煤灰组成;利用至少两条并行的陶粒烧制生产线将混合均匀的所述原料加工成陶粒;其中,所述原料中的所述污泥的含水率为80%,而所述工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,且所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照10:1:3的比例进行混合;或者所述原料中的所述污泥的含水率低于60%,而所述工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,且所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照2:1:3的比例进行混合。因此本发明的制作陶粒的方法能够实现污泥的再利用,保护了农田,节约资源。

Description

利用污泥制作陶粒的方法
技术领域
本发明涉及陶粒的制作方法,特别是涉及一种利用污泥制作陶粒的方法。
背景技术
城市生活污水和工业废水必须经过污水处理厂的处理,达到国家污水排放标准后才能排放,这是城市生态环境建设必不可少的环境工程措施。而污泥是污水处理后的附属品,是一种由有机质、氮、磷、重金属、病原体和灰分等成分所组成的极其复杂的非均质体,其是一类危害性极大的废弃物,如果不加以彻底地处理与控制,将会对环境造成严重的二次污染。
污泥量通常占污水量的0.3%-0.5%(体积),如果采用深度污水处理,则污泥量还会再增加0.5-1倍。目前国内对于污泥的处理方法主要有填埋、焚烧和堆肥,但是这些方法都存在明显的缺陷。污泥填埋对土地资源浪费较大,且填埋场渗滤液容易污染地下水源。污泥焚烧虽然可最大限度地减容减量,但是存在处理费用昂贵、焚烧后残留物难处理等问题。污泥堆肥具有能耗低、可回收利用污泥中养分等优点,但是其存在病原菌扩散和重金属污染的潜在危险。有鉴于此,寻求一种经济合理、与环境发展相适应的新的污泥处理方法是当前污泥处理的研究热点,而其中的热点之一就是利用污泥来制作陶粒。
陶粒是一种轻骨料,具有密度小、强度高、保温、隔热性能好等优点,其是一种性能优良的新型建筑基础材料,市场需求量很大。传统的陶粒由粘土矿物制成,由于受到粘土矿物价格的影响,生产成本较高,因此限制了粘土陶粒的产量,也制约了相关产业的蓬勃发展。将污泥作为原料来制备陶粒,不仅可利用污泥中的有机质来作为产气物使陶粒形成多孔性结构,减少其它燃料的消耗量,而且污泥中的无机成分也可以得到利用,同时还能通过高温固化污泥中的有毒重金属和灭活病原体,其环境、经济和社会效益较为显著。但是污泥中SiO2的含量低,烧失量大,不具有烧胀性能,因此在制作污泥时必须添加一定量的辅料和添加剂,使得制作的陶粒的成分达到制作粘土陶粒的成分标准。
现有的污泥制作陶粒的方法主要是首先将湿污泥在干燥器中干燥成半干污泥,然后将半干污泥与其它物料(粘土和煤灰)均匀混合后在造粒机中制成料球,再将料球送入焙烧窑中进行焙烧,焙烧窑焙烧出来的高温陶粒进入冷却筒中进行冷却。冷却过程中产生的热空气作为燃烧器的助燃风和烧成段的二次风,而焙烧窑尾部产生的烟气经过除尘器、污泥干燥器、净化塔后,通过引风机由烟囱排空。冷却筒排出的冷却后的陶粒经过筛分机进行分选,挑出粒度在2毫米(mm)以上的陶粒作为骨料,而粒度在2毫米以下的陶粒送回搅拌机中。
但是,现有的污泥制作陶粒的方法需要大量的使用粘土,会对环境造成一定的破坏,且其设备容易发生故障致使整个生产线被迫停产,且现有的污泥制作陶粒的方法如果污泥的含水率控制不好,则制造的陶粒的质量较差,且在进入烧制时混合物的水分不好控制,能耗高,城市固废利用率较低。
有鉴于此,有必要提供一种新型的污泥制作陶粒的方法以解决上述问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种利用污泥制作陶粒的方法,其能够实现污泥的再利用,保护了农田,节约资源。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种利用污泥制作陶粒的方法,其特征在于,包括:选择原料并混合所述原料,所述原料由污泥、工程弃土和煤灰组成;利用至少两条并行的陶粒烧制生产线将混合均匀的所述原料加工成陶粒;其中,所述原料中的所述污泥的含水率为80%,而所述工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,且所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照10:1:3的比例进行混合;或者所述原料中的所述污泥的含水率低于60%,而所述工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,且所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照2:1:3的比例进行混合。
其中,当所述原料中的所述污泥的含水率为80%时,则混合所述原料的步骤包括:在轮辗机中将所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照10:1:3的比例进行混合;将混合后的所述原料通过干燥器进行干燥直至混合后的所述原料的含水率不高于25%;将干燥后的所述原料送至搅拌机中进行进一步搅拌混合。
其中,所述干燥器进行干燥的温度为200摄氏度。
其中,将混合均匀的所述原料通过干燥器进行干燥直至混合后的所述原料的含水率控制在15%~20%之间。
其中,当所述原料中的所述污泥的含水率低于60%时,则混合所述原料的步骤包括:在轮辗机中将所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照2:1:3的比例进行混合;将混合后的所述原料送至搅拌机中进行进一步地搅拌混合。
其中,当任一条所述陶粒烧制生产线发生故障时,利用其余的所述陶粒烧制生产线继续进行生产,且输送至发生故障的所述陶粒烧制生产线上的所述原料转送至其余的所述陶粒烧制生产线上进行生产。
其中,每条陶粒烧制生产线将混合均匀的所述原料加工成陶粒的步骤,包括:利用造粒机将混合均匀的所述原料制成料球;利用筛分机将所述料球进行筛分,挑选出符合要求的料球;将符合要求的料球通过提升机提升至回转窑进行烘干和焙烧,以产生高温陶粒;将所述高温陶粒从所述回转窑取出,并送入至冷却机中进行冷却;将冷却后的所述陶粒送至筛分机中进行产品分级。
其中,利用所述筛分机将所述料球进行筛分后,挑选出来的不符合要求的料球返回至搅拌机中重新进行进一步地搅拌。
其中,所述回转窑进行焙烧所需要的燃料为烟煤所制成的煤制气或者生物质燃料。
其中,所述冷却机冷却所述高温陶粒的冷却余热送回至所述回转窑中进行再利用。
本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明的制作陶粒的方法无需先将污泥进行干燥制作半干污泥,然后再将半干污泥与其它的原料进行混合,因此,本发明一方面提高了污泥在原料中的比例,实现了污泥的再利用,解决了污泥的去向问题,避免了污泥对环境的二次污染;另一方面采用了工程弃土来替代粘土,其既解决了城市弃土的再生利用,解决了城市大量弃土乱倒的现象,又避免了因开采粘土而破坏耕地的问题,保护了农田,节约资源。且本发明量化了原料混合后的含水率,对不符合含水率要求的原料进行烘干处理,而烘干所需的热源采用陶粒焙烧冷却时的余热,降低了能耗,实现了节能。此外,本发明的制作陶粒的方法是采用至少两条并行的陶粒烧制生产线来生产陶粒,其可以大幅提高陶粒的生产能力,且当一条陶粒烧制生产线发生故障需要进行检修时,则另一条陶粒烧制生产线仍然可以继续生产,且输送至发生故障的陶粒烧制生产线上的原料也可以转送至正常的陶粒烧制生产线上进行生产,因此其极大地增大了整个系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明一实施例所示的利用污泥制作陶粒的方法的流程图;
图2是图1所示的利用污泥制作陶粒的方法的具体示意图。
具体实施方式
请参阅图1-2,其中图1为本发明一实施例所示的利用污泥制作陶粒的方法的流程图;而图2为图1所示的利用污泥制作陶粒的方法的具体示意图。
如图1-2所示,本发明的利用污泥制作陶粒的方法包括:
步骤110:选择原料并混合原料,而原料是由污泥、工程弃土和煤灰所组成;
在烧制陶粒时,本发明所选择的原料由污泥、工程弃土和煤灰所组成。其中,污泥的含水率为80%,而工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,则原料中的污泥、工程弃土和煤灰按照10:1:3的比例进行混合。而污泥的含水率低于60%,而工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,则原料中的污泥、工程弃土和煤灰按照2:1:3的比例进行混合。
具体地,当原料中的污泥的含水率为80%,而工程弃土的含水率为8.5%~9.5%时,则混合原料的步骤具体包括:
在轮辗机中将污泥、工程弃土和煤灰按照10:1:3的比例进行混合。在实际混合时,由于物料适度不稳定的原因,在经过含水率测量之后,通过计量装置折算成上述预定含水率所需要的物料的重量在轮辗机中进行混合。
然后,将混合后的原料通过干燥器进行干燥直至混合后的原料的含水率不高于25%。其中,干燥器内的温度大约为200摄氏度,而干燥器中的热源可以采用成品陶粒冷却后的余热。而为了烧制出质量更好的陶粒,则混合均匀的原料的含水率优选地控制在15%~20%之间。
再将干燥后的原料送至搅拌机中进行进一步地搅拌混合。
而当原料中的污泥的含水率低于60%,而工程弃土的含水率为8.5%~9.5%时,则混合原料的步骤具体包括:在轮辗机中将污泥、工程弃土和煤灰按照2:1:3的比例进行混合;然后,将混合后的原料送至搅拌机中进行进一步地搅拌混合。也就是说,如果含水率为80%的污泥被压滤后含水率不高于60%的污泥替代,则可以取消物料烘干环节,即取消干燥器干燥混合后的原料的步骤。
步骤:120:利用至少两条并行的陶粒烧制生产线将混合均匀的原料加工成陶粒。
本实施例仅仅示出了两条并行的陶粒烧制生产线,而每条陶粒烧制生产线将混合均匀的原料加工成陶粒的步骤,具体包括:
利用造粒机将混合均匀的原料制成料球;其中,造粒机可以采用对辊造粒机。
然后,利用筛分机将料球进行筛分,挑选出符合要求的料球;其中,筛分机可以采用圆筒筛分机,其在进行筛分时,将挑选出来的不符合要求的料球,例如料球的粒度小于4毫米,返回至搅拌机中重新进行进一步地搅拌。
再,将符合要求的料球通过提升机提升至回转窑进行烘干和焙烧,以产生高温陶粒;其中,回转窑进行焙烧所需要的燃料为烟煤所制成的煤制气,其经过除尘除渣然后除焦后,煤制气送入回转窑中以进行焙烧,而烟煤制成煤制气所产生的煤渣可以作为原料中的煤灰进行利用。而焙烧烘干用的煤制气的尾气余热可以返回至干燥器中再次进行利用。此外,本领域技术人员可以理解的是,煤制气燃料也可以采用生物质燃料,例如谷糠、木屑、秸秆等等,其可以降低有害气体的排放。
焙烧完成后,将所述高温陶粒从所述回转窑取出,并送入至冷却机中进行冷却;其中,冷却机冷却高温陶粒后的冷却余热可以送回至回转窑中进行再利用。
最后,将冷却后的所述陶粒送至筛分机中进行产品分级。
在本实施例中,由于采用了两条并行的陶粒烧制生产线,因此其不但可以大幅度地提高陶粒的生产能力,而且当一条陶粒烧制生产线发生故障需要进行检修时,则另一条陶粒烧制生产线仍然可以继续生产,且输送至发生故障的陶粒烧制生产线上的原料也可以转送至正常的陶粒烧制生产线上进行生产,因此其极大地增大了整个系统的可靠性。
综上所述,本发明的制作陶粒的方法无需先将污泥进行干燥制作半干污泥,然后再将半干污泥与其它的原料进行混合,因此,本发明一方面提高了污泥在原料中的比例,实现了污泥的再利用,解决了污泥的去向问题,避免了污泥对环境的二次污染;另一方面采用了工程弃土来替代粘土,其既解决了城市弃土的再生利用,解决了城市大量弃土乱倒的现象,又避免了因开采粘土而破坏耕地的问题,保护了农田,节约资源。且本发明量化了原料混合后的含水率,对不符合含水率要求的原料进行烘干处理,而烘干所需的热源采用陶粒焙烧冷却时的余热,降低了能耗,实现了节能。此外,本发明的制作陶粒的方法是采用至少两条并行的陶粒烧制生产线来生产陶粒,其可以大幅提高陶粒的生产能力,且当一条陶粒烧制生产线发生故障需要进行检修时,则另一条陶粒烧制生产线仍然可以继续生产,且输送至发生故障的陶粒烧制生产线上的原料也可以转送至正常的陶粒烧制生产线上进行生产,因此其极大地增大了整个系统的可靠性。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用污泥制作陶粒的方法,其特征在于,包括:
选择原料并混合所述原料,所述原料由污泥、工程弃土和煤灰组成;
利用至少两条并行的陶粒烧制生产线将混合均匀的所述原料加工成陶粒;
其中,所述原料中的所述污泥的含水率为80%,而所述工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,且所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照10:1:3的比例进行混合;或者所述原料中的所述污泥的含水率低于60%,而所述工程弃土的含水率为8.5%~9.5%,且所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照2:1:3的比例进行混合。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述原料中的所述污泥的含水率为80%时,则混合所述原料的步骤包括:
在轮辗机中将所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照10:1:3的比例进行混合;
将混合后的所述原料通过干燥器进行干燥直至混合后的所述原料的含水率不高于25%;
将干燥后的所述原料送至搅拌机中进行进一步搅拌混合。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述干燥器进行干燥的温度为200摄氏度。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,将混合均匀的所述原料通过干燥器进行干燥直至混合后的所述原料的含水率控制在15%~20%之间。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述原料中的所述污泥的含水率低于60%时,则混合所述原料的步骤包括:
在轮辗机中将所述污泥、所述工程弃土和所述煤灰按照2:1:3的比例进行混合;
将混合后的所述原料送至搅拌机中进行进一步地搅拌混合。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当任一条所述陶粒烧制生产线发生故障时,利用其余的所述陶粒烧制生产线继续进行生产,且输送至发生故障的所述陶粒烧制生产线上的所述原料转送至其余的所述陶粒烧制生产线上进行生产。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每条陶粒烧制生产线将混合均匀的所述原料加工成陶粒的步骤,包括:
利用造粒机将混合均匀的所述原料制成料球;
利用筛分机将所述料球进行筛分,挑选出符合要求的料球;
将符合要求的料球通过提升机提升至回转窑进行烘干和焙烧,以产生高温陶粒;
将所述高温陶粒从所述回转窑取出,并送入至冷却机中进行冷却;
将冷却后的所述陶粒送至筛分机中进行产品分级。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,利用所述筛分机将所述料球进行筛分后,挑选出来的不符合要求的料球返回至搅拌机中重新进行进一步地搅拌。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述回转窑进行焙烧所需要的燃料为烟煤所制成的煤制气或者生物质燃料。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述冷却机冷却所述高温陶粒的冷却余热送回至所述回转窑中进行再利用。
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Address before: Yuelu District City, Hunan province 410205 Changsha Changsha high tech Industrial Development Zone No. 57 Yuan Lu Valley

Co-patentee before: Zoomlion Heavy Industry Science & Technology Development Co., Ltd.

Patentee before: Zoomlion Material Handling Equipment Co., Ltd.