CN104176953A

CN104176953A - 利用城市生活污水污泥生产水泥的方法及系统

Info

Publication number: CN104176953A
Application number: CN201310200030.2A
Authority: CN
Inventors: 张国华
Original assignee: JIANGSU GUOZHEN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: JIANGSU GUOZHEN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: CN104176953B

Abstract

本发明涉及一种利用城市生活污水污泥生产水泥的方法及系统，将城市污水处理厂的生活污水污泥经预脱水至含水率为65~75％；在搅拌机中，污泥加入石膏粉，搅拌均匀制成灰石膏，并制成分散状的灰石膏颗粒；将灰石膏颗粒在远红外高温炉中高温干化；将灰石膏颗粒与矿渣、水泥熟料、粉煤灰按比例混合并搅拌均匀；混合料送入粉磨机粉碎碾磨，经筛网筛选，制成水泥。本发明生产出的水泥可用于路砖、污水管、农村明渠板等水泥制品的制造，使城市生活污水污泥得到有效的利用，减轻城市生活污水污泥填埋、堆肥、农用和污泥焚烧等传统的污泥处理方式对环境带来的二次污染，达到城市生活污水污泥的无害化、减量化、资源化利用的目的。

Description

利用城市生活污水污泥生产水泥的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种利用废物制造水泥的方法及系统，尤其是涉及一种利用城市生活污水污泥生产水泥的方法及系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市生活污水的排放量越来越大，污水处理能力以及污水处理率也在不断提高，污水处理厂的生活污水污泥产量也不断随之增长，污泥作为污水处理的副产品，如果不及时处理将造成严重的二次污染。由于污泥产量较大，含水率高，含有大量有机质、病菌、寄生虫及重金属等，如果处理处置不当，会给环境带来严重的二次污染。填埋、污泥堆肥、农用和污泥焚烧等传统的污泥处理方式已经无法满足城市污水厂污泥的处理，污泥的资源化利用成为污泥彻底根治的最有效途径，所以如何将产量巨大、含水率高、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理，使其无害化、减量化，最终达到资源化利用成为国内外研究的热点。目前虽然已有一些文献公开利用城市污泥生产水泥的方法，但实施还存在各种问题。

发明内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种利用城市生活污水污泥生产水泥的方法及系统，实现城市生活污水污泥的有效利用，减轻城市生活污水污泥填埋、堆肥、农用和污泥焚烧等传统的污泥处理方式对环境带来的二次污染，达到城市生活污水污泥的无害化、减量化、资源化利用的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种利用城市生活污水污泥生产水泥的方法，包括以下步骤：

1）将城市污水处理厂的生活污水污泥经预脱水至含水率为65~75％；

2）将污泥输送进入搅拌机中，并向搅拌机中加入污泥重量25~35％的石膏粉；搅拌均匀制成灰石膏，并输送至造粒机中制成分散状的灰石膏颗粒；

3）将灰石膏颗粒送入远红外高温炉高温干化，冷却后送入储料仓；

4）将灰石膏颗粒与矿渣、水泥熟料、粉煤灰按下述比例（重量百分比）混合并搅拌均匀；

矿渣 3~10％

水泥熟料 40~60％

粉煤灰 3~10％

灰石膏颗粒 30~40％；

5）将上述的混合料送入粉磨机粉碎碾磨，经820~850目筛网筛选，制成水泥。

进一步的：

所述灰石膏颗粒与矿渣、水泥熟料、粉煤灰的优选混合比例（重量百分比）为：

矿渣 8％

水泥熟料 50％

粉煤灰 7％

灰石膏颗粒 35％。

所述高温干化的温度在800°C~900°C之间。

所述灰石膏颗粒的粒径在10~40毫米。

一种利用城市生活污水污泥生产水泥的系统，包括污泥池、带式过滤机、板框压滤机、搅拌机、造粒机、远红外高温炉、储料仓、配料库、粉磨机及振动筛，污泥池通过输送装置连接带式过滤机的输入口，带式过滤机的输出口与板框压滤机的输入口相连，板框压滤机的输出口与搅拌机的输入口相连，搅拌机的输出口与造粒机的输入口通过输送装置相连，造粒机的输出口通过带式输送机连接远红外高温炉的输入口，远红外高温炉的输出口通过带式输送机连接储料仓的输入口，储料仓的输出口通过输送装置连接配料库的输入口，配料库的输出口通过输送装置连接粉磨机的输入口，粉磨机的输出口与振动筛的输入口相连接；破碎机的输出口连接配料库的输入口。

进一步的：

所述远红外高温炉的废气排放口连接除尘器，除尘器连接废气净化装置。

本发明的技术方案中，石膏粉的作用一是为含水量较高的污泥起到固化作用；二是作为填充剂为生产出的水泥提供一定的机械强度；在高温干化过程中，远红外高温杀灭污泥中的微生物、寄生虫及病原体，并消除污泥中的臭味；加入矿渣、水泥熟料、粉煤灰等原料确保生产出水泥的物理性能及机械强度；灰石膏颗粒的粒径控制在10~40毫米之间，确保高温干化的效率及干化效果。

利用上述方法生产的水泥制成相应的水泥样品，其强度与P. O42. 5 水泥标样基本一致，虽然不能用于承重结构，但可用于路砖、污水管、农村明渠板等水泥制品的制造。随着污泥量的增加，水泥样品的凝结时间增加，抗折强度略有下降，但对抗压强度影响不大。

本发明的技术效果在于：

本发明公开的一种利用城市生活污水污泥生产水泥的方法及系统，生产出的水泥可用于路砖、污水管、农村明渠板等水泥制品的制造，使城市生活污水污泥得到有效的利用，减轻城市生活污水污泥填埋、堆肥、农用和污泥焚烧等传统的污泥处理方式对环境带来的二次污染，达到城市生活污水污泥的无害化、减量化、资源化利用的目的。

附图说明

图1为利用城市生活污水污泥生产水泥的系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1、

利用城市生活污水污泥生产水泥的方法包括以下步骤：

1）将城市污水处理厂的生活污水污泥加入絮凝剂，并经板框压滤机和带式过滤机预脱水至含水率为65％的污泥；

2）将500公斤上述污泥输送进入搅拌机中，并向搅拌机中加入125公斤的石膏粉，搅拌均匀制成灰石膏，并输送至造粒机中制成分散状的灰石膏颗粒，灰石膏颗粒的粒径在25~30毫米；

3）将灰石膏颗粒送入远红外高温炉高温干化，干化的温度为800°C，冷却后送入储料仓；

4）将350公斤灰石膏颗粒与80公斤矿渣、500公斤水泥熟料、70公斤粉煤灰混合并搅拌均匀成为1000公斤混合料；

实施例2、

利用城市生活污水污泥生产水泥的方法包括以下步骤：

1）将城市污水处理厂的生活污水污泥加入絮凝剂，并经板框压滤机和带式过滤机预脱水至含水率为75％的污泥；

2）将500公斤上述污泥输送进入搅拌机中，并向搅拌机中加入175公斤的石膏粉，搅拌均匀制成灰石膏，并输送至造粒机中制成分散状的灰石膏颗粒，灰石膏颗粒的粒径为15~20毫米；

3）将灰石膏颗粒送入远红外高温炉高温干化，干化的温度为890°C，冷却后送入储料仓；

4）将300公斤灰石膏颗粒与90公斤矿渣、570公斤水泥熟料、40公斤粉煤灰混合并搅拌均匀成为1000公斤混合料；

实施例3、

利用城市生活污水污泥生产水泥的方法包括以下步骤：

1）将城市污水处理厂的生活污水污泥加入絮凝剂，并经板框压滤机和带式过滤机预脱水至含水率为70％的污泥；

2）将500公斤上述污泥输送进入搅拌机中，并向搅拌机中加入150公斤的石膏粉，搅拌均匀制成灰石膏，并输送至造粒机中制成分散状的灰石膏颗粒，灰石膏颗粒的粒径在30~35毫米；

3）将灰石膏颗粒送入远红外高温炉高温干化，干化的温度为850°C，冷却后送入储料仓；

4）将390公斤灰石膏颗粒与50公斤矿渣、470公斤水泥熟料、90公斤粉煤灰混合并搅拌均匀成为1000公斤混合料；

下表为三个实施例生产的水泥制作的样品的物理性能检测结果：

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3
				密度kg/m³	1231	1250	1193
抗压强度MPa	25.6	25.8	24.9
				抗折强度MPa	6.2	6.4	5.6

如图1所示，利用城市生活污水污泥生产水泥的系统包括污泥池1、带式过滤机2、板框压滤机3、搅拌机4、造粒机5、远红外高温炉6、储料仓7、配料库8、粉磨机9及振动筛10，污泥池1通过输送装置连接带式过滤机2的输入口，带式过滤机2的输出口与板框压滤机3的输入口相连，板框压滤机3的输出口与搅拌机4的输入口相连，搅拌机4的输出口与造粒机5的输入口通过输送装置相连，造粒机5的输出口通过带式输送机连接远红外高温炉6的输入口，远红外高温炉6的输出口通过带式输送机连接储料仓7的输入口，储料仓7的输出口通过输送装置连接配料库8的输入口，配料库8的输出口通过输送装置连接粉磨机9的输入口，粉磨机9的输出口与振动筛10的输入口相连接；破碎机11的输出口连接配料库8的输入口，破碎机11将矿渣破碎后送入配料库8中。远红外高温炉的废气排放口连接除尘器12，除尘器12连接废气净化装置13，使废气经净化后排放，减少对环境的污染。

利用城市生活污水污泥生产水泥的系统的工作过程如下：

在存放城市污水处理厂的生活污水污泥的污泥池1中加入絮凝剂，污泥通过输送装置送入带式过滤机2，经过带式过滤机2及板框压滤机3的预脱水，污泥的含水率为65~75％；污泥送入搅拌机4后，加入污泥重量25~35％的石膏粉，搅拌均匀制成灰石膏；灰石膏进入造粒机5制成粒径为10~40毫米的灰石膏颗粒；灰石膏颗粒由带式输送机送入远红外高温炉6，在800°C~900°C温度下经远红外高温干化，干化后的灰石膏颗粒送入储料仓7；矿渣经破碎机11破碎后送入配料库8中，干化后的灰石膏颗粒、矿渣、水泥熟料、粉煤灰按比例在配料库8中搅拌均匀成为混合料；混合料经输送装置送入粉磨机9粉碎碾磨，经振动筛10振动筛选制成水泥。

Claims

1.一种利用城市生活污水污泥生产水泥的方法，其特征在于包括以下步骤：

矿渣 3~10％

水泥熟料 40~60％

粉煤灰 3~10％

灰石膏颗粒 30~40％；

2.按照权利要求1所述的利用城市生活污水污泥生产水泥的方法，其特征在于：所述灰石膏颗粒与矿渣、水泥熟料、粉煤灰的优选混合比例（重量百分比）为：

矿渣 8％

水泥熟料 50％

粉煤灰 7％

灰石膏颗粒 35％。

3.按照权利要求1所述的利用城市生活污水污泥生产水泥的方法，其特征在于：所述高温干化的温度在800°C~900°C之间。

4.按照权利要求1所述的利用城市生活污水污泥生产水泥的方法，其特征在于：所述灰石膏颗粒的粒径在10~40毫米。

5.一种利用城市生活污水污泥生产水泥的系统，其特征在于：包括污泥池、带式过滤机、板框压滤机、搅拌机、造粒机、远红外高温炉、储料仓、配料库、粉磨机及振动筛，污泥池通过输送装置连接带式过滤机的输入口，带式过滤机的输出口与板框压滤机的输入口相连，板框压滤机的输出口与搅拌机的输入口相连，搅拌机的输出口与造粒机的输入口通过输送装置相连，造粒机的输出口通过带式输送机连接远红外高温炉的输入口，远红外高温炉的输出口通过带式输送机连接储料仓的输入口，储料仓的输出口通过输送装置连接配料库的输入口，配料库的输出口通过输送装置连接粉磨机的输入口，粉磨机的输出口与振动筛的输入口相连接；破碎机的输出口连接配料库的输入口。

6.按照权利要求5所述的利用城市生活污水污泥生产水泥的系统，其特征在于：所述远红外高温炉的废气排放口连接除尘器，除尘器连接废气净化装置。