CN112759366B - 一种城市水处理污泥制砖工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市水处理污泥制砖工艺，此工艺包括以下步骤，对城市污泥进行脱水性调、对脱水后的污泥进行除臭处理、对除臭后的泥浆进行重金属处理、对重金属处理后的泥浆进行配料：向泥浆中加入粘土和添加剂；将配料充分混合，再经碾轮碾练均化后送入陈化池，陈化24小时；将陈化后的制砖泥料通过制砖模具，制成预定形状的砖坯；将成型后的砖坯送入烘干室烘干；将烘干后的砖坯放入隧道窑中进行烧结；本发明中的工艺对城市污水污泥进行处理使其能够用于制成砖坯，促进污泥资源化利用，在制砖工艺中采用新型的制砖模具，不仅可以将污泥制成不同规格的砖坯，而且模具便于拆装维持，大大提高了制砖工艺中制砖的效率，节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及污泥制砖工艺及模具技术领域，尤其涉及一种城市水处理污泥制砖工艺。
背景技术
城市污泥是指城市生活污水、工业废水处理过程中产生的固体废弃物，是城市污水处理厂的经常性产物，这种污泥含水量高、易腐烂，有强烈的臭味，并且含有二恶因、细菌。寄生虫卵及重金属等有毒物质。多数污水处理厂及施工单位只是将污泥送往垃圾填埋场或直接暴露于旷野中，造成严重的二次污染。
随着城市污水排放量越来越大，污水处理产生的污泥量也逐年增加，污泥处理面临诸多问题。一方面，污泥含水率高、体积大，给运输和填埋造成困难，并易于产生渗滤液，污染地下水和土壤环境；二是污泥中的重金属和寄生虫卵等难以去除和稳定，不管采用哪种处置方式，都极易产生二次污染，阻碍污泥的资源化利用；三是污泥焚烧过程中产生大量二恶因，对人体健康造成威胁。因此，污泥处理处置常用的填埋、焚烧、土地利用等方法受到限制，如何解决污泥资源化利用过程中的一系列问题，寻求合适的污泥资源化利用途径是目前环保领域亟待解决的问题。
一般的制砖工艺是将粘土经过水和火的交互作用，凝结成砖。如粉煤灰制砖工艺流程如下：上料机→轮碾搅拌→皮带输送机→压砖机→砖坯→氧化→成品。煤矸石烧结砖工艺主要是将粉碎好的煤矸石与制砖原料充分混合后，然后搅拌→陈化→再搅拌→轮碾→成型→切码→干燥焙烧。同时，在泥料通过模具制成砖坯的过程中，由于模具一般为固定形状，而需求的砖大多具有不同的形状及纹路规格，这就使得在制砖坯时，需要配备多组模具，不仅导致制砖的成本上升，而且制砖的工艺会更加复杂。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有城市水处理污泥制砖工艺存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种城市水处理污泥制砖工艺，其目的在于通过新型的制砖模具来将城市水处理的污泥制成预定形状的砖坯。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种城市水处理污泥制砖工艺，此工艺包括以下步骤，对城市污泥进行脱水性调理：加入污泥脱水剂对污泥进行调理；对脱水后的污泥进行除臭处理：向泥浆中加入除臭剂；对除臭后的泥浆进行重金属处理：向泥浆中添加稳定剂改变重金属的存在形式；对重金属处理后的泥浆进行配料：向泥浆中加入粘土和添加剂；将配料充分混合，再经碾轮碾练均化后送入陈化池，陈化小时；将陈化后的制砖泥料通过制砖模具，制成预定形状的砖坯；将成型后的所述砖坯送入烘干室烘干；将烘干后的所述砖坯放入隧道窑中进行烧结。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述制砖模具包括，框体，其框体内部具有安装腔，而框体中部具有模具腔，所述砖坯成型于所述模具腔内；压力单元，设置于所述安装腔内，其移动端朝向所述模具腔，其包括对称设置的压力推进组件和连接于所述压力推进组件端部的模型板；以及，宽度调节单元，设置于所述安装腔内，并位于所述压力单元的两侧，其包括平行设置的限位模板和用于驱动所述限位模板移动的限位组件。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述框体包括顶板、底板和支撑板，所述支撑板固接于所述顶板和底板之间。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述压力推进组件安装于所述顶板和底板之间，其包括推进板、推进油缸和导向件，所述推进板连接于所述推进油缸的伸缩端，而所述导向件对称设置于所述推进油缸的两侧。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述导向件包括移动导轨和导向块，所述导向块配合滑动于所述移动导轨的燕尾槽内；所述移动导轨分别设置于导向块的上下两侧。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述模型板通过对称设置的连接件连接在所述推进板远离所述推进油缸的一端，且所述推进板的侧壁上具有与所述连接件配合的型槽；所述模型板的长度不短于所述推进板的长度。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述连接件包括连接杆、固定于所述连接杆一端的矩形块、设置于所述矩形块内腔的复位弹簧和对称连接于所述复位弹簧两端的型卡块；所述矩形块内具有放置所述复位弹簧和型卡块的放置槽腔，且所述型卡块的型端部延伸至所述矩形块的外部。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述型槽的端部具有卡合槽，所述卡合槽能够与所述型卡块的型端部相配合。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述限位板对称放置于所述模型板的两端，其长度等于所述框体的长度。
作为本发明所述城市水处理污泥制砖工艺的一种优选方案，其中：所述限位组件包括导向柱、多点支撑板和限位油缸，所述导向柱对称设置于所述安装腔内，且所述限位模板的两端配合滑动于所述导向柱上，所述多点支撑板的一端与 所述限位模板连接，另一端连接于所述限位油缸的伸缩端。
本发明的有益效果：
本发明中的工艺对城市污水污泥进行处理使其能够用于制成砖坯，促进污泥资源化利用，并且在制砖工艺中采用新型的制砖模具，不仅可以将污泥制成不同规格的砖坯，而且模具便于拆装维持，大大提高了制砖工艺中制砖的效率，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明城市水处理污泥制砖工艺的整体流程示意图。
图2为本发明城市水处理污泥制砖工艺的制砖模具整体结构示意图。
图3为本发明城市水处理污泥制砖工艺的制砖模具内部结构示意图。
图4为本发明城市水处理污泥制砖工艺的制砖模具内部侧视结构示意图。
图5为本发明城市水处理污泥制砖工艺的制砖模具内部第二侧视结构示意图。
图6为本发明城市水处理污泥制砖工艺的制砖模具的压力单元结构示意图。
图7为本发明城市水处理污泥制砖工艺的连接件剖视及局部放大结构示意图。
图8为本发明城市水处理污泥制砖工艺的制砖场景示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种城市水处理污泥制砖工艺，用于将城市污水污泥进行此工艺包括以下步骤，
S1：对城市污泥进行脱水性调理：加入污泥脱水剂对污泥进行调理；
S2：对脱水后的污泥进行除臭处理：向泥浆中加入除臭剂；
S3：对除臭后的泥浆进行重金属处理：向泥浆中添加稳定剂改变重金属的存在形式；
S4：对重金属处理后的泥浆进行配料：向泥浆中加入粘土和添加剂；
S5：将配料充分混合，再经碾轮碾练均化后送入陈化池，陈化24小时；
S6：将陈化后的制砖泥料通过制砖模具Z，制成预定形状的砖坯S；
S7：将成型后的砖坯S送入烘干室烘干；
S8：将烘干后的砖坯S放入隧道窑中进行烧结。
其中，此城市污泥为初步脱水后的污泥，可先送入储泥池中静置，通过提升泵将脱水后污泥送入第一搅拌池，进行脱水性调理，加入污泥脱水剂在储泥池中进行调理，污泥脱水剂可由含钙物质粉末和含铝物质粉末混合组成，用于破坏污泥胶体的稳定结构，扩大颗粒间隙，从而使其易于与其他原料混合，同时提高脱水性能；而后进入除臭步骤，所使用的除臭剂，由质量百分比50～65％的煤粉和35～50％的次氯酸钙粉混合组成，按照除臭剂占污泥质量3～10‰的比例进行投加，搅拌混合均匀，常温下静置3h以上；之后对除臭后的污泥泥浆送入第二搅拌池进行重金属处理，以抑制重金属对微生物的毒性，改变重金属的存在形式，从而影响其迁移特性，使其通过焙烧阶段后稳定与污泥砖中，添加的稳定剂为螯合型有机化合物，每升污泥中投加量为2～5g，混合均匀后，在常温下反应15～30min；重金属处理，进入配料工序，在配料过程中，所使用的添加剂为质量比18:4的粉煤灰和Fe2O3，待粘土和添加剂与污泥充分搅拌混合后，经轮碾碾练均化后送入陈化池陈化24小时，得到制砖坯所需的泥料，将泥料通过制砖模具Z后，加压后制成定型的砖坯S，再将成型的砖坯S送入烘干室烘干，最后将烘干后的砖坯，放入隧道窑中烧结，形成成品砖。
实施例2
参照图2～8，为本发明的第二个实施例，该实施例中对制砖坯的制砖模具 Z进行说明，制砖模具Z用于将制砖的泥料加压定型，使其成型为模具的模腔形状。现有的成砖用于建筑及装饰，因此在砖的侧壁上会带有槽纹，但是现有的制砖模具中只能带有单一的槽纹，无法更换，且模具的规格固定，只能产生单一的成品砖，因而造成制砖的模具数量众多，造成成本大幅增加，为此，提出能够便于更换制砖模具槽纹的新型制砖模具，方案如下所述：
此制砖模具Z包括，框体100、压力单元200和宽度调节单元300。其中，框体100的框体内部具有安装腔N，而框体中部具有模具腔M，砖坯S成型于模具腔M内；压力单元200为模具的压力提供单元，其用于挤压泥料，使其成型为模具腔M的形状，压力单元200设置于安装腔N内，其移动端朝向模具腔M，其包括对称设置的压力推进组件201和连接于压力推进组件201端部的模型板202；以及，宽度调节单元300，设置于安装腔N内，并位于压力单元 200的两侧，其包括平行设置的限位模板301和用于驱动限位模板301移动的限位组件302。
其中，框体100为模具的外部框架，整体呈回字型结构，框体100的侧壁中具有安装腔N，用于安装压力单元200和宽度调节单元300，框体100的中部为模具腔M，泥料在模具腔M内加压后形成砖坯S；而泥料的加压通过压力单元200及宽度调节单元300来实现，具体的，压力单元200包括压力推进组件201和位于其移动端的模型板202，模型板202为可替换的模具，其朝向模具腔M的的一侧为具有槽纹的模型面；宽度调节单元300对称设置在压力单元200的两侧，用于调节模具腔M整体的宽度，其包括两侧得限位模板301和用于驱动限位模板301移动得限位组件302。
框体100包括顶板101、底板102和支撑板103，支撑板103固接于顶板 101和底板102之间。
框体100结构如附图1和2中所示，包括顶板101、底板102和支撑板103，其中，顶板101和底板102的结构相同，支撑板103分布设置在顶板101、底板102之间，并安装在其板体的四角处。将顶板101和底板102支撑分开，在两板间形成安装腔N，压力单元200和宽度调节单元300均安装于回型的安装腔N内。
压力推进组件201安装于顶板101和底板102之间，其包括推进板201a、推进油缸201b和导向件201c，推进板201a连接于推进油缸201b的伸缩端，而导向件201c对称设置于推进油缸201b的两侧。
导向件201c包括移动导轨201c-1和导向块201c-2，导向块201c-2配合滑动于移动导轨201c-1的燕尾槽Y内；
移动导轨201c-1分别设置于导向块201c-2的上下两侧。
更进一步的，压力推进组件201位于顶板101和底板102之间。推进油缸 201b用于推动推进板201a沿框体100的长度方向移动，导向件201c则用于保持推进板201a移动方向的直线性，避免产生偏移。具体的，推进油缸201b固定安装在顶板101和/或底板102的板体上，其伸缩方向平行于框体100的长度方向，并固定于推进板201a的板体上，导向件201c对称位于推进油缸201b的两侧，其包括移动导轨201c-1和导向块201c-2，并且单侧的移动导轨201c-1对称设置，分布于导向块201c-2的上下两侧，安装在顶板101及底板102的侧壁上，将导向块201c-2夹持其中，而导向块201c-2的端部固定于推进板201a上，而上下两侧配合滑动在上、下的移动导轨201c-1中的燕尾槽Y内。
模型板202通过对称设置的连接件202a连接在推进板201a远离推进油缸 201b的一端，且推进板201a的侧壁上具有与连接件202a配合的T型槽201a-1；
模型板202的长度不短于推进板201a的长度。
连接件202a包括连接杆202a-1、固定于连接杆202a-1一端的矩形块202a-2、设置于矩形块202a-2内腔的复位弹簧202a-3和对称连接于复位弹簧202a-3两端的C型卡块202a-4；
矩形块202a-2内具有放置复位弹簧202a-3和C型卡块202a-4的放置槽腔，且C型卡块202a-4的C型端部延伸至矩形块202a-2的外部。
T型槽201a-1的端部具有卡合槽201a-11，卡合槽201a-11能够与C型卡块 202a-4的C型端部相配合。
模型板202通过其板体上对称设置的连接件202a连接在推进板201a远离推进油缸201b的端部，连接件202a配合卡接在推进板201a侧壁中开设的T型槽201a-1内，连接件202a便于拆卸，可便于换装不同的模型板202。进一步的，模型板202的长度不短于推进板201a的长度，即模型板202的长度等于或大于推进板201a的长度，而模型板202的长度即为形成的模具腔M的宽度。
进一步的，连接件202a包括连接杆202a-1、矩形块202a-2、复位弹簧202a-3 和C型卡块202a-4，其中T型槽201a-1为连接杆202a-1和矩形块202a-2的径向截面形状，连接杆202a-1连接模型板202和矩形块202a-2，矩形块202a-2卡合在T型槽201a-1内，实现模型板202与推进板201a的固定，需要说明的是，连接杆202a-1的径向直径等于矩形块202a-2的宽度，以利于将矩形块202a-2 放入T型槽201a-1内。复位弹簧202a-3和C型卡块202a-4设置在矩形块202a-2 的内腔中，具体如附图7中所示。通过C型卡块202a-4的端部卡合在T型槽201a-1的卡合槽201a-11内，实现快速的卡接装配；而在拆卸时，通过C型卡块202a-4挤压中部的复位弹簧202a-3，使得矩形块202a-2从T型槽201a-1快速取出。
限位板301对称放置于模型板202的两端，其长度等于框体100的长度。
限位组件302包括导向柱302a、多点支撑板302b和限位油缸302c，导向柱302a对称设置于安装腔N内，且限位模板301的两端配合滑动于导向柱302a 上，多点支撑板302b的一端与 限位模板301连接，另一端连接于限位油缸302c 的伸缩端。
限位板301位于模型板202的两端，用于限制模具腔M的宽度。而限位板 301的位置则由限位组件302限制。具体的，限位组件302包括导向柱302a、多点支撑板302b和限位油缸302c，其中，导向柱302a对称分布在框体100的宽度方向，并贯穿于限位板301的端部侧壁，使得限位板301能够沿着导向柱 302a的轴向滑动，而限位板301的移动则由限位油缸302c驱动，并且为保持限位板301整体移动的一致性，在限位油缸302c的伸缩端连接有多点支撑板 302b，连接于限位板301的板体多个位置，使得限位板301的板体各处均匀受力。
结合附图1～8中所示，此为制砖模具Z的具体实施方式，制砖模具Z依照上述的结构安装成型。在使用过程中，选取所需槽纹的模型板202，挤压矩形块202a-2两侧的C型卡块202a-4，使得复位弹簧202a-3被压缩，进而C型卡块202a-4可收纳于矩形块202a-2的内腔，并将矩形块202a-2及连接杆202a-1 部分整体放置于T型槽201a-1内，松手放开C型卡块202a-4，其在复位弹簧 202a-3的复位作用下，C型卡块202a-4的C型端部卡接在卡合槽201a-11内，使得模型板202贴附于推进板201a的前进侧壁上，再调节限位油缸302c，使得两侧的限位板301紧贴合于模型板202的端部。而后，在两模型板202和两限位板301形成的模具腔M内，加入处理后的泥料，启动推进油缸201b，推动两模型板202相互靠近，挤压泥料，使其达到预期的规格，而与模型板202 接触的侧壁，即可形成预定的槽纹。待挤压得到的预定形状的砖坯S。将砖坯 S取出，进入下一个的烘干工序。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种城市水处理污泥制砖工艺，其特征在于：包括以下步骤，
对城市污泥进行脱水性调理：加入污泥脱水剂对污泥进行调理；
对脱水后的污泥进行除臭处理：向泥浆中加入除臭剂；
对除臭后的泥浆进行重金属处理：向泥浆中添加稳定剂改变重金属的存在形式；
对重金属处理后的泥浆进行配料：向泥浆中加入粘土和添加剂；
将配料充分混合，再经碾轮碾练均化后送入陈化池，陈化24小时；
将陈化后的制砖泥料通过制砖模具（Z），制成预定形状的砖坯（S）；
将成型后的所述砖坯（S）送入烘干室烘干；
将烘干后的所述砖坯（S）放入隧道窑中进行烧结；
所述制砖模具（Z）包括，
框体（100），其框体内部具有安装腔（N），而框体中部具有模具腔（M），所述砖坯（S）成型于所述模具腔（M）内；
压力单元（200），设置于所述安装腔（N）内，其移动端朝向所述模具腔（M），其包括对称设置的压力推进组件（201）和连接于所述压力推进组件（201）端部的模型板（202）；以及，
宽度调节单元（300），设置于所述安装腔（N）内，并位于所述压力单元（200）的两侧，其包括平行设置的限位模板（301）和用于驱动所述限位模板（301）移动的限位组件（302）；
所述框体（100）包括顶板（101）、底板（102）和支撑板（103），所述支撑板（103）固接于所述顶板（101）和底板（102）之间；
所述压力推进组件（201）安装于所述顶板（101）和底板（102）之间，其包括推进板（201a）、推进油缸（201b）和导向件（201c），所述推进板（201a）连接于所述推进油缸（201b）的伸缩端，而所述导向件（201c）对称设置于所述推进油缸（201b）的两侧；
所述模型板（202）通过对称设置的连接件（202a）连接在所述推进板（201a）远离所述推进油缸（201b）的一端，且所述推进板（201a）的侧壁上具有与所述连接件（202a）配合的T型槽（201a-1）；
所述模型板（202）的长度不短于所述推进板（201a）的长度。
2.根据权利要求1所述的城市水处理污泥制砖工艺，其特征在于：所述导向件（201c）包括移动导轨（201c-1）和导向块（201c-2），所述导向块（201c-2）配合滑动于所述移动导轨（201c-1）的燕尾槽（Y）内；
所述移动导轨（201c-1）分别设置于导向块（201c-2）的上下两侧。
3.根据权利要求2所述的城市水处理污泥制砖工艺，其特征在于：所述连接件（202a）包括连接杆（202a-1）、固定于所述连接杆（202a-1）一端的矩形块（202a-2）、设置于所述矩形块（202a-2）内腔的复位弹簧（202a-3）和对称连接于所述复位弹簧（202a-3）两端的C型卡块（202a-4）；
所述矩形块（202a-2）内具有放置所述复位弹簧（202a-3）和C型卡块（202a-4）的放置槽腔，且所述C型卡块（202a-4）的C型端部延伸至所述矩形块（202a-2）的外部。
4.根据权利要求3所述的城市水处理污泥制砖工艺，其特征在于：所述T型槽（201a-1）的端部具有卡合槽（201a-11），所述卡合槽（201a-11）能够与所述C型卡块（202a-4）的C型端部相配合。
5.根据权利要求1~4任一所述的城市水处理污泥制砖工艺，其特征在于：所述限位模板（301）对称放置于所述模型板（202）的两端，其长度等于所述框体（100）的长度。
6.根据权利要求5所述的城市水处理污泥制砖工艺，其特征在于：所述限位组件（302）包括导向柱（302a）、多点支撑板（302b）和限位油缸（302c），所述导向柱（302a）对称设置于所述安装腔（N）内，且所述限位模板（301）的两端配合滑动于所述导向柱（302a）上，所述多点支撑板（302b）的一端与 所述限位模板（301）连接，另一端连接于所述限位油缸（302c）的伸缩端。
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