申请日2011.08.15
公开(公告)日2012.03.28
IPC分类号C02F11/04; C04B18/30; C02F11/12
摘要
本发明采用生物降解的污泥制砖工艺，相对于传统工艺，主要区别点在于加入了厌氧化处理的步骤。经过发酵再进行压滤脱水处理，使污泥中的有机质含量降低到10%以下，含水量下降至20%～30%，得到适合添加页岩等制砖原料的制砖污泥。传统的工艺直接压滤脱水只能将污泥的含水量降低至80%左右，有机质挥发成分都大于20%以上。一般来说80%含水量以及有机质含量大于20%以上的污泥，制砖最大添加总重量只能达到制砖原料的30%，采用生物降解的污泥制砖工艺得到适合添加页岩等制砖原料的制砖污泥，污泥中的有机质含量降低到10%以下，含水量下降至20%～30%，污泥制砖最大添加总重量能达到制砖原料的40%～60%，节约了原材料，降低了成本，大大增加了污泥的处置量。
权利要求书
1.采用生物降解的污泥制砖工艺，其特征是，包括以下步骤：
第一步，生物厌氧化处理，将含有20%～80%高挥发有机质的污泥放入发酵池内发酵，发酵温度30～40℃，发酵时间7～10天，得到有机质含量在10%以下的发酵污泥;
第二步，干化处理，将发酵污泥压滤脱水，得到含水量为20%～30%的干化污泥;
第三步，搅拌混合，将干化污泥和页岩等原料搅拌混合碾练均化，再送入陈化库陈化，其中干化污泥的重量占总重量的40%～60%;
第四步，成型切砖，将第三步中陈化后的制砖材料添加到真空挤砖机内，挤出成型得到湿砖坯;
第五步，隧道干燥，将湿砖坯码上窑车，进入干燥窑，利用焙烧窑中余热在100～150℃的热风中干燥23～25小时;
第六步，隧道焙烧，将第五步干燥后的砖体送进隧道焙烧窑，焙烧温度为1000～1100℃，焙烧时间24～32小时得到烧结制品。
2.根据权利要求1所述的采用生物降解的污泥制砖工艺，其特征是，所述发酵时间为8天。
3.根据权利要求1或2所述的采用生物降解的污泥制砖工艺，其特征是，所述发酵温度为30℃-40℃。
4.根据权利要求1所述的采用生物降解的污泥制砖工艺，其特征是，所述干燥和焙烧时采用自动控制的焙烧窑。
说明书
采用生物降解的污泥制砖工艺
技术领域
本发明为涉及一种制砖污泥的制造工艺，具体涉及一种采用生物降解的污泥制砖工艺。
背景技术
城市污水处理厂排放的污泥中即含有具一定发热量的有机质，也含有其他害物质。其中生物含量高而且很不稳定，含有较多的病菌和寄生虫，如果处置不当将造成二次污染。污泥的最佳处理方式是资源化，而污泥制砖就是最好的利用方式。
污泥做为制造烧结制品原料在高温焙烧时使污泥无害化，防止了二次污染。制造烧结制品过程中,污泥中所具有一定发热量的有机质又补充了高温焙烧的热量，降低了能源的消耗。因此，利用城市污水处理厂的排放污泥和其他原料混合，生产烧结建筑材料制品，一则利用并消化了大量的城市污水处理厂的排放污泥，二则污水处理厂的排放污泥中有机质的自身燃烧产生的热量补充高温焙烧烧结制品的热量，既利用了污泥自身的热值，又可以高温分解有毒有害及致癌物质，解决了城市污泥的二次污染问题。这是目前实现城市污泥无害化、资源化和产业化的最佳途径。
利用城市污水处理厂排放的污泥生产烧结建筑材料制品首要解决的问题是污泥作为制造烧结制品原料的处理。在污泥制砖工艺中，制砖原料中有机质挥发成分应小于10%，而污泥中有机质挥发成分大于20%。高挥发有机质含量的增加会导致制品的强度呈立方性降低，高含量的高挥发有机质会严重影响制品强度。并且，污泥内有机质的吸水性极强，直接压滤烘干后的污泥中仍然含有大量水分，严重影响了其制砖的性能，限制其作为原料所添加的比例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用生物降解的污泥制砖工艺，该工艺着重于污泥作为制造烧结制品原料的处理过程，经过处理后作为烧结制品原料达到低有机质含量和低含水量的标准，增大污泥作为制砖原料的添加比例。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：采用生物降解的污泥制砖工艺，包括以下步骤：
第一步，生物厌氧化处理，将含有20%～80%高挥发有机质的污泥放入发酵池进行发酵，发酵温度30～40℃，发酵时间7～10天，得到有机质含量在10%以下的发酵污泥;
第二步，干化处理，将发酵污泥压滤脱水，得到含水量为20%～30%的干化污泥;
第三步，搅拌混合，将干化污泥和页岩等制砖原料搅拌混合碾练均化，再送入陈化库陈化，其中干化污泥的重量占总重量的40%～60%;
第四步，成型切砖，将第三步中陈化后的制砖材料添加到真空挤砖机内，挤出成型得到湿砖坯;
第五步，干燥，将湿砖坯码上窑车，进入干燥窑，利用焙烧窑中余热在100～150℃的热风中干燥23～25小时;
第六步，焙烧，将第五步干燥后的砖体送进焙烧窑，焙烧温度为1000～1100℃，焙烧时间24～32小时得到烧结制品。
采用上述技术方案时，相对于传统的制砖污泥处理工艺，本发明的主要区别点在于加入了厌氧化处理的步骤。由于污泥中含有大量的有机质，有机质含量的增加会导致制品的强度呈立方性降低，并且有机质具有吸水的特性，直接对污泥进行压滤和干化难以降低其含水量。因此，在进行污泥的干化处理之前，先对高挥发有机质含量在20%～80%的污泥进行发酵处理，利用微生物的厌氧发酵，先把污泥所含有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等简单的物质，然后这些简单物质再在甲烷菌种的作用下转变为沼气。使污泥中有机质含量大大降低。经发酵后，污泥中的有机质含量降低到10%以下。这时，再进行压滤和干化处理，就可以大大降低污泥中的含水量，使其含水量下降至20%～30%，得到适合添加页岩等制砖原料的制砖污泥。传统的工艺不经过发酵处理而是直接压滤脱水，只能将污泥的含水量降低至80%左右，该含水量限制了污泥的添加比例。一般来说80%含水量以及有机质挥发成分大于20%以上的污泥，污泥制砖最大添加总重量只能达到制砖原料的30%。而采用生物降解的污泥制砖工艺得到适合添加页岩等制砖原料的制砖污泥，污泥中的有机质含量降低到10%以下，含水量下降至20%～30%，污泥制砖最大添加总重量能达到制砖原料的40%～60%，节约了原材料，降低了成本，大大增加了污泥的处置量。另外，在该工艺的隧道干燥和隧道焙烧过程中，隧道焙烧利用了经发酵处理的污泥中残留的有机质，充分利用其燃烧热值提供焙烧的热量。而且，干燥也是利用了隧道焙烧中带有余热的热风，最后利用制砖干燥后的余热热风，加热制砖污泥的生物厌氧化降解池，形成了热能的平衡和利用系统。
进一步，所述发酵时间为8天。
进一步，所述发酵温度为35℃。
进一步，所述干燥和焙烧时采用自动控制的干燥和焙烧窑。
具体实施方式
实施例1
本发明采用生物降解的污泥制砖工艺，包括以下步骤：
第一步，生物厌氧化处理，将含有20%～80%高挥发有机质的污泥放入发酵池进行发酵，发酵温度30℃，发酵时间10天，得到有机质含量在10%以下的发酵污泥;
第二步，干化处理，将发酵污泥压滤脱水，得到含水量为20%～30%的干化污泥;
第三步，搅拌混合，将干化污泥和破碎到lmm以下页岩等制砖原料搅拌混合碾练均化，再送入陈化库陈化，其中干化污泥的重量占总重量的40%～60%;
第四步，成型切砖，将第三步中陈化后的制砖材料添加到真空挤砖机内，挤出成型得到湿砖坯;
第五步，干燥，将湿砖坯码上窑车，进入干燥窑，利用焙烧窑中余热在100～150℃的热风中干燥24小时;
第六步，焙烧，将第五步干燥后的砖坯送进焙烧窑，焙烧温度为1000～1100℃，焙烧时间24～32小时得到烧结制品。
实施例2
本发明采用生物降解的污泥制砖工艺，包括以下步骤：
第一步，生物厌氧化处理，将含有20%～80%高挥发有机质的污泥放入发酵池进行发酵，发酵温度40℃，发酵时间9天，得到有机质含量在10%以下的发酵污泥;
第二步，干化处理，将发酵污泥压滤脱水，得到含水量为20%～30%的干化污泥;
第三步，搅拌混合，将干化污泥和破碎到lmm以下页岩等制砖原料搅拌混合碾练均化，再送入陈化库陈化，其中干化污泥的重量占总重量的40%～60%;
第四步，成型切砖，将第三步中陈化后的制砖材料添加到真空挤砖机内，挤出成型得到湿砖坯;
第五步，干燥，将湿砖坯码上窑车，进入干燥窑，利用焙烧窑中余热在100～150℃的热风中干燥24小时;
第六步，焙烧，将第五步干燥后的砖坯送进焙烧窑，焙烧温度为1000～1100℃，焙烧时间24～32小时得到烧结制品。
实施例3
本发明采用生物降解的污泥制砖工艺，包括以下步骤：
第一步，生物厌氧化处理，将含有20%～80%高挥发有机质的污泥放入发酵池进行发酵，发酵温度35℃，发酵时间7天，得到有机质含量在10%以下的发酵污泥;
第二步，干化处理，将发酵污泥压滤滤脱水，得到含水量为20%～30%的干化污泥;
第三步，搅拌混合，将干化污泥和破碎到lmm以下页岩搅拌混合碾练均化，再送入陈化库陈化，其中干化污泥的重量占总重量的40%～60%;
第四步，成型切砖，将第三步中陈化后的制砖材料添加到真空挤砖机内，挤出成型得到湿砖坯;
第五步，隧道干燥，将湿砖坯码上窑车，进入干燥窑，利用焙烧窑中余热在100～150℃的热风中干燥24小时;
第六步，焙烧，将第五步干燥后的砖坯送进焙烧窑，焙烧温度为1000～1100℃，焙烧时间24～32小时得到烧结制品。
实施例4
本发明采用生物降解的污泥制砖工艺，包括以下步骤：
第一步，生物厌氧化处理，将含有20%～80%高挥发有机质的污泥放入发酵池进行发酵，发酵温度30～40℃，发酵时间7～10天，得到有机质含量在10%以下的发酵污泥;
第二步，干化处理，将发酵污泥压滤烘干，得到含水量为20%～30%的干化污泥;
第三步，搅拌混合，将干化污泥和破碎到lmm以下页岩搅拌混合碾练均化，再送入陈化库陈化，其中干化污泥的重量占总重量的40%～60%;
第四步，成型切砖坯，将第三步中陈化后的制砖材料添加到真空挤砖机内，挤出成型得到湿砖坯;
第五步，隧道干燥，将湿砖坯码上窑车，进入干燥窑，利用焙烧窑中余热在100～150℃的热风中干燥23～25小时;
第六步，焙烧，将第五步干燥后的砖坯送进焙烧窑，焙烧温度为1000～1100℃，焙烧时间24～32小时得到烧结制品。
上述各个实施例中干燥和焙烧时均采用自动控制的焙烧窑。在搅拌混合步骤中采用强力均匀混合设备，如：均化布料机和强力挤出搅拌机以及强力轮碾组合的强力均匀混合系统。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。