申請日2017.09.22

　　公開(公告)日2018.01.09

　　IPC分類號C04B33/132; C04B33/13; C04B33/32; C02F11/00; C02F11/02; C02F11/06; C02F11/14; C02F101/20

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種運用污泥制造工藝磚的工藝，包括對原料污泥進(jìn)行臭氧處理、脫水干化處理、重金屬固化處理、污泥發(fā)酵除臭處理，原料污泥進(jìn)行上述處理完畢之后，將處理后的污泥與粘土和添加劑進(jìn)行混合、攪拌，再將混合物送入陳化池陳化12h，最后制坯、調(diào)色、烘干后進(jìn)行燒結(jié)，經(jīng)過分段溫度燒結(jié)之后冷卻至室溫，完成污泥制造工藝磚的燒制。所述方法利用污泥為原材料制造工藝磚，實現(xiàn)污泥的減量與資源化，減小對環(huán)境的污染，實現(xiàn)資源的回收利用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種運用污泥制造工藝磚的工藝，其特征在于，包括如下步驟：

　　a、 對原料污泥進(jìn)行臭氧處理：將污泥放入臭氧處理槽中，該臭氧處理槽通過供給污泥中吹入含有臭氧的運載氣體使污泥發(fā)泡，并通過Zn與Al摩爾投料比為2.5∶1的類水滑石350℃焙燒3 小時得到的吸附劑吸附出污泥中的磷;

　　b、對臭氧處理后的污泥進(jìn)行脫水干化處理：在污泥中添加30-50mg/L的消石灰來進(jìn)行脫水，破壞污泥膠體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大顆粒間隙，然后采用獨立熱源干化，所述獨立熱源干化溫度為250～320℃，將從污泥蒸發(fā)的水分與步驟a中的運載氣體一起加熱干燥后，再導(dǎo)入余熱干燥機(jī)內(nèi)，所述余熱干燥機(jī)內(nèi)煙氣的干化溫度為150～200℃，經(jīng)過兩級干化工藝完成污泥干化過程;

　　c、對干化后污泥中的重金屬進(jìn)行處理：添加穩(wěn)定劑以抑制重金屬對微生物的毒性，并固化重金屬;

　　d、污泥發(fā)酵除臭處理：向添加了穩(wěn)定劑的污泥中投加菌種，進(jìn)行喜氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵，并在發(fā)酵工藝后添加除臭劑進(jìn)行除臭;所述除臭劑包括除臭劑包括50份煤粉、40份次氯酸鈣粉、1份氧化鋅和10份丙氨酸混合，添加的除臭劑與污泥重量比為1:10; e、 將處理后的污泥與粘土和添加劑進(jìn)行混合; f、 將配料送進(jìn)攪拌機(jī)充分混合，再經(jīng)強(qiáng)力輪碾均后送入陳化池，陳化12小時; g、 制坯、調(diào)色、烘干后進(jìn)行燒結(jié)，污泥磚坯以恒定速率從室溫增溫至160-180℃，保持30min，然后加熱至最大溫度1200～1300℃，在最大溫度時保持30min，然后再以2～3℃/min的速率降溫至400～450℃，最后冷卻至室溫，完成污泥制造工藝磚的燒制。

　　說明書

　　一種運用污泥制造工藝磚的工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污泥無害化處理及資源化利用和建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種運用污泥制造工藝磚的工藝。

　　背景技術(shù)

　　污泥是由水和污水處理過程所產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)，是一種膠體物質(zhì)，含水量高，保水性強(qiáng)。如果使用污泥進(jìn)行制磚，首先要對污泥進(jìn)行干燥脫水，使污泥中水的含量達(dá)到制作污泥坯原料的要求，在對污泥進(jìn)行干燥脫水時一般使用烘干機(jī)，烘干機(jī)耗能較大。

　　污泥本身含有大量有機(jī)殘片和細(xì)菌菌體，會產(chǎn)生惡臭，城市污泥中還含有大量磷，磷是制作磷肥的主要材料，根據(jù)全球不同的權(quán)威機(jī)構(gòu)測算，全世界的磷資源只能使用60-130年，因此對污泥中磷的回收利用十分有必要，現(xiàn)有的污泥制磚工藝中很少對上述物質(zhì)進(jìn)行分離和處理，直接將污泥干燥制坯，會影響制成的磚塊的質(zhì)量且造成資源的浪費。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是針對目前技術(shù)中的不足，提供一種運用污泥制造工藝磚的工藝，對污泥進(jìn)行脫磷、發(fā)酵除臭等處理，回收污泥中的磷，消耗污泥中的有機(jī)物，干燥脫水時減小能源消耗。

　　技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種運用污泥制造工藝磚的工藝，步驟包括：

　　a、 對原料污泥進(jìn)行臭氧處理：將污泥放入臭氧處理槽中，該臭氧處理槽通過供給污泥中吹入含有臭氧的運載氣體使污泥發(fā)泡，并通過Zn與Al摩爾投料比為2.5∶1的類水滑石在350℃焙燒3 小時得到的吸附劑吸附出污泥中的磷;

　　b、對臭氧處理后的污泥進(jìn)行脫水干化處理：在污泥中添加30-50mg/L的消石灰來進(jìn)行脫水，破壞污泥膠體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大顆粒間隙，然后采用獨立熱源干化，所述獨立熱源干化溫度為250～320℃，將從污泥蒸發(fā)的水分與步驟a中的運載氣體一起加熱干燥后，再導(dǎo)入余熱干燥機(jī)內(nèi)，所述余熱干燥機(jī)內(nèi)煙氣的干化溫度為150～200℃，經(jīng)過兩級干化工藝完成污泥干化過程;

　　c、對干化后污泥中的重金屬進(jìn)行處理：添加穩(wěn)定劑以抑制重金屬對微生物的毒性，并固化重金屬;

　　d、污泥發(fā)酵除臭處理：向添加了穩(wěn)定劑的污泥中投加菌種，進(jìn)行喜氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵，并在發(fā)酵工藝后添加除臭劑進(jìn)行除臭;所述除臭劑包括除臭劑包括50份煤粉、40份次氯酸鈣粉、1份氧化鋅和10份丙氨酸混合，添加的除臭劑與污泥重量比為1:10;e、 將處理后的污泥與粘土和添加劑進(jìn)行混合;f、 將配料送進(jìn)攪拌機(jī)充分混合，再經(jīng)強(qiáng)力輪碾均后送入陳化池，陳化12小時;g、 制坯、調(diào)色、烘干后進(jìn)行燒結(jié)，污泥磚坯以恒定速率從室溫增溫至160-180℃，保持30min，然后加熱至最大溫度1200～1300℃，在最大溫度時保持30min，然后再以2～3℃/min的速率降溫至400～450℃，最后冷卻至室溫，完成污泥制造工藝磚的燒制。

　　有益效果：本發(fā)明所述的一種運用污泥制造工藝磚的工藝，在步驟a中向污泥中吹入含有臭氧的運載氣體，使污泥發(fā)泡，讓臭氧與污泥充分接觸。臭氧可對污泥進(jìn)行氧化，在此過程中臭氧作用于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,使其構(gòu)成成分受損導(dǎo)致新陳代謝障礙;臭氧繼續(xù)滲透,穿透膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖,改變細(xì)胞的通透性,導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡;同時,臭氧能氧化污泥中不容易水解的大分子物質(zhì)，能將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，有效殺滅污泥中細(xì)菌和微生物，并分解污泥中有機(jī)物。

　　Zn-Al類水滑石焙燒后得到的吸附劑，能有效吸附污泥中的磷，根據(jù)測試，其吸附容量能達(dá)到。

　　步驟b中對在污泥中添加30-50mg/L的消石灰，消石灰作為凝絮劑能破壞污泥膠體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大顆粒間隙，之后然后采用獨立熱源干化，所述獨立熱源干化溫度為250～320℃，將從污泥蒸發(fā)的水分與步驟a中的運載氣體一起加熱干燥后，再導(dǎo)入余熱干燥機(jī)內(nèi)，之前加熱產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)入余熱干燥機(jī)內(nèi)作為熱源，所述余熱干燥機(jī)內(nèi)煙氣的干化溫度為150～200℃，污泥經(jīng)過兩級干化工藝完成污泥干化過程，干燥過程中將余熱回收利用，充分利用能源，減少資源消耗。

　　步驟c向污泥中加入穩(wěn)定劑以抑制重金屬對微生物的毒性，并固化重金屬，也是為步驟d中對污泥進(jìn)行發(fā)酵的預(yù)處理。

　　步驟d對污泥進(jìn)行喜氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵，將污泥中殘留的有機(jī)物完全消耗掉，在發(fā)酵結(jié)束后添加除臭劑對污泥進(jìn)行除臭，且添加的除臭劑可以作為后續(xù)制磚的助劑，煤粉均勻混合在磚坯中，在磚坯燒制過程中，進(jìn)過加熱進(jìn)行燃燒發(fā)熱，使磚坯內(nèi)部能均勻受熱;氧化鋅作為一種長效殺菌劑，使制得的工藝磚能長效抑制細(xì)菌。

　　所述的一種運用污泥制造工藝磚的工藝，先利用臭氧對污泥進(jìn)行氧化，去除污泥中的有機(jī)物，再利用吸附劑吸附污泥中的磷，在后續(xù)烘干過程中充分利用余熱，減少了能源的消耗，并在污泥干燥后，進(jìn)一步對污泥進(jìn)行發(fā)酵和除臭處理，將污泥中殘留的有機(jī)物細(xì)菌等去除干凈，所述工藝在節(jié)約能源的同時能有效提高用于制磚的污泥坯料的品質(zhì)，使制得的工藝磚經(jīng)久耐用。