申請(qǐng)日2010.06.18

　　公開(公告)日2010.09.15

　　IPC分類號(hào)C02F11/00; C04B28/14; C02F101/32; C05C3/00; C02F1/40; C04B18/30

　　摘要

　　一種用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥、油脂的方法，采用堿化脫水、干化處理、球磨粉碎、配料、制造生料、消化、沖壓制坯、蒸養(yǎng)、尾氣尾水處理的工藝流程，制造的蒸壓灰砂磚的重量百分含量為：污泥干粉為12%～22%，細(xì)砂為78%～88%;蒸壓粉煤灰磚的重量百分含量為：污泥干粉為15%～22%，粉煤灰為48%～63%，細(xì)集料為18%～32%，石膏為2%;污泥干粉的重量百分含量為：氫氧化鈣75%～82%，碳水化合物、蛋白質(zhì)及其它高分子有機(jī)物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機(jī)物合計(jì)8%～12%，泥土、硫酸鈣、硫酸銨、及含量極少的重金屬3～5%，水為7～9%的方案，克服了現(xiàn)污泥處理中易產(chǎn)生二次污染的缺陷。適用于對(duì)各種放射性不超標(biāo)的污泥的回收利用。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥、油脂的方法，其特征在于蒸壓灰砂磚的重量百分含量為：污泥干粉為12%～22%，細(xì)砂為78%～88%;所述污泥干粉的重量百分含量為：氫氧化鈣75%～82%，以污泥為原料的碳水化合物、蛋白質(zhì)及其它高分子有機(jī)物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機(jī)物合計(jì)8%～12%，以SiO2為主要成份的泥土、硫酸鈣、硫酸銨、及含量極少的重金屬3%～5%，水為7%～9%;蒸壓粉煤灰磚的重量百分含量為：污泥干粉為15%～22%，粉煤灰為48%～63%，細(xì)集料為18%～32%，石膏為2%;所述污泥干粉的重量百分含量為：氫氧化鈣為75%～82%，以污泥為原料的碳水化合物、蛋白質(zhì)及其它高分子有機(jī)物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機(jī)物合計(jì)8%～12%，以污泥為原料以SiO2為主要成份的泥土、硫酸鈣、硫酸銨、及含量極少的重金屬3%～5%，水為7%～9%。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥的方法，其特征在于生產(chǎn)的工藝流程步驟為：

　　1)、堿化脫水：選用污水處理廠的濃縮污泥或江河湖泊的污泥為原料，按重量比：過(guò)氧化鈣:氧化鈣:污泥為(1～3):(10～100):100的重量比例混合，經(jīng)攪拌均勻充分混合后，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，污泥含水率由85%降低到55%～60%;氧化鈣的細(xì)度為120～150目，過(guò)氧化鈣作除臭劑;

　　2)、干化處理：將污泥的混合料輸送到堿化池，采用自然風(fēng)干法進(jìn)行日曬干化，每天翻曬2～5次，7天后混合料的含水率降至7%～10%，料�；�本無(wú)結(jié)塊現(xiàn)象后，裝載至球磨車間;在不宜使用自然風(fēng)干法的城市和環(huán)境中，將混合料經(jīng)污泥攪拌機(jī)送入電輔熱振動(dòng)流化床干燥機(jī)再經(jīng)太陽(yáng)能熱泵進(jìn)行快速烘干，將蒸汽溫度控制在192℃以下，以防止有毒物質(zhì)的產(chǎn)生，經(jīng)兩次烘干后，污泥變得質(zhì)地疏松、干燥后，輸送至球磨車間;在污泥攪拌機(jī)上設(shè)計(jì)了蒸汽抽氣機(jī)，將這些水蒸汽轉(zhuǎn)送到振動(dòng)流化床干燥機(jī)內(nèi)，對(duì)污泥初料進(jìn)行二次汽霧加熱，又減少了臭氣污染;從振動(dòng)流化床干燥機(jī)出來(lái)的尾氣，還帶有60℃以上的余熱，也含有少量的氨氣與氧化鈣味道，因此，將其抽排至灰砂磚原料專用加水池，既除掉了氨氣與氧化鈣味道，也提高了水溫;

　　3)、球磨粉碎：將干燥后的混合料用球磨機(jī)粉碎至120～150目，制造成污泥干粉，提升至貯灰罐保存、備用;

　　4)、配料：通過(guò)定量輸送機(jī)，按污泥干粉為12%～22%，細(xì)砂為80%～88%的重量比例，將以上二種物料送入攪拌機(jī)，攪拌均勻，經(jīng)充分混合后，在出料口加入重量比為10%的熱水，使污泥干粉中的氫氧化鈣通過(guò)物理反應(yīng)進(jìn)入溶融狀態(tài)，細(xì)砂用淤砂或山砂、河砂、風(fēng)積砂、工業(yè)鑄造用的廢型砂;當(dāng)使用粉煤灰配料時(shí)，按重量百分比污泥干粉為15%～22%，粉煤灰的含量為48%～63%，細(xì)集料為18%～32%，石膏為2%;將污泥干粉、石膏粉摻入粉煤灰、細(xì)集料中，攪拌均勻，經(jīng)充分混合后，在出料口加入重量比為10%的熱水，使污泥干粉中的氫氧化鈣通過(guò)物理反應(yīng)進(jìn)入溶融狀態(tài);

　　5)、制造生料：在混合物料經(jīng)攪拌均勻，充分混合后，加入熱水，使氫氧化鈣在溶融狀態(tài)下與二氧化硅在常溫下慢速反應(yīng)，在二氧化硅顆粒表面生成硅酸鈣，生產(chǎn)成“生料”;

　　6)、消化：將生料輸送至消化池中，消化2～6小時(shí)，生料溫度從常溫達(dá)到50～65℃，用手抓緊能夠成型，不分散，經(jīng)消化成為“熟料”;

　　7)、沖壓制坯：將熟料輸送至攪拌機(jī)，攪拌均勻，輸送至壓磚機(jī)沖壓成型，制成磚坯;

　　8)、蒸養(yǎng)：將磚坯堆碼在蒸養(yǎng)臺(tái)車上，送入蒸壓釜，經(jīng)高溫192℃蒸養(yǎng)7～9小時(shí)后冷卻，制造出成品灰砂磚和粉煤灰磚;

　　9)尾汽尾水處理：用梯級(jí)減壓，循環(huán)利用的尾汽排放與利用工序，即：1#蒸壓釜完成灰砂磚蒸養(yǎng)后,開啟連通管閥門，將1#蒸壓釜的尾汽排放一半到等待進(jìn)汽的2#蒸壓釜，關(guān)閉連通管閥門;再將1#蒸壓釜的尾汽排放四分之一到等待進(jìn)汽的3#蒸壓釜，關(guān)閉連通管閥門;再將1#蒸壓釜的尾汽排放八分之一到等待進(jìn)汽的4#蒸壓釜，關(guān)閉連通管閥門;蒸壓釜最后的八分之一尾汽，含有較濃的氨氣，用潔凈蒸汽將含氨尾蒸汽壓入濃硫酸池，去除氨氣，獲取硫酸氨化肥;在磚坯的蒸養(yǎng)過(guò)程中，蒸壓釜的頂部有一根進(jìn)汽減壓閥，不停地排放少量的蒸汽，用管道將其尾汽導(dǎo)入濃硫酸池，去除氨氣，獲取硫酸銨化肥;在蒸壓釜底部的尾水含有油脂,經(jīng)冷卻和提煉，獲得油脂。

　　說(shuō)明書

　　用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥、油脂的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥、油脂的方法。

　　背景技術(shù)

　　城市污水處理廠的污泥屬于危險(xiǎn)廢棄物;加上江河湖泊清淤的污泥，如果亂堆亂棄，將對(duì)人們的生活環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，目前，全國(guó)每年產(chǎn)生污泥約3000萬(wàn)噸左右，“重水輕泥”、“重資源化利用輕無(wú)害化處理“的現(xiàn)象比較普遍。我國(guó)污泥無(wú)害化處理處置工作相對(duì)滯后，城市污水廠的污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，含有大量的有機(jī)物、豐富的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物、重金屬以及致病菌和病原菌等，不加處理的排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。如果處置方法失當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染。

　　國(guó)內(nèi)外污泥處理與處置的方法很多，一般采用濃縮、消化、脫水、干化、有效利用(主要為農(nóng)用或生產(chǎn)燒結(jié)磚)、填埋及焚燒等不同的處理、處置方法，以上的處理、處置方法存在消耗土地資源、或容易產(chǎn)生二次污染、或生產(chǎn)過(guò)程中有污染等缺陷。不能同時(shí)滿足國(guó)家要求的“無(wú)害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化”四個(gè)條件。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)上述情況，本發(fā)明提供一種將城市污水處理廠的污泥及江河湖泊清淤污泥，進(jìn)行無(wú)害化處理和回收利用，變害為寶，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境和人類居住環(huán)境的用污泥制造蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚及化肥、油脂的方法。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥的方法，包括蒸壓灰砂磚的重量百分含量為：污泥干粉為12%～22%，細(xì)砂為78%～88%;所述污泥干粉的重量百分含量為：氫氧化鈣75%～82%，以污泥為原料的碳水化合物、蛋白質(zhì)及其它高分子有機(jī)物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機(jī)物合計(jì)8%～12%，以SiO2為主要成份的泥土、硫酸鈣、硫酸銨、及含量極少的重金屬3%～5%，水為7%～9%;蒸壓粉煤灰磚的重量百分含量為：污泥干粉為15%～22%，粉煤灰為48%～63%，細(xì)集料為18%～32%，石膏為2%;所述污泥干粉的重量百分含量為：氫氧化鈣為75%～82%，以污泥為原料的碳水化合物、蛋白質(zhì)及其它高分子有機(jī)物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機(jī)物合計(jì)8%～12%，以污泥為原料以SiO2為主要成份的泥土、硫酸鈣、硫酸銨、及含量極少的重金屬3%～5%，水為7%～9%。

　　生產(chǎn)的工藝流程步驟為：

　　1)、堿化脫水：選用污水處理廠的沉積污泥或江河湖泊清淤時(shí)的污泥為原料，按重量比：過(guò)氧化鈣:氧化鈣:污泥為(1～3):(10～100):100的重量比例混合，經(jīng)攪拌均勻充分混合后，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，污泥含水率由85%降低到55%～60%;氧化鈣的細(xì)度為120～150目，過(guò)氧化鈣作除臭劑。

　　2)、干化處理：將污泥的混合料輸送到堿化池，采用自然風(fēng)干法進(jìn)行日曬干化，每天用犁翻機(jī)翻曬2～5次，7天后混合料的含水率降至7～10%，料�；�本無(wú)結(jié)塊現(xiàn)象后，裝載至球磨車間;在不宜使用自然風(fēng)干法的城市和環(huán)境中，將混合料用污泥攪拌機(jī)送入電輔熱振動(dòng)流化床干燥機(jī)再經(jīng)太陽(yáng)能熱泵進(jìn)行快速烘干，將蒸汽溫度控制在192℃以下，以防止有毒物質(zhì)的產(chǎn)生，經(jīng)兩次烘干后，污泥變得質(zhì)地疏松、干燥后，輸送至球磨車間;在污泥攪拌機(jī)上設(shè)計(jì)了蒸汽抽氣機(jī)，將這些水蒸汽轉(zhuǎn)送到振動(dòng)流化床干燥機(jī)內(nèi)，對(duì)污泥初料進(jìn)行二次汽霧加熱，又減少了臭氣污染;從振動(dòng)流化床干燥機(jī)出來(lái)的尾氣，還帶有60℃以上的余熱，也含有少量的氨氣與氧化鈣味道，因此，將其抽排至灰砂磚原料專用加水池，既除掉了氨氣與氧化鈣味道，也提高了水溫。

　　3)、球磨粉碎：將干燥后的混合料用球磨機(jī)粉碎至120～150目，制造成污泥干粉，提升至貯灰罐保存、備用。

　　4)、配料：通過(guò)定量輸送機(jī)，按污泥干粉為12%～22%，細(xì)砂為80%～88%的重量比例，將以上二種物料送入攪拌機(jī)，攪拌均勻，經(jīng)充分混合后，在出料口加入重量比為10%的熱水，使污泥干粉中的氫氧化鈣通過(guò)物理反應(yīng)進(jìn)入溶融狀態(tài)，細(xì)砂用淤砂或山砂、河砂、風(fēng)積砂、工業(yè)鑄造用的廢型砂;當(dāng)使用粉煤灰配料時(shí)，按重量百分比污泥干粉為15%～22%，粉煤灰的含量為48%～63%，細(xì)集料為18%～32%，石膏為2%;將污泥干粉、石膏粉摻入粉煤灰、細(xì)集料中，攪拌均勻，經(jīng)充分混合后，在出料口加入重量比為10%的熱水，使污泥干粉中的氫氧化鈣通過(guò)物理反應(yīng)進(jìn)入溶融狀態(tài)。

　　5)、制造生料：在混合物料經(jīng)攪拌均勻，充分混合后，加入熱水，使氫氧化鈣在溶融狀態(tài)下與二氧化硅在常溫下慢速反應(yīng)，在二氧化硅顆粒表面生成硅酸鈣，生產(chǎn)成“生料”。

　　6)、消化：將生料輸送至消化池中，消化2～6小時(shí)，生料溫度從常溫達(dá)到50～65℃，用手抓緊能夠成型，不分散，經(jīng)消化成為“熟料”。

　　7)、沖壓制坯：將熟料輸送至攪拌機(jī)，攪拌均勻，再輸送至壓磚機(jī)沖壓成型，制成磚坯。

　　8)、蒸養(yǎng)：將磚坯堆碼在蒸養(yǎng)臺(tái)車上，送入蒸壓釜，經(jīng)高溫192℃蒸養(yǎng)7～9小時(shí)后冷卻，制造出成品灰砂磚和粉煤灰磚。

　　9)尾汽尾水處理：用梯級(jí)減壓，循環(huán)利用的尾汽排放與利用工序，即：1#蒸壓釜完成灰砂磚蒸養(yǎng)后，開啟連通管閥門，將1#蒸壓釜的尾汽排放一半到等待進(jìn)汽的2#蒸壓釜，關(guān)閉連通管閥門;再將1#蒸壓釜的尾汽排放四分之一到等待進(jìn)汽的3#蒸壓釜，關(guān)閉連通管閥門;再將1#蒸壓釜的尾汽排放八分之一到等待進(jìn)汽的4#蒸壓釜，關(guān)閉連通管閥門;蒸壓釜最后的八分之一尾汽，含有較濃的氨氣，用潔凈蒸汽將含氨尾蒸汽壓入濃硫酸池，去除氨氣，獲取硫酸氨化肥;在磚坯的蒸養(yǎng)過(guò)程中，蒸壓釜的頂部有一根進(jìn)汽減壓閥，不停地排放少量的蒸汽，用管道將其尾汽導(dǎo)入濃硫酸池，去除氨氣，獲取硫酸銨化肥;在蒸壓釜底部的尾水含有油脂，經(jīng)冷卻和提煉，獲得油脂。

　　本發(fā)明采用堿化脫水、干化處理、球磨粉碎、配料、制造生料、消化、沖壓制坯、蒸養(yǎng)、尾汽尾水處理的工藝流程，制造的蒸壓灰砂磚的重量百分含量為：污泥干粉為12%～22%，細(xì)砂為78%～88%;蒸壓粉煤灰磚的重量百分含量為：污泥干粉的含量為15%～22%，粉煤灰為48%～63%，細(xì)集料為18%～32%，石膏為2%;污泥干粉的重量百分含量為：氫氧化鈣為75%～82%，以污泥為原料的碳水化合物、蛋白質(zhì)及其它高分子有機(jī)物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機(jī)物合計(jì)8%～12%，以SiO2為主要成份的泥土、硫酸鈣、硫酸銨、及含量極少的重金屬3%～5%，水為7%～9%的方案，克服了現(xiàn)有的濃縮、消化、脫水、干化、農(nóng)用、填埋及焚燒等處理、處置方法存在消耗土地資源、或容易產(chǎn)生二次污染、或生產(chǎn)過(guò)程中有污染等缺陷。完全滿足國(guó)家要求的“無(wú)害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化”四個(gè)難以同時(shí)達(dá)到的條件。

　　本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果：

　　1、本發(fā)明用生石灰堿化處理后的污泥，摻入以二氧化硅為主要成份的細(xì)砂或粉煤灰，經(jīng)消化、沖壓成型、高溫蒸養(yǎng)后制造灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚及化肥、油脂。利用以上三種廢棄物按比例拌和，不添加其他原料，就直接生產(chǎn)出完全符合國(guó)標(biāo)的灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚——國(guó)家五個(gè)部委聯(lián)合推廣使用、享受增值稅優(yōu)惠政策的新型墻體材料。是變害為寶，優(yōu)化了生態(tài)環(huán)境和城市環(huán)境。

　　一噸濃縮濕污泥經(jīng)本發(fā)明生產(chǎn)工藝處理后，可以得到污泥干粉346～352Kg，其中氫氧化鈣含量80%左右。利用以上污泥干粉可以生產(chǎn)新型灰砂磚約2500Kg，折算成935塊標(biāo)準(zhǔn)磚;同時(shí)生產(chǎn)36.5Kg左右的硫酸銨化肥，根據(jù)各城市的污泥成份有區(qū)別，可提取工業(yè)用油脂約8～11Kg。

　　2、生產(chǎn)過(guò)程屬于低消耗，低能耗的低炭經(jīng)濟(jì)，蒸汽的循環(huán)利用，節(jié)約能源達(dá)60%以上

　　3、本發(fā)明的核心技術(shù)是二物四用，循環(huán)利用，大大降低了污泥處理的成本，屬于典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。污泥堿化、干化處理的主要成本氧化鈣(CaO)、除臭劑過(guò)氧化鈣(CaO2)都變成了蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚的主要原料，這兩種原料大約占污泥處理成本的50～70%，同時(shí)也占蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚原料成本的60～80%。有利于節(jié)約寶貴的石灰資源。

　　4、生產(chǎn)過(guò)程采用自動(dòng)化，防止了污泥加工過(guò)程中對(duì)工作人員的感染;且可大批量、高效率生產(chǎn)。

　　5、用生石灰(氧化鈣)堿化脫水和192℃高溫蒸養(yǎng)相結(jié)合殺菌、殺毒和有害病菌卵，能快速減少污泥體積與質(zhì)量;高效加速了有機(jī)物的分解、徹底殺滅了病毒、細(xì)菌、微生物與寄生蟲卵等生物危害物，提高了生產(chǎn)過(guò)程安全性與最終產(chǎn)品的安全性。

　　用國(guó)家提倡的高溫蒸養(yǎng)方法生產(chǎn)建材，提取了污泥中最難的提取物——硫類物質(zhì)、氨類物質(zhì)與油脂，最大限度的解決了現(xiàn)有方法處置污泥的惡臭污染問(wèn)題。將重金屬安全穩(wěn)定在建材中,使成品灰砂磚和粉煤灰磚無(wú)毒無(wú)害，有利用人體健康和周邊環(huán)境。

　　6、對(duì)尾汽尾水回收利用，生產(chǎn)出化肥和油脂，既獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，又保護(hù)了環(huán)境，避免了二次污染。

　　7、綜合治理了城市污水處理廠的污泥和江河湖泊清淤的污泥，綜合治理了水利部門頭痛的淤砂(細(xì)砂)，綜合治理了火電廠的粉煤灰，使人們的生活和工作環(huán)境更環(huán)保，更健康。

　　8、工廠占地面積小，節(jié)省了大量土地資源。

　　9、生產(chǎn)過(guò)程完全無(wú)“三廢”排放。

　　本發(fā)明適用于對(duì)各種放射性不超標(biāo)的污泥、淤砂(細(xì)砂)、粉煤灰的回收利用。

　　下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。