1、前言
   燒結(jié)磚瓦企業(yè)具有處置污泥量大、處置效果好、產(chǎn)品性能優(yōu)異的優(yōu)勢(shì)，因此備受有關(guān)部門(mén)的密切關(guān)注，同時(shí)污泥的資源化利用一直是磚瓦行業(yè)不斷探討和實(shí)踐的課題。東莞市把燒結(jié)磚廠納入城市生態(tài)文明圈進(jìn)行管理，引導(dǎo)和鼓勵(lì)燒結(jié)磚廠向固廢資源化利用方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，為城市生態(tài)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
通過(guò)對(duì)污泥無(wú)害化加工處理以后，污泥就可以作為原料被燒結(jié)磚廠加以利用，用于生產(chǎn)市場(chǎng)需要的燒結(jié)墻體材料，甚至生產(chǎn)清水磚等高檔材料。探討污泥在燒結(jié)磚行業(yè)的資源化利用，積極參與城市生態(tài)文明圈的建設(shè)，不僅是城市固體廢棄物綜合利用的好途徑，也是燒結(jié)磚廠轉(zhuǎn)型升級(jí)的好出路。

2、污泥的性質(zhì)
2.1、分類
   污泥主是城市污水處理和工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的固體廢物，所以分為城市污泥和工業(yè)污泥兩大類。前者是我們燒結(jié)磚行業(yè)主要資源化利用的對(duì)象，也是本文討論的主要內(nèi)容，而后者則需要具體對(duì)待，有毒污泥和頒發(fā)有處置資質(zhì)才能處置的污泥不在我們討論的范圍。
   城市污泥是污水處理廠凈化污水以后產(chǎn)生的固體廢物，是沉淀污泥和生物處理污泥的混合物，水分高達(dá)80%左右。污泥里面含有病原體、重金屬、微生物等有害物質(zhì)，要將污泥中的水分脫去是一件非常困難的事情。城市污泥最大的特點(diǎn)是以有機(jī)物為主要成分組成的污泥，容易腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，密度較小，含水率高且不易脫水。這種污泥是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)，可以使用管道、罐車等方式輸送。目前，污水處理廠通常用板框式壓濾機(jī)，把污泥脫水至含水率50%~60%才運(yùn)輸?shù)较掠稳プ鲞M(jìn)一步處置和利用。
2.2、污泥的性質(zhì)
   含水率高和有機(jī)物多是污泥的兩大特性，污泥總是臭烘烘的就是這個(gè)原因，污水處理廠在廢水處理過(guò)程中會(huì)將許多有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到污泥中，給后續(xù)的資源化利用帶來(lái)困難。污泥呈膠狀結(jié)構(gòu)，形成極其復(fù)雜的非均質(zhì)體（如圖1所示），要把污泥中的水分脫去是一件比較困難的事情。
 
   我們磚瓦行業(yè)很多人對(duì)污泥的特性不甚了解，于是產(chǎn)生兩種截然不同的意見(jiàn)，一種是簡(jiǎn)單地以為把污泥與其他制磚材料一起摻兌即可，其實(shí)不然，污泥過(guò)高的含水率和復(fù)雜的成分，不僅限制了污泥在磚瓦行業(yè)的利用，而且還帶來(lái)處理技術(shù)上的許多困難，用傳統(tǒng)的方法只能摻兌10%左右的污泥，利用率極低，并且還會(huì)造成比較嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題。另一種意見(jiàn)是談污泥色變，認(rèn)為污泥在燒結(jié)磚廠根本無(wú)法利用，生產(chǎn)過(guò)程中即污染磚廠，又污染環(huán)境，而且生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品。兩種意見(jiàn)截然不同、針?shù)h相對(duì)。
   其實(shí)，只要針對(duì)污泥的特性采取科學(xué)的無(wú)害化措施，按照清潔生產(chǎn)的藥物，運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和裝備，是能夠生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的。
表1給出的是東莞市部分污水處理廠產(chǎn)出的污泥化驗(yàn)報(bào)告。
 
從這份化驗(yàn)報(bào)告可以看出，污泥里面富含有機(jī)物、氮、磷和各種重金屬，這些東西如果不加處理就直接利用，是萬(wàn)萬(wàn)不可以的，因?yàn)樵诶�用污泥的同時(shí)，磚廠自身和環(huán)境都處于被二次污染的環(huán)境中。

3、無(wú)害化處理
   實(shí)踐證明，對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化處理，是燒結(jié)磚廠利用污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚的先決條件，無(wú)害化處理可以在燒結(jié)磚廠里進(jìn)行，也可以由專業(yè)的處理公司進(jìn)行。前者是把污泥的無(wú)害化處理工藝與技術(shù)融匯在燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝流程之中，生產(chǎn)的全過(guò)程包含了污泥的無(wú)害化處理；而后者是專業(yè)公司對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化處理后，再把經(jīng)過(guò)無(wú)害化處置的污泥交給燒結(jié)磚廠生產(chǎn)燒結(jié)磚。
   污泥無(wú)害化處置的技術(shù)發(fā)展很快，百度一下可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)容繁多，每年還有各種關(guān)于污泥處置的高端論壇在進(jìn)行交流，看似紅紅火火，但真正適合燒結(jié)磚廠作為原料的并不很多。歸納起來(lái)，污泥無(wú)害化處理有這些內(nèi)容：堆肥、干化、燃料化、厭氧消化（制沼氣）、碳化、除臭、微生物處理、濕式氧化、黏結(jié)劑、陶粒、活性炭等，哪一種適合磚廠利用于燒結(jié)磚？需要認(rèn)真加以研究與對(duì)待。
   對(duì)燒結(jié)磚廠而言，污泥無(wú)害化處置技術(shù)需要解決好以下幾個(gè)問(wèn)題：
3.1、污泥除臭
   如前所述，污泥富含有機(jī)物極易發(fā)酵、腐敗而發(fā)臭，而且在干燥過(guò)程中也會(huì)散發(fā)出難聞的氣味，甚至排放出具有腐蝕性的硫化氫氣體，對(duì)人體健康帶來(lái)不利的影響。除去臭味不僅是生產(chǎn)過(guò)程的需要，也是環(huán)境保護(hù)的需要。
3.2、消除生物質(zhì)
   污泥中的有機(jī)物成分非常復(fù)雜,除含碳的化合物（比如CO,CO2）富含其他幾種元素（如H、N、S）等，還富含CO2、H2O、NO2、SO2等燃燒產(chǎn)物。實(shí)質(zhì)上消除生物質(zhì)就是滅活生物質(zhì)，將污泥中的生物質(zhì)殺滅，使污泥不再具有“活性”，從而斷絕產(chǎn)生臭氣和腐蝕性氣體的根源。
   在燒結(jié)磚廠中，滅活有機(jī)物有兩種辦法，一種是在對(duì)污泥干燥脫水過(guò)程中進(jìn)行，高溫氣體（大于100℃）在脫水的同時(shí)，也將有機(jī)物一并殺滅，達(dá)到“滅活”的目的。另一種是通過(guò)噴灑生物除臭劑來(lái)完成的，上海興忒利科技有限公司就是采用這種辦法，這種方法簡(jiǎn)便易行，很受歡迎，但缺點(diǎn)是污泥中的水分依然存在，使混合料的含水率居高不下，磚坯因含水率較高而強(qiáng)度有限。

4、污泥干燥
   眾所周知，污泥具有非常高的含水率，基本上達(dá)到80%這樣超高的含水率，不僅含水率高，而且脫水還相當(dāng)困難。過(guò)去有的磚廠直接拿這種污泥摻到原料里使用，能摻進(jìn)去10%就算不錯(cuò)的業(yè)績(jī)了，因此，對(duì)污泥進(jìn)行脫水干燥是提高摻配比例的先決條件之一�，F(xiàn)在大多數(shù)污水處理廠在向下游提供污泥時(shí)，通常采用板框式壓濾機(jī)將污泥脫水至含水率50%~60%的板塊狀態(tài)（如圖2所示），再降低污泥的含水率，板框式壓濾機(jī)已經(jīng)無(wú)能為力了。要想提高污泥的摻量，這個(gè)含水率還是太高了，必須對(duì)其再一次脫水（干燥）處理。因?yàn)楦哌_(dá)50%~60%含水率的污泥摻兌到原料中，摻得越多留下的空隙越多，磚坯收縮越大，質(zhì)量很難得到保證。不僅如此，大量的水分在干燥與焙燒過(guò)程中，攜帶著污泥中的有害成分排放到車間和磚廠的周圍，造成比較嚴(yán)重的二次污染。
 
   需要指出的是，對(duì)污泥干燥脫水是一件比較困難的事情，這是污泥在產(chǎn)生過(guò)程中先天決定的，我們無(wú)法改變這一事實(shí)。因此有人夢(mèng)想采用自然干燥的辦法除去污泥中的水分，幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。但我們可以采取一些手段除去污泥中的部分水分，使污泥的含水率控制在生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品質(zhì)量都能兼顧的范圍內(nèi)，即簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程，又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
   目前比較適合磚瓦廠烘干污泥的方法主要有攤鋪烘干法和圓盤(pán)式污泥烘干法兩種，其他烘干方法雖然各有千秋，但太高的烘干成本讓磚瓦行業(yè)比較難以接受。
攤鋪烘干法最初是用于淤泥烘干的，其原理是利用傳輸裝置（透氣的篦子或者鋼絲網(wǎng)）將污泥反復(fù)傳輸，增加污泥與熱空氣的接觸時(shí)間和接觸面積，從而實(shí)現(xiàn)提高干燥效率的目的。因此有單層攤鋪干燥機(jī)和多層攤鋪干燥機(jī)之分（如圖3所示）。不過(guò)這種在干燥淤泥還尚且過(guò)得去的裝置，用于干燥污泥時(shí)卻難以盡人意。

   于是人們想到了利用太陽(yáng)能來(lái)幫助干燥的辦法，增設(shè)了大面積的“塑料大棚”，擴(kuò)大攤鋪的面積，確實(shí)起到了一定的效果，可是帶來(lái)了占地面積過(guò)大和冬季不能正常生產(chǎn)的問(wèn)題。值得提到的是，山東省镥宏窯爐公司在總結(jié)提高的基礎(chǔ)上，與隧道窯的余熱結(jié)合，開(kāi)發(fā)出一種安裝在隧道窯冷卻帶上的攤鋪干燥機(jī)，即利用了隧道窯的余熱，又解決了占地面積過(guò)大的問(wèn)題，很好地解決了上述難題。
   污泥圓盤(pán)式干燥機(jī)與其他干燥設(shè)備相比，傳熱面積大，具有攪拌功能，并且干燥效果好等優(yōu)點(diǎn)，是一種新開(kāi)發(fā)的污泥干燥設(shè)備，正在受到污泥處置行業(yè)的青睞。它是由固定的外殼（定子）、轉(zhuǎn)盤(pán)（轉(zhuǎn)子）和驅(qū)動(dòng)裝置組成，“轉(zhuǎn)盤(pán)”的稱呼由此而來(lái)的，從結(jié)構(gòu)上看很像我們磚廠常見(jiàn)的螺旋攪拌機(jī)（如圖4所示）。

 
   轉(zhuǎn)盤(pán)是由中空軸串聯(lián)起來(lái)的裝置，所有的轉(zhuǎn)盤(pán)焊接在這個(gè)中空軸上。而中心軸的內(nèi)腔與所有轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)腔相連通，熱介質(zhì)在這些空腔內(nèi)流動(dòng)，從而在推進(jìn)污泥的同時(shí)對(duì)污泥進(jìn)行加熱，從而達(dá)到促使污泥干燥脫水的目的，所以圓盤(pán)干燥機(jī)有點(diǎn)像螺旋攪拌機(jī)，上海興忒利公司就是采用這種方式干燥污泥。
   圓盤(pán)干燥機(jī)的熱介質(zhì)是與污泥不接觸的，干燥設(shè)備完全密閉，臭氣產(chǎn)生量少，工作環(huán)境好，所以廢氣體的處理比較簡(jiǎn)單，對(duì)污泥的干燥效果處于可調(diào)的狀態(tài)。設(shè)備占地面積小，自動(dòng)化程度高，因此比較受到燒結(jié)磚廠的歡迎。

5、潔凈生產(chǎn)
   潔凈生產(chǎn)的定義是指既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源，并保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)方法和措施。在生產(chǎn)過(guò)程中將廢物減量化、資源化和無(wú)害化是潔凈化的核心。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，就是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程與產(chǎn)品采取整體預(yù)防的環(huán)境策略，減少或者消除它們對(duì)人類及環(huán)境的可能危害，同時(shí)充分滿足人類需要，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化的一種生產(chǎn)模式。我們?cè)诎盐勰嘧鳛橘Y源加以利用的同時(shí)，一定要把污泥的無(wú)害化處置與生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)保處理結(jié)合起來(lái)，不然會(huì)得不償失，失去利用污泥的意義。
   燒結(jié)磚瓦廠在利用污泥的過(guò)程中，潔凈生產(chǎn)的措施主要有：①采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備；②選擇合理的設(shè)備；③保持全過(guò)程沒(méi)有廢氣逸出；④完善的環(huán)保處理設(shè)施；⑤滿足廢氣、廢水、廢渣全部達(dá)標(biāo)排放的嚴(yán)格要求。只有這樣從源頭削減污染，確保生產(chǎn)過(guò)程中不再產(chǎn)生和排放污染物。東莞永安空心磚廠采取的“煙氣循環(huán)”、“廢氣回?zé)�”和“�?fù)壓處置”等技術(shù)，都是潔凈化生產(chǎn)的好方法。而上海興忒利公司則采取綜合處置的“ASDUS”方法，其中就包含了干化焚燒、生物降解、生物除臭等先進(jìn)技術(shù)和專利，取得了不錯(cuò)的效果。

6、碳化污泥的運(yùn)用
   將污泥中的有機(jī)物細(xì)胞采用高溫裂解或低溫裂解的方法，使其“強(qiáng)制”脫出污泥中水分，保留污泥中大量碳含量的過(guò)程叫作污泥碳化。之前我們說(shuō)的“污泥干化”與此有些不同，碳化是把污泥中的生物細(xì)胞破解，促使污泥中固體物質(zhì)和水分分離，從而得到不含水分的碳化污泥。脫水后的污泥碳化物含水量極�。ㄐ∮�2%），有較高的發(fā)熱值，孔隙率大，松散，黑色，與煤炭外觀極為相似（如圖5所示）。

 
    由此可見(jiàn)，碳化污泥既可以作為燒結(jié)磚的燃料，又可以作為燒結(jié)磚的原料使用，實(shí)驗(yàn)室的條件下，碳化污泥與頁(yè)巖按照3：7的比例摻配，就能生產(chǎn)出質(zhì)量品質(zhì)很好的燒結(jié)磚樣品，結(jié)果令人滿意。
由于碳化污泥在生產(chǎn)過(guò)程中采用了嚴(yán)格的環(huán)保處理措施，拿到磚瓦廠利用時(shí)已經(jīng)不再是“滿身污染物”的固體廢棄物，而是改頭換面真正的有用資源，大大簡(jiǎn)化了磚瓦廠后續(xù)的生產(chǎn)工藝過(guò)程。不過(guò)，我們對(duì)碳化污泥的了解還很膚淺，還有許多工作需要認(rèn)真地去完成，但可以肯定地講，碳化污泥在磚瓦廠的應(yīng)用是今后重點(diǎn)發(fā)展的方向。

7、生產(chǎn)工藝的選擇
   由于污泥不能單獨(dú)作為原料用于生產(chǎn)燒結(jié)磚，而只能夠與其他原料如頁(yè)巖、建筑垃圾、煤矸石、黏土等摻兌在一起混合成能夠生產(chǎn)燒結(jié)磚的新原料。因此原料的處理尤為重要，對(duì)輥機(jī)、輪碾機(jī)、圓盤(pán)篩式捏合機(jī)和陳化庫(kù)都是非常必要的技術(shù)裝備。
   我們?cè)谧鑫勰嘀拼u的工業(yè)性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)規(guī)律，一是污泥含水率越高，摻入量越少，因?yàn)槲勰鄵降迷蕉�，泥條的成型水分越高，坯體強(qiáng)度下降。二是污泥摻得越多，磚坯收縮越大，因?yàn)槲勰喔缓�有機(jī)物，燒失量非常大。了解這些規(guī)律，再結(jié)合自身采取的技術(shù)路線，才能夠正確選擇合適的生產(chǎn)工藝。
   一次碼燒生產(chǎn)工藝是當(dāng)前磚瓦行業(yè)最常見(jiàn)的生產(chǎn)方法，由于生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單而受到推崇，但是拿一次碼燒來(lái)解決污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚的問(wèn)題，顯得非常勉為其難。原因就是很高的成型水分和強(qiáng)度很低的磚坯，不適應(yīng)一次碼燒生產(chǎn)工藝方法。由于污泥具有很高的含水率，對(duì)其烘干處理又是比較困難的，選擇二次碼燒生產(chǎn)工藝才是正確的做法。由于大多數(shù)磚瓦企業(yè)不熟悉二次碼燒的核心技術(shù)，對(duì)二次碼燒生產(chǎn)工藝存在很多誤區(qū)，所以往往忌諱談二次碼燒生產(chǎn)工藝。其實(shí)經(jīng)過(guò)很多年的發(fā)展，二次碼燒生產(chǎn)工藝已經(jīng)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，二次碼燒生產(chǎn)工藝技術(shù)不僅是空心磚和高檔產(chǎn)品的專屬，也是利用污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚的首選生產(chǎn)工藝。

8、干燥與焙燒
   磚坯干燥是整個(gè)工藝環(huán)節(jié)中最重要的部分，目前“漢斯型”室式干燥室和“內(nèi)循環(huán)”隧道式干燥室兩種干燥設(shè)施都是不錯(cuò)的選擇，這兩種干燥室都是采取單層干燥段方式干燥磚坯（如圖6所示），特別適合克服污泥制磚帶來(lái)的含水率高和磚坯強(qiáng)度低的問(wèn)題。切碼運(yùn)系統(tǒng)是干燥過(guò)程相配套的關(guān)鍵技術(shù)，例如與干燥室配合的自動(dòng)化上下架系統(tǒng)等，本文不再贅述，將另辟文章單獨(dú)探討。

    由雙級(jí)真空擠出機(jī)擠出的泥條經(jīng)數(shù)控切割成制品規(guī)格的坯體，然后由濕坯編組機(jī)對(duì)濕坯進(jìn)行編組，再送入托盤(pán)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)輸送到上架機(jī)，指狀叉車從上架機(jī)上將全部托盤(pán)取出，轉(zhuǎn)運(yùn)輸送進(jìn)大型室式干燥室里進(jìn)行干燥，這個(gè)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)作業(yè)。干燥完成的磚坯由機(jī)器人按要求把磚坯碼到窯車上，再進(jìn)入隧道窯中進(jìn)行焙燒（如圖7所示）。

    燒制摻兌了污泥的磚坯，比燒制傳統(tǒng)燒結(jié)磚難度大很多，不僅要求升溫緩慢，而且還要增加淤泥干燥廢氣回?zé)�技術(shù)，裝配式隧道窯很好地解決了以上難題，這種隧道窯采用了“煙熱分離”“煙熱回?zé)�”和“廢氣回?zé)�”等多�?xiàng)新技術(shù)。西安力元窯爐科技公司提出在隧道窯前設(shè)置“余熱靜停室”的方案是最好的“煙熱分離”措施，提高了隧道窯的工作效率。

9、工藝流程
   根據(jù)利用污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚的特殊情況，我們制定的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖8。
 

10、結(jié)束語(yǔ)
   利用污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚在我們行業(yè)至少已有20多年的歷史，可是發(fā)展卻非常緩慢，與現(xiàn)在相比，我們過(guò)去對(duì)污泥的認(rèn)識(shí)相當(dāng)粗淺，甚至有很多的誤區(qū)。現(xiàn)在，我們雖然對(duì)污泥的資源化利用有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，但是要實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，還有很多的工作要做。一方面我們不能過(guò)于樂(lè)觀，把污泥資源化利用看得那么簡(jiǎn)單；另一方面我們要高度重視這項(xiàng)工作的難度，不斷努力創(chuàng)新工作。
   我們還有一個(gè)認(rèn)識(shí)就是“專業(yè)的事情交給專業(yè)的人來(lái)辦”，污泥處置過(guò)程中要涉及環(huán)境保護(hù)、生物工程、設(shè)備研發(fā)等方面的領(lǐng)域，單打獨(dú)斗是辦不好這件事情的，與相關(guān)的專業(yè)處置公司、裝備制造企業(yè)和科研設(shè)計(jì)單位聯(lián)合，一起來(lái)攻克污泥利用的道道難關(guān)，實(shí)現(xiàn)磚瓦企業(yè)成為城市生態(tài)文明建設(shè)中重要的組成部分的目標(biāo)。

作者：梁嘉琪、鄭建宜、陳廣坤