專利名稱：利用霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水、污泥處理技術(shù)，具體為一種利用霞石微晶玻璃技術(shù)處理城 市污7jC污泥的工藝及設(shè)備。
技術(shù)背景城市化是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，城市的服務(wù)功能中最重大的難題就是每天產(chǎn) 生的工業(yè)廢棄物和生活廢棄物的處理問(wèn)題，把污泥和垃圾集中到郊區(qū)堆放或掩埋， 不但浪費(fèi)了資源，而且污染了周邊環(huán)境。目前的污水處理技術(shù)都采用微生物消化 法，要修大量的曝氣池和藥物投方樹來(lái)7乂水質(zhì)有嚴(yán)格要求，工業(yè)污水、生活污水 要分網(wǎng)建設(shè)，不但一次投資大，而且運(yùn)行費(fèi)用高。近年來(lái)，有的國(guó)家開(kāi)發(fā)出垃圾焚燒技術(shù)，浪費(fèi)了大量資源，加重了大氣污染。x^;f周知，傳統(tǒng)的污泥焚燒爐，污泥燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳(黑煙上天)，污 泥中的水分會(huì)帶走爐膛溫度，低 燒還會(huì)產(chǎn)生二噁英毒氣造成空氣二次污染。目前，出現(xiàn)了對(duì)于工廠的固體廢棄物有了一對(duì)氏值利用，如用發(fā)電廠粉煤 灰做輕術(shù)專，用于樓房間壁墻，但像鐵合金廠的有害金屬?gòu)U棄物卻無(wú)能為力，像 鉻渣、鎘渣、石申渣等都是劇毒物，嚴(yán)重污染著地下水，X寸人魏成極大的危害， 高禾根發(fā)展的產(chǎn)物手機(jī)、電腦、照相機(jī)等電子產(chǎn)品，產(chǎn)生了大量廢電池，這些 廢物混入污水和垃圾中，加重了垃圾處理和再生利用的難度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的工藝及設(shè) 備，解決傳統(tǒng)的焚燒爐處理城市污泥中存在的二次污染、黑煙上天等問(wèn)題。 本發(fā)明的技術(shù)方案是利用霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的工藝，具體歩驟如下 第一步，污水集中到總截污池，按重量占0.02-0.05%的粉煤灰、重量占 0.02-0.05%的石灰粉、重量占0.001-0.002%的絮凝劑向總截污池中填加，攪拌均 勻后的污水抽到副截污池中，通過(guò)副截污池中的攪拌器進(jìn)一步混勻；第二步，將污7jC抽至咖蓋塑料大棚的沉淀池中，沉淀池中裝有從熔化爐中引入的蒸氣管道，將污水加熱殺滅細(xì)菌和病毒，并將污水中的異味揮發(fā)出來(lái)，用抽 氣機(jī)將大棚中的氣體抽到空氣濾清室中進(jìn)行過(guò)濾和冷凝，蒸餾水匯集到儲(chǔ)水器中； 第三步，將沉淀池上層7K抽至搞心強(qiáng)濾機(jī)中過(guò)濾后排入清水池；第四步，將沉淀池底部的泥漿抽到儲(chǔ)泥池中，加入重量占0.5-1%的柴油和重 量占0.5-1%的液體石蠟，混勻后進(jìn)到壓力釜中經(jīng)過(guò)2.5-3MPa、加熱65-7(TC，使 石蠟、柴油、泥漿混勻；通過(guò)噴嘴打入熔化爐中燃燒，殘^^落在爐膛中經(jīng)與添加 1-3倍重量的霞石微晶玻璃原料混熔后，經(jīng)出料口流進(jìn)水^^也中，急冷?；?的顆料材料，粒度為l-6mm。戶，絮凝劑為聚合雙酸鋁鐵或氯化鐵。戶，噴嘴為可調(diào)式污泥噴嘴，噴出量為10-100kg/分鐘。本發(fā)明利用霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的設(shè)備包括依次設(shè)置的加料熔化 室、高溫熔化室、澄清室，加料熔化室、高溫熔化室、澄清室底部分別設(shè)置底插 式三相電極，加料熔化室、高m化室之間設(shè)有第一流液洞、過(guò)火口，高^(guò){七 室、澄清室之間設(shè)有第二流液洞、過(guò)火口，第一流液洞、第二流液洞呈梯度設(shè)置。 其中，加料熔化室的作用是對(duì)原料進(jìn)行初步混融成米粥狀，污泥在加料熔化室中 燃燒；高溫熔化室的作用是污泥殘?jiān)?jīng)電流攪拌與添加的霞石微晶玻璃原料混熔 后iSA高溫熔化室，由于高m化室設(shè)計(jì)的電量大，產(chǎn)生超高溫和強(qiáng)磁場(chǎng)，使霞 石中發(fā)生高^(guò)^文熱，油母頁(yè)巖產(chǎn)生微爆燃，點(diǎn)燃了分離的水中的氫原子，使溫度 進(jìn)一步增高，減少了煙塵中的微粒和7K蒸汽；澄清室的作用是消除玻璃液中的氣泡，使產(chǎn)品強(qiáng)度提高。戶，底插式三相電極傾斜安裝可產(chǎn)生角度電流，配合梯度設(shè)置的流溢洞，可產(chǎn)生下沉式旋轉(zhuǎn)液流。戶誠(chéng)底插式三相電極穿置于爐底的部分外側(cè)設(shè)置水封套，起冷卻和密封作用。 所述澄清室連接巡回吸附式保溫?zé)煹溃瑹煹莱隹谂c濕法除硫器相連，用于煙氣凈化除硫。本發(fā)明添加到熔化爐內(nèi)的微晶玻璃原料組成如下 霞石粉20-35%, 20-40目； 河砂15-25%， 60-80目，用于補(bǔ)充二氧化硅； 油母頁(yè)巖5-8%， 70-90目，用于爆燃；鋰輝石或鋰云母或高鋁土5-15%，鋰輝石90-120目，鋰云母為薄片狀，用于
助熔和補(bǔ)充三氧化二鋁；
砷渣或鉻渣或鎘渣15-25%， 20-40目，用于澄清和增加強(qiáng)度； 純堿或無(wú)水硫酸鈉3-5%，用于助熔、降低粘度； 硝酸鹽(硝酸鉀或硝酸鈉)1-3%，用于助熔和爆燃； 二氧化鈰0.5-1%，用于澄清和增加強(qiáng)度； 二氧化紀(jì)1-2.5%，用于增韌。
其制備工藝參見(jiàn)中國(guó)發(fā)明專利，發(fā)明名稱利用霞石制備微晶玻璃的工藝及 設(shè)備，專利號(hào)96115271.0。
本發(fā)明工藝是先用霞石微晶玻璃原料(包Sf分煤灰、石灰粉、聚合雙酸鋁鐵 或氯化鐵等)吸附、過(guò)濾污水，再將泥水快速分離，上層水經(jīng)蒸氣消毒、揮發(fā)異 味，進(jìn)一步過(guò)濾成為t細(xì)水，下層泥漿經(jīng)摻入柴油和石蠟用來(lái)做微晶玻璃電油熔 化爐燃料，殘?jiān)湓跔t膛中與添加的微晶玻璃原料混熔成為上等的微晶玻璃顆粒 料，可用來(lái)生產(chǎn)微晶玻璃與金屬混合粉末冶金產(chǎn)品、機(jī)械構(gòu)件和建筑材料。本發(fā) 明設(shè)備是超高溫(溫度范圍1800-220(TC)、可以產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的底插式三相電極熔 化爐和霞石高能配方實(shí)現(xiàn)了水的氫、氧分離和氫的燃燒放熱。與傳統(tǒng)技斜目比， 本發(fā)明的有益效果是
1、 X寸^7jC7K質(zhì)無(wú)要求。本發(fā)明X寸來(lái)7乂7jC質(zhì)無(wú)挑剔是因?yàn)槿∠松锵ü?藝，不需要培養(yǎng)微生物和細(xì)菌，所以不怕有毒重金屬也不管水的酸堿度，它可以 節(jié)省雨水、IQlk污水和生活污水的分流管線建設(shè)費(fèi)和工業(yè)小污7jC廠的建設(shè)和處理費(fèi)。
2、 泥水快速分離。本發(fā)明泥水分離靠的是添加微晶玻璃原料中的粉煤灰和石 灰粉來(lái)吸附、沉淀和過(guò)濾，泥水分離速度較快。
3、 水的氫、氧分離和氫燃燒放熱、蒸氣消毒和異味揮發(fā)、殘?jiān)茫_(dá)到 凈水回收、空氣無(wú)異味排放。本發(fā)明燃燒放熱靠的是超高鵬插式電極熔化爐， 蒸氣的產(chǎn)生和殘?jiān)暮?都離不開(kāi)這種特另啲電極熔化爐，該爐是整個(gè)污水處理 工藝技術(shù)的核心設(shè)備。本發(fā)明底插式電極熔化爐是與霞石配方和泥水中的氫、氧 分離及氫爆燃原理相輔相成的綜合技術(shù)，該爐是霞石微晶玻璃技術(shù)的核心設(shè)備， 其所以能產(chǎn)生超高溫(溫度范圍1800-2200°C)是因?yàn)橛心透邷貭t壁磚、吸附巡 回保溫?zé)煹篮腿嗟撞迨诫姌O形成了超高溫、強(qiáng)磁場(chǎng)弓l發(fā)霞石中的高能元素進(jìn)一 i^鎖放熱，這才能導(dǎo)致水的氫、氧分離和氫微爆燃，使熱量逐步增加，除熔化微晶玻璃原料之需，還有大量節(jié)余，才能引入沉淀 &S行污水消毒和揮發(fā)；污泥 燃燒后落在爐膛表面的殘?jiān)仨毰c添加的微晶玻璃原料混熔才能生產(chǎn)出合格產(chǎn) 品，只有該爐形成的下沉式中心旋流才能實(shí)現(xiàn)電流自攪拌，達(dá)到充分混熔的目的。
4、 本發(fā)明采用污泥(油)、電聯(lián)體底插式三相電極熔化爐、超高溫(溫度范 圍1800-2200°C)爐膽及巡回吸附式保溫?zé)煹?，三相電極傾斜安裝可產(chǎn)生角度電 流，配合梯度設(shè)置的流溢洞，可產(chǎn)生下沉式旋轉(zhuǎn)液流，其好處在于起到混;)^t 拌的作用，使污泥燃燒殘?jiān)c添加到熔化爐內(nèi)的微晶玻璃原料混熔。5、 本發(fā)明添加到熔化爐內(nèi)的微晶玻璃原料中包括油母頁(yè)巖和硝酸鹽，其作用 是在135(TC以上高溫剝牛下產(chǎn)生微爆炸燃燒，帶燃了分離出來(lái)的氫。6、 本發(fā)明投資僅是傳統(tǒng)方式的1/3，占地面積僅是傳統(tǒng)方式的1/3-1/4，在不 補(bǔ)貼條件下經(jīng)濟(jì)效益是傳統(tǒng)方式的10-20倍。


圖1為本發(fā)明處理城市污7jC污泥的設(shè)備示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3為圖2的B-B剖視圖。圖4為本發(fā)明處理城市污水污泥的工藝流程圖。圖中，l噴火口； 2進(jìn)料口； 3加料熔化室；4高溫熔化室；5爐墻；6外鐵皮； 7保溫層；8承重板；9水封套；10電極；11澆鑄的耐熱層；12爐墻；13澄清室; 14煙道；15出料口； 16第一流液洞；17第二流液洞；18過(guò)火口； 19保溫層；20 爐鏇；21煙道出口。具體實(shí)歸式如圖1-3所示，本發(fā)明處理城市污7jC污泥的設(shè)備結(jié)構(gòu)如下 該設(shè)備包括噴火口 1、進(jìn)料口2、加料熔化室3、高溫熔化室4、爐墻5、外 鐵皮6、保溫層7、承重板8、水封套9、電極IO、澆鑄的耐熱層ll、爐墻12、 澄清室13、煙道14、出料口 15、第一流液洞16、第二流液洞17、過(guò)火口 18、保 溫層19、爐鏇20、煙道出口21。依次設(shè)置的加料熔化室3、高溫熔化室4、澄清 室13底部分別設(shè)置底插式三相電極10，加料熔化室3、高溫熔化室4之間設(shè)有第 一流液洞16、過(guò)火口18，高溫熔化室4、澄清室13之間設(shè)有第二流液洞17、過(guò) 火口 18，第一流液洞16、第二流液洞17呈梯度設(shè)置；底插式三相電極10穿置于 爐底的部分外側(cè)設(shè)置水封套9，底插式三相電極10傾斜安裝；澄清室13連接巡 回吸附式保溫?zé)煹?4。另外，加料熔化室3、高溫熔化室4、澄清室13的外側(cè)設(shè)置爐墻5、爐墻12，爐墻外側(cè)包有外鐵皮6，加料熔化室3外側(cè)的爐墻5上設(shè)置 噴火口l、進(jìn)料口2，澄清室13外側(cè)的爐墻12上設(shè)置出料口 15;加料熔化室3、 高溫熔化室4、澄清室13的頂部設(shè)置爐鏇20、保溫層19;加料熔化室3、高溫熔 化室4、澄清室13的底部設(shè)置保溫層7、承重板8、澆鑄的耐熱層ll。 如圖4所示，本發(fā)明城市污水污泥的工藝流程如下污水集中到總截污池，通過(guò)加料道將原料室中的粉煤灰(重量占0.02-0.05%)、 石灰粉(重量占0.02-0.05%)、絮凝劑(聚合雙酸鋁鐵或氯化鐵重量占 0.001-0.002%)向總截污池中填加，池底有攪拌器，攪拌均勻后的污水抽到副截 污池中，通過(guò)副截污池中的攪拌器進(jìn)一步混勻，再抽到加蓋不透氣的塑料大棚的 沉淀池中，沉淀池中裝有從熔化爐中引入的蒸氣管道，將污水加熱殺滅細(xì)菌和病 毒，并將污水中的異味揮發(fā)出來(lái)，用抽氣機(jī)將大棚中的氣體抽到空氣媳青室中進(jìn) 行過(guò)濾和冷凝，蒸餾7jC匯集到儲(chǔ)7jC器中，經(jīng)包裝做為商用蒸餾水出售，經(jīng)過(guò)濾和 電解的清潔氣體直接排到大氣中；沉淀池上層水抽到離心強(qiáng)濾機(jī)室中過(guò)濾后排入 清7乂池，可直 封妾入城市自來(lái)水供水管道。沉淀池底部的泥漿抽到儲(chǔ)泥池中，加 入0.5-1%重量的柴油(用于燃燒)和0.5-1%重量的液體石蠟(用于燃燒和潤(rùn)滑)， 混勻后進(jìn)到壓力釜中經(jīng)過(guò)2.5-3MPa、加熱65-70°C，使石蠟、柴油、泥漿混勻， 然后通過(guò)噴嘴打入熔化爐的加料熔化室中，噴嘴為可調(diào)式污泥噴嘴，噴出量為 10-100kg/射中，石蠟、柴油、泥漿經(jīng)加料熔化室燃燒、熔化到粥狀(1400-1500。C)， 殘?jiān)湓跔t膛中經(jīng)與添加1-3倍重量的霞石微晶玻璃原料混熔后，繼續(xù)經(jīng)過(guò)高溫 熔化室進(jìn)一步高，化(1800-2200°C)后，進(jìn)入澄清室(1600-1700。C);澄清后， 經(jīng)出料口流進(jìn)7jC淬池中，急冷?；傻念w料材料，粒度為l-6mm。按重量百分比計(jì)，添加到熔化爐內(nèi)的微晶玻璃原料組成如下1、 霞石粉35%;河砂20%;油母頁(yè)巖7%;鋰光軍石15%;砷渣15%;純堿 4%;硝勝內(nèi)2%; 二氧化鈰0.5%; 二氧艦1.5%。2、 霞石粉30%;河砂20%;油母頁(yè)巖7%;鋰云母15%;鉻渣20%;純堿 4%;石肖酸鈉2%; 二氧化鈰0.5%; 二氧化釔1.5%。3、 霞石粉35%;河砂15%;油母頁(yè)巖7%;高鋁土15%;鎘渣20%;無(wú)水 硫酸鈉4%;硝酸鉀2%; 二氧化鈰0.5%; 二氧化釔1.5%。
權(quán)利要求
1、利用霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的工藝，其特征在于，具體步驟如下第一步，污水集中到總截污池，按重量占0.02-0.05％的粉煤灰、重量占0.02-0.05％的石灰粉、重量占0.001-0.002％的絮凝劑向總截污池中填加，攪拌均勻后的污水抽到副截污池中，通過(guò)副截污池中的攪拌器進(jìn)一步混勻；第二步，將污水抽到加蓋塑料大棚的沉淀池中，沉淀池中裝有從熔化爐中引入的蒸氣管道，將污水加熱殺滅細(xì)菌和病毒，并將污水中的異味揮發(fā)出來(lái)，用抽氣機(jī)將大棚中的氣體抽到空氣濾清室中進(jìn)行過(guò)濾和冷凝，蒸餾水匯集到儲(chǔ)水器中；第三步，將沉淀池上層水抽到離心強(qiáng)濾機(jī)中過(guò)濾后排入清水池；第四步，將沉淀池底部的泥漿抽到儲(chǔ)泥池中，加入重量占0.5-1％的柴油和重量占0.5-1％的液體石蠟，混勻后進(jìn)到壓力釜中經(jīng)過(guò)2.5-3MPa、加熱65-70℃，使石蠟、柴油、泥漿混勻；通過(guò)噴嘴打入熔化爐中燃燒，殘?jiān)湓跔t膛中經(jīng)與添加1-3倍重量的霞石微晶玻璃原料混熔后，經(jīng)出料口流進(jìn)水淬池中，急冷?；傻念w料材料，粒度為1-6mm。
2、 按照權(quán)利要求1戶腿的禾擁霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的工藝，其特 征在于所述絮凝劑為聚合雙酸鋁鐵或氯化鐵。
3、 按照權(quán)利要求1戶艦的禾U用霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的工藝，其特征在于，按重量百分比計(jì)，添力瞎鵬化爐內(nèi)的微晶玻璃原料組成如下霞石粉20-35%; 河砂15-25%;油母頁(yè)巖5-8%;鋰輝石或鋰云母或高鋁土 5-15%;砷渣或鉻渣或鎘渣15-25%;純堿或脈硫酸鈉3-5%; 硝艦1-3%; 二氧化鈰0.5-1%; 二氧化紀(jì)1-2.5%。
4、 按照權(quán)利要求1所述的利用霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的工藝，其特征在于所述噴嘴為可調(diào)式污泥噴嘴，噴出量為10-100kg/分鐘。
5、 一種禾傭霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包 括依次設(shè)置的加料熔化室(3)、高溫熔化室(4)、澄清室(13)，加料熔化室(3)、高溫熔化室(4)、澄清室(13)底部分另股置底插式三相電極(10)，加料熔化室 (3)、高^(guò)鵬化室(4)之間設(shè)有第一流液洞(16)、過(guò)火口 (18)，高 #化室(4)、 澄清室(13)之間設(shè)有第二流液洞(17)、過(guò)火口 (18)，第一流液洞(16)、第二 流液洞(17)呈梯度設(shè)置。
6、 按照權(quán)利要求5所述的禾傭霞石微晶玻璃處理城市污7乂污泥的設(shè)備，其特 征在于所述底插式三相電極(10)穿置于爐底的部分外偵股置水封套(9)。
7、 按照權(quán)利要求5所述的禾,霞石微晶玻璃處理城市污水污泥的設(shè)備，其特 征在于戶皿底插式三相電極(10)傾斜安裝。
8、 按照權(quán)利要求5所述的利用霞石微晶玻璃處理城市污7jC污泥的設(shè)備，其特 征在于所述澄清室(13)連接巡回吸附式保溫?zé)煹?14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及污水、污泥處理技術(shù)，具體為一種利用霞石微晶玻璃技術(shù)處理城市污水污泥的工藝及設(shè)備，解決傳統(tǒng)的焚燒爐處理城市污泥中存在的二次污染、黑煙上天等問(wèn)題。本發(fā)明工藝是用霞石微晶玻璃原料吸附、過(guò)濾污水，再將泥水快速分離，上層水經(jīng)蒸氣消毒、揮發(fā)異味，進(jìn)一步過(guò)濾成為飲用水，下層泥漿經(jīng)摻入柴油和石蠟用來(lái)做熔化爐燃料，殘?jiān)湓跔t膛中與添加的微晶玻璃原料混熔成為上等的微晶玻璃顆粒料，可用來(lái)生產(chǎn)微晶玻璃與金屬混合粉末冶金產(chǎn)品、機(jī)械構(gòu)件和建筑材料。本發(fā)明設(shè)備是超高溫、底插式三相電極熔化爐和霞石高能配方實(shí)現(xiàn)了水的氫、氧分離和氫的燃燒放熱。本發(fā)明對(duì)來(lái)水水質(zhì)無(wú)要求，達(dá)到凈水回收、空氣無(wú)異味排放，實(shí)現(xiàn)殘?jiān)鲋道谩?br> 文檔編號(hào)C03C10/00GK101302044SQ200710011239
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者趙鳳宇 申請(qǐng)人:趙鳳宇