專利名稱：用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥、油脂的方法
技術領域：
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：
城市污水處理廠的污泥屬于危險廢棄物；加上江河湖泊清淤的污泥，如果亂堆亂棄，將對人們的生活環(huán)境構成了嚴重威脅，目前，全國每年產生污泥約3000萬噸左右，“重水 輕泥”、“重資源化利用輕無害化處理“的現(xiàn)象比較普遍。我國污泥無害化處理處置工作相對 滯后，城市污水廠的污泥是指處理污水所產生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，含有大量的 有機物、豐富的氮磷等營養(yǎng)物、重金屬以及致病菌和病原菌等，不加處理的排放會對環(huán)境造 成嚴重的污染。如果處置方法失當，會產生嚴重的二次污染。國內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 (主要為農用或生產燒結磚)、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、或容易產生二次污染、或生產過程中有污染等缺陷。不能同時滿足國家 要求的“無害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化”四個條件。

發(fā)明內容
針對上述情況，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， 進行無害化處理和回收利用，變害為寶，保護了生態(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、蛋白質及其它高分子有 機物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機物合計8% 12%，以Si02 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、蛋白質及其它高分子有機物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合 成有機物合計8% 12%，以污泥為原料以Si02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的污泥為原料，按重量 比過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，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，污泥含水率由85%降低到55% 60% ；氧化鈣 的細度為120 150目，過氧化鈣作除臭劑。2)、干化處理將污泥的混合料輸送到堿化池，采用自然風干法進行日曬干化，每天用犁翻機翻曬2 5次，7天后混合料的含水率降至7 10%，料?；緹o結塊現(xiàn)象后，裝 載至球磨車間；在不宜使用自然風干法的城市和環(huán)境中，將混合料用污泥攪拌機送入電輔 熱振動流化床干燥機再經(jīng)太陽能熱泵進行快速烘干，將蒸汽溫度控制在192°C以下，以防止 有毒物質的產生，經(jīng)兩次烘干后，污泥變得質地疏松、干燥后，輸送至球磨車間；在污泥攪拌 機上設計了蒸汽抽氣機，將這些水蒸汽轉送到振動流化床干燥機內，對污泥初料進行二次 汽霧加熱，又減少了臭氣污染；從振動流化床干燥機出來的尾氣，還帶有60°C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)、配料通過定量輸送機，按污泥干粉為12% 22%，細砂為80% 88%的重量比 例，將以上二種物料送入攪拌機，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物理反應進入溶融狀態(tài)，細砂用淤砂或山砂、河砂、風 積砂、工業(yè)鑄造用的廢型砂；當使用粉煤灰配料時，按重量百分比污泥干粉為15% 22%，粉 煤灰的含量為48% 63%，細集料為18% 32%，石膏為2% ；將污泥干粉、石膏粉摻入粉煤 灰、細集料中，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 的氫氧化鈣通過物理反應進入溶融狀態(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，在二氧化硅顆粒表面生成硅酸鈣，生產成“生料”。6)、消化將生料輸送至消化池中，消化2 6小時，生料溫度從常溫達到50 650C，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，攪拌均勻，再輸送至壓磚機沖壓成型，制成磚 坯。8)、蒸養(yǎng)將磚坯堆碼在蒸養(yǎng)臺車上，送入蒸壓釜，經(jīng)高溫192°C蒸養(yǎng)7 9小時后 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汽的2#蒸壓釜， 關閉連通管閥門；再將1#蒸壓釜的尾汽排放四分之一到等待進汽的3#蒸壓釜，關閉連通管 閥門；再將1#蒸壓釜的尾汽排放八分之一到等待進汽的4#蒸壓釜，關閉連通管閥門；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)過程中，蒸壓釜的頂部有一根進汽減壓閥，不停地排放 少量的蒸汽，用管道將其尾汽導入濃硫酸池，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、蛋白質及其它高分子有機物、烷基苯磺酸鈉 (ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機物合計8% 12%，以Si02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、或容易產生二次 污染、或生產過程中有污染等缺陷。完全滿足國家要求的“無害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化” 四個難以同時達到的條件。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術所產生的有益效果
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，就直接生產出完全符 合國標的灰砂磚或蒸壓粉煤灰 磚一國家五個部委聯(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新型灰砂磚約2500Kg，折算成935塊 標準磚；同時生產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 llKg。2、生產過程屬于低消耗，低能耗的低炭經(jīng)濟，蒸汽的循環(huán)利用，節(jié)約能源達60%以 上
3、本發(fā)明的核心技術是二物四用，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。污泥堿化、干化處理的主要成本氧化鈣(CaO)、除臭劑過氧化鈣(Ca02)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、生產過程采用自動化，防止了污泥加工過程中對工作人員的感染；且可大批量、 高效率生產。5、用生石灰(氧化鈣)堿化脫水和192°C高溫蒸養(yǎng)相結合殺菌、殺毒和有害病菌 卵，能快速減少污泥體積與質量；高效加速了有機物的分解、徹底殺滅了病毒、細菌、微生物 與寄生蟲卵等生物危害物，提高了生產過程安全性與最終產品的安全性。用國家提倡的高溫蒸養(yǎng)方法生產建材，提取了污泥中最難的提取物——硫類物 質、氨類物質與油脂，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毒無害，有利用人體健康和周邊環(huán)境。6、對尾汽尾水回收利用，生產出化肥和油脂，既獲得了良好的經(jīng)濟效益，又保護了 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、生產過程完全無“三廢”排放。本發(fā)明適用于對各種放射性不超標的污泥、淤砂(細砂)、粉煤灰的回收利用。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2為濃縮污泥有機物成分圖。圖3為采用自然風干法進行污泥堿化干化處理工藝流程圖。圖4為采用振動流化床汽霧干燥和太陽能熱泵干燥法進行污泥堿化、干化處理工 藝流程圖。圖5為用污泥干粉制造蒸壓灰砂磚及硫酸銨化肥和油脂的工藝流程圖。圖6為用污泥干粉制造蒸壓粉煤灰磚及硫酸銨化肥和油脂的工藝流程圖。圖7為污泥制造的蒸壓灰砂磚的性能測試圖。圖8為污泥制造的蒸壓粉煤灰磚的性能測試圖。
具體實施例方式由附1至圖8所示，一種用污泥制造蒸壓灰砂磚或粉煤灰磚及化肥的方法，蒸 壓灰砂磚的重量百分含量為污泥干粉為12% 22%，細砂為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、蛋白質及其它高分子有 機物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機物合計8% 12%，以Si02 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、蛋白質及其它高分子有機物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合 成有機物合計8% 12%，以污泥為原料以Si02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%。制造蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚及化肥和油脂的工藝流程步驟為
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的污泥為原料，按重量 比過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，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，污泥含水率由85%降低到55% 60% ；氧化鈣 的細度為120 150目，過氧化鈣作除臭劑。用氧化鈣作為無機藥劑對污泥堿化、穩(wěn)定、殺毒、殺菌、脫水處理，氧化鈣與水反應 生成氫氧化鈣，在此過程中IKg氧化鈣可以化合0. 32Kg水、釋放1141KJ的熱量，將溫度提 升到70°C，PH值提升到12以上，從而有效殺滅病原體，并分解有機物，污泥中的硫類物質惡 臭類氣體變成了石膏CaS04。污泥堿化、穩(wěn)定、脫水技術的控制性參數(shù)是污泥的pH值及其保持時間?；瘜W方程式Ca0+H20= Ca (OH) 2+ 熱量
污泥里面含硫量高，氧化鈣與硫化物發(fā)生化學反應，生成硫酸鈣即石膏。化學方程式Ca0+H2S+202= CaS04
2)、干化處理將污泥的混合料輸送到堿化池，采用自然風干法進行日曬干化，每天用犁翻機翻曬2 5次，7天后混合料的含水率降至7% 10%，料?；緹o結塊現(xiàn)象后，裝載 至球磨車間；在不宜使用自然風干法的城市和環(huán)境中，將混合料用污泥攪拌機送入電輔熱 振動流化床干燥機再經(jīng)太陽能熱泵進行快速烘干，將蒸汽溫度控制在192°C以下，以防止有 毒物質的產生，經(jīng)兩次烘干后，污泥變得質地疏松、干燥后，輸送至球磨車間；在污泥攪拌機 上設計了蒸汽抽氣機，將這些水蒸汽轉送到振動流化床干燥機內，對污泥初料進行二次汽霧加熱，又減少了臭氣污染；從振動流化床干燥機出來的尾氣，還帶有60°C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。電輔熱振動流化床干燥機再經(jīng)太陽能熱泵進行快速烘干的過 程中，溫度控制在192°C以下，保證了 98%有機質有效保存或提取，實現(xiàn)了污泥處理全過程 無害化，全部分類資源化，污泥中的氨類、胺類物質等惡臭類氣體變成了化肥(NH4) 2S04。污泥里面含氨量高，NH40H與硫化物在高溫下發(fā)生化學反應，生成硫酸銨(NH4) 2S04或硫酸氫銨(NH4) HS04?；瘜W方程式NH40H+H2S+202= (NH4) 2S04+2H20 氧化鈣與碳水化合物在高溫下分解時產生的二氧化碳發(fā)生化學反應，生成碳酸鈣?；瘜W方程式Ca0+C02 = CaC03
3)、球磨粉碎將混合料用球磨機粉碎至120 150目，制造成污泥干粉，提升至貯灰罐
保存、備用。一是保證蒸壓灰砂磚原料中氫氧化鈣不低于11%，保證蒸壓粉煤灰磚原料中氫氧 化鈣不低于13%，二是扣除污泥干粉中的氫氧化鈣和水份以外，對污泥干粉中其他物質的重 量百分比總含量要定期檢測，其他物質的總重量不得超過蒸壓灰砂磚砂料的12%。4)、配料通過定量輸送機，按污泥干粉為12% 22%，細砂為80% 88%的重量 比例，將以上二種物料送入攪拌機，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物理反應進入溶融狀態(tài)。細砂用淤砂或山砂、河 砂、風積砂、工業(yè)鑄造用的廢型砂；細砂質量必須符合GB11945-1999《蒸壓灰砂磚》或JC/ T637-1996《蒸壓灰砂空心磚》的要求。利用蒸壓灰砂磚允許砂中含泥土 15%以下的原理，在灰砂磚準備砂料時，將細砂 洗凈，去除泥土，將處理過的污泥干粉(不包括氫氧化鈣的重量)置換15%以下的空間；由 于污泥干粉的細度及均勻度比泥土好得多，填充在砂粒中更均勻，更密實，加上污泥干基中 的聚丙烯酰胺(污水處理時的絮凝劑)、硫酸鈣(污泥堿化的化合物)都屬于粘合劑，所以，摻 入污泥干粉制造的蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚強度更高，理化性能更好。按照GBl 1945 — 89《蒸壓灰砂磚》和JC/T637 — 1996《蒸壓灰砂空心磚》要求， 其灰砂磚配料中氧化鈣含量不低于8%，經(jīng)氧化鈣與氫氧化鈣的分子量換算，灰砂磚原料中 氫氧化鈣不低于11% ；按照JC239 - 2001《蒸壓粉煤灰磚》要求，氧化鈣含量不低于9%，經(jīng) 分子量換算，粉煤灰磚氫氧化鈣不低于13%。所以，污泥干粉中氫氧化鈣的含量要定期、定批檢測，且放射性應符合國家標準規(guī)定。配合比如污泥干粉細砂重量比為14:86，其計算依據(jù)為，《蒸壓灰砂磚》要求 氫氧化鈣細砂重量比為11:89，假設污泥干粉料中氫氧化鈣的含量為80%，因此求得 11 + 0. 8=13. 75，所以按照14:86的比例是比較合適的；依此類推。當使用粉煤灰配料時，按重量百分比污泥干粉為15% 22%，粉煤灰的含量為 48% 63%，細集料為18% 32%，石膏為2% ；將污泥干粉、石膏粉摻入粉煤灰、細集料中，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 物理反應進入溶融狀態(tài)。粉煤灰要符合JC409-91《硅酸鹽建筑制品用粉煤灰》的要求，放射性應符合GB6763的規(guī)定。粉煤灰活性越高，制品的質量越好，這主要取決于粉煤灰中活性Si02和A1203的 含量。當這些成分含量高，燒失量少時，粉煤灰活性就高。通常要求粉煤灰中的A1203含量 在15%以上，Si02的含量在40%以上。配合比隨各地原材料化學成分及對產品要求不同而 不同，粉煤灰摻量為48% 63%，氧化鈣粉為9% 11%，砂為20% 35%，摻合料為3% 5%， 原材料計量誤差控制在1%以下。成型水分的控制對高強磚的生產十分重要。蒸壓粉煤灰磚中的石灰用量是以有效氧化鈣含量計算的。最佳有效氧化鈣的含量 范圍為8% 11%。配合比如污泥干粉料中氫氧化鈣的含量為80%，因此求得 11 + 0. 8=13. 75，14 + 0. 8=17. 5，所以按照18的比例是比較合適的。污泥干粉料粉煤灰摻 量為18:82。
氧化鈣摻量=污泥干粉料中有效氫氧化鈣含量X 100% 粉煤灰摻量(％) =100%—污泥干粉料摻量。石膏可采用天然石膏和工業(yè)石膏，它們可以是二水石膏、半水石膏或無水石膏。石膏在蒸壓粉煤灰磚中的作用是加速水化反應，提高磚的早期強度，特別是抗折 強度。石膏中CaS04含量應不小于65%。使用石膏干粉末時，細度要求為88微米孔篩篩余 糧< 15%。蒸壓粉煤灰磚的石膏摻量按石灰、粉煤灰之和1% 2%為宜。細集料是煤渣、液態(tài)渣、水渣等工業(yè)廢渣，也可以采用天然砂等天然細集料作骨 料。水用量是影響蒸壓粉煤灰磚產品質量和成型工藝的重要因素，水量應保證在工藝 過程中消解和形成水化產物的需求，還需保證成型時結合性良好，成型水份過多或過少都 會使成型時產生“過壓”現(xiàn)象。容易損壞磚機，另外水份過少還會產生磚坯過厚，過多易產生 磚坯層裂，這些都會影響磚的外形和質量。蒸壓粉煤灰磚成型時的水份即總量應在19% 23%。它是原材料中所含水量在攪拌、輪碾等工藝過程中加入水量之和。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，在二氧化硅顆粒表面生成硅酸鈣，生產成“生料”。6)、消化將生料輸送至消化池中，消化2 6小時，生料溫度從常溫達到50 650C，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，攪拌均勻，再輸送至壓磚機沖壓成型，制成磚坯； 壓磚機有轉盤式壓磚機和多孔磚壓磚機，用機械隨機抽樣法抽取100塊磚進行尺寸偏差、 外觀檢驗，全部合格。8)、蒸養(yǎng)將磚坯堆碼在蒸養(yǎng)臺車上，送入蒸壓釜，經(jīng)高溫192°C蒸養(yǎng)7 9小時后 冷卻，制造出成品灰砂磚或粉煤灰磚。高溫蒸養(yǎng)的原理在高溫水勢介質作用下，灰砂磚配合料硅質材料中的淺表 層二氧化硅溶于液相中，它同溶于液相中的氫氧化鈣結合，生成各種類型的水化硅酸鈣 (0. 66 2. 40)
CaO · SiO · (0. 3 4. 0)H0[1 2]。這些水化礦物都是溶解度較低的物質，因此，很容 易使液相達到飽和而析出，析出的晶粒之間通過“品”形接觸點相聯(lián)結，形成結晶連生體。隨 著液相中新生成的結晶接觸點聯(lián)結，形成更多的結晶連生體。隨著液相中新生成的結品不斷析出，結晶連生體將砂子、污泥干粉中的泥土、硫酸鈣、碳水化合物、各類重金屬等等進一步填充、密實和強化。從而把它們膠結起來。最后形成理化性能、環(huán)保安全性能都滿足建筑使用要求的實心蒸養(yǎng)灰砂磚或空心蒸養(yǎng)灰砂磚原材 料。蒸壓粉煤灰磚的性能是由于粉煤灰中的有效硅、鋁成份與生石灰中的有效鈣成份 相互作用的結果，而生石灰中的有效氧化鈣的含量是不變動的，因此，確定生石灰摻量是以 有效氧化鈣進行計算。粉煤灰屬灰質活性材料，從化學組成來看，含有較多的活性Si02 和A1203 (約占80%)以及少量的Fe203、CaO、MgO。高溫蒸養(yǎng)的好處堿化污泥過程中產生的化學溫度約70°C處理與高溫蒸養(yǎng)192°C 過程中的物理殺病毒相結合，能快速減少污泥體積與質量；高效加速了有機物的分解、徹底 殺滅了病毒、細菌、微生物與寄生蟲卵等生物危害物，提高了生產過程安全性與最終產品的 安全性。圖7為污泥制蒸壓灰砂磚的性能測試圖，其性能完全達到了國家標準規(guī)定。圖8為污泥制蒸壓粉煤灰磚的性能測試圖，其性能完全達到了國家標準規(guī)定。9)尾汽尾水處理用梯級減壓，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汽的2#蒸壓釜， 關閉連通管閥門；再將1#蒸壓釜的尾汽排放四分之一到等待進汽的3#蒸壓釜，關閉連通管 閥門；再將1#蒸壓釜的尾汽排放八分之一到等待進汽的4#蒸壓釜，關閉連通管閥門；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)過程中，蒸壓釜的頂部有一根進汽減壓閥，不停地排放 少量的蒸汽，用管道將其尾汽導入濃硫酸池，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。由于在灰砂磚坯中和粉煤灰磚坯中含有少量的硫酸銨或硫酸氫銨，它們在192°C 高溫下再次分解，產生氨氣。經(jīng)實驗檢測，一噸污泥經(jīng)以上生產工藝處理后，約產生10-12kg 左右的氨氣?；瘜W方程式(NH4)2S04 = 2NH3 +H2S04 H2S04+Ca(OH)2 = CaS04+2H20
在灰砂磚磚坯的蒸養(yǎng)過程中，蒸壓釜的頂部有一根進汽減壓閥，不停地排放少量的蒸 汽，為了保護環(huán)境，用管道將其尾汽導入濃硫酸池，去除氨氣，獲取硫酸銨化肥。經(jīng)實驗計算，一噸污泥經(jīng)以上除氨生產工藝處理后，約生產36. 5Kg左右的硫酸銨 化肥。化學方程式H2S04+2NH3= (NH4) 2S04
在蒸壓釜底部的尾水中可以發(fā)現(xiàn)一層厚厚的油脂，這是在8小時的濕蒸環(huán)境下，污泥 干粉中的油脂遇熱，在水分子的作用下，大部分從磚坯中滲透出來，流到了蒸壓釜底部的尾 水中，將尾水放入蓄水池中冷卻，就得到了油脂。為了節(jié)省水資源，將以上冷卻水抽到專用 加水池，循環(huán)利用。根據(jù)地區(qū)氣候差異和生石灰資源的不同，堿化脫水時氧化鈣對污泥的重量百分配 合比可以在一定范圍內變化，以保證污泥干粉的制造的價格低，質量好，有良好的經(jīng)濟效
益 ο在生石灰資源較少、價格較高地區(qū)，生石灰與污泥的重量比可以設計為1 :5 10，生石灰摻入越少，污泥含水率降低也越少，需要增加電輔熱烘干的功率與時間。在生石灰資源一般、價格適中地區(qū)，生石灰與污泥的重量比可以設計為1 :2 5，也需要電輔熱烘干。在生石灰資源豐富、價格低地區(qū)，生石灰與污泥的重量比可以設計為1 :1 2，生 石灰摻入越多，污泥含水率降低也越多，不需要電輔熱烘干；尤其是干燥地區(qū)或干燥季節(jié)， 宜采取自然風干的方法，以節(jié)省能耗。以上生石灰與污泥的重量比雖然變化很大，但污泥含水率為85%，因此制造出的污 泥干粉的氫氧化鈣含量保持在灰砂磚原料中氫氧化鈣不低于11% ；粉煤灰磚原料中氫氧化 鈣不低于13%。實施例1 在空氣干燥地區(qū)如北方、云貴高原，該地砂資源、石灰石資源豐富，生石 灰價格低。某污水廠污泥日處理量為30噸，污泥含水率為85%，采用重量比為CaO:污泥 =l:l,Ca02:污泥=2:100。由于當?shù)乜諝飧稍?，適宜采用堿化脫水加自然風干的方法制造污 泥干粉，以節(jié)省烘干設備投入及降低能耗。那么，污泥干粉細砂=13:87。工廠總占地面 積約23畝，其中堆砂場5畝、堆磚場10畝、污泥堿化池場地3畝。日產標準灰砂磚24萬塊， 日產化工級別的硫酸銨約llOOKg，日產工業(yè)用油脂約300Kg。以上工藝詳見附圖2、附圖4， 蒸壓灰砂磚性能完全達到了國家標準規(guī)定。實施例2在中南地區(qū)，四季分明，該地砂資源、石灰石資源豐富，生石灰價格中等。 某城市幾個污水廠污泥日處理為量150噸，污泥含水率為85%，擬采用生石灰堿化、干化污 泥的方法，重量比為CaO:污泥=1:3，&02:污泥=2:100。由于污泥日處理量較多，城市環(huán) 境不允許翻曬污泥，適宜采用純化學干燥法加電輔熱烘干方法制造污泥干粉，采取流水線 生產方式處理污泥。那么，污泥干粉細砂=17:83。工廠總占地面積約30畝，其中堆砂 場6畝、堆磚場15畝、污泥堿化場地3畝。日產標準灰砂磚48萬塊，日產化工級別硫酸銨 約5475Kg，日產工業(yè)用油脂約1400Kg。以上工藝詳見附圖3、附圖4，蒸壓灰砂磚性能完全 達到了國家標準規(guī)定。實施例3:在沿海地區(qū)，該地粉煤灰、砂資源豐富、但石灰石資源必須從外地調入， 生石灰落地價格較高。某城市幾個污水廠污泥日處理量為450噸，污泥含水率為85%，采用 生石灰堿化、干化污泥的方法，重量比為CaO:污泥=l:5，Ca02 污泥=3:100。由于污泥日處 理量較多，城市環(huán)境不允許翻曬污泥，適宜采用化學干燥法加電輔熱烘干方法制造污泥干 粉，采取流水線生產方式處理污泥。那么，污泥干粉細砂=22:78。工廠總占地面積約80 畝，其中堆砂場20畝、堆磚場30畝、污泥堿化場地6畝。日產標準灰砂磚120萬塊，日產化 工級別硫酸銨約16425Kg，日產工業(yè)用油脂約4050Kg。以上工藝詳見附圖3、附圖4，蒸壓灰 砂磚性能完全達到了國家標準規(guī)定。
權利要求
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、蛋白質及其它高分子有機物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機物合計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、蛋白質及其它高分子有機物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機物合計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，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，污泥含水率由85%降低到55% 60% ；氧化鈣的細度為 120 150目，過氧化鈣作除臭劑；2)、干化處理將污泥的混合料輸送到堿化池，采用自然風干法進行日曬干化，每天翻 曬2 5次，7天后混合料的含水率降至7% 10%，料?；緹o結塊現(xiàn)象后，裝載至球磨車 間；在不宜使用自然風干法的城市和環(huán)境中，將混合料經(jīng)污泥攪拌機送入電輔熱振動流化 床干燥機再經(jīng)太陽能熱泵進行快速烘干，將蒸汽溫度控制在192°C以下，以防止有毒物質的 產生，經(jīng)兩次烘干后，污泥變得質地疏松、干燥后，輸送至球磨車間；在污泥攪拌機上設計了 蒸汽抽氣機，將這些水蒸汽轉送到振動流化床干燥機內，對污泥初料進行二次汽霧加熱，又 減少了臭氣污染；從振動流化床干燥機出來的尾氣，還帶有60°C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)、配料通過定量輸送機，按污泥干粉為12% 22%，細砂為80% 88%的重量比例，將 以上二種物料送入攪拌機，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物理反應進入溶融狀態(tài)，細砂用淤砂或山砂、河砂、風積砂、 工業(yè)鑄造用的廢型砂；當使用粉煤灰配料時，按重量百分比污泥干粉為15% 22%，粉煤灰 的含量為48% 63%，細集料為18% 32%，石膏為2% ；將污泥干粉、石膏粉摻入粉煤灰、細 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 氧化鈣通過物理反應進入溶融狀態(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，在二氧化硅顆粒表面生成硅酸鈣，生產成“生料”；6)、消化將生料輸送至消化池中，消化2 6小時，生料溫度從常溫達到50 65°C， 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，攪拌均勻，輸送至壓磚機沖壓成型，制成磚坯；8)、蒸養(yǎng)將磚坯堆碼在蒸養(yǎng)臺車上，送入蒸壓釜，經(jīng)高溫192°C蒸養(yǎng)7 9小時后冷 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汽的2#蒸壓釜，關 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汽的3#蒸壓釜，關閉連通管 閥門；再將1#蒸壓釜的尾汽排放八分之一到等待進汽的4#蒸壓釜，關閉連通管閥門；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)過程中，蒸壓釜的頂部有一根進汽減壓閥，不停地排放 少量的蒸汽，用管道將其尾汽導入濃硫酸池，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。
全文摘要
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、蛋白質及其它高分子有機物、烷基苯磺酸鈉(ABS)、甲酚及難降解的性能穩(wěn)定的合成有機物合計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)污泥處理中易產生二次污染的缺陷。適用于對各種放射性不超標的污泥的回收利用。
文檔編號C04B28/14GK101830613SQ20101020258
公開日2010年9月15日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者李玉光, 楊運泉 申請人:李玉光