一种污泥制砖方法工艺及制砖工艺系统与流程

1.本发明涉及污泥无害化处理及资源化利用和建筑材料技术领域，特别是一种污泥制砖方法工艺及制砖工艺系统。


背景技术：

2.污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质，是一种胶体物质，含水量高，如果使用污泥制砖，首先要对污泥进行干燥脱水，使污泥中的含水量达到制作污泥胚原料的要求，在对污泥进行干燥脱水时一般使用烘干机，烘干机耗能较大。
3.污泥中含有大量的磷，磷作为制作磷肥的主要材料，其可供使用的量已经不多，因此对污泥中磷的回收利用十分有必要，现有的污泥制砖工艺中很少对上述物质进行分离和处理，直接将污泥干燥制胚，会影响制成的砖块质量且造成资源的浪费。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种污泥制砖方法工艺及制砖工艺系统，能够回收污泥中的磷，消耗污泥中的有机物，除去臭味，减小干燥脱水时的能源消耗。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明的一种污泥制砖方法工艺及制砖工艺系统，包括如下步骤：
6.第一步骤，对原料污泥进行臭氧处理：将污泥放入臭氧处理干化一体设备内，所述臭氧处理干化一体设备内通过供给污泥中喷入含有臭氧的运载液体臭氧水，使得污泥发泡，并且通过添加吸附剂吸附出污泥中的磷；
7.所述吸附剂通过zn与al摩尔投料比为一定比例的类水滑石在一定温度下焙烧三小时而成；
8.第二步骤，对臭氧处理后的污泥进行脱水干化处理：在污泥中添加消石灰并放入臭氧处理干化一体设备内进行脱水，再通过独立热源进行加热干燥，最后利用余热进行二次干燥，经过两级干化工艺完成污泥干化过程；
9.第三步骤，对干化后的污泥进行重金属处理：添加稳定剂以抑制重金属对微生物的毒性，并固化重金属；
10.第四步骤，进行发酵除臭处理：向添加了稳定剂的污泥中投加菌种，进行好氧发酵或厌氧发酵，并在发酵工艺后添加除臭剂进行除臭；
11.第五步骤，将除臭处理过后的污泥与添加剂混合搅拌，再将混合物送入陈化池陈化；
12.第六步骤，制胚，调色，烘干后进行烧制。
13.、根据权利要求所述的一种污泥制砖方法工艺，其特征在于：所述臭氧水制备包括如下步骤：
14.第一步骤，制备臭氧：通过臭氧发生器制备臭氧；
15.第二步骤，将臭氧导入气液混合器内；
16.第三步骤，向所述气液混合器内导入运载液体，所述臭氧和所述运载液体在所述气液混合器内混合形成臭氧水。
17.进一步地，臭氧处理干化一体设备内设置臭氧处理腔，所述臭氧处理干化一体设备的上端面设置气液混合器接口，气液混合器通过所述气液混合器接口连通于所述臭氧处理腔，所述气液混合器接口处设置布水装置，所述臭氧处理腔的上端面开设投料口，所述臭氧处理腔内转动设置混合搅拌器，所述臭氧处理腔的底面设置送料口，所述臭氧处理腔通过所述送料口连通于所述搅拌压干腔，所述送料口处设置间歇送料装置；
18.环绕于所述搅拌压干腔设置独立热源腔，所述搅拌压干腔与所述独立热源腔之间通过电子门相隔，环绕于所述独立热源腔设置余热干燥腔，所述独立热源腔与所述余热干燥腔相连通，所述余热干燥腔的外壁上开设出料口，出料口处设置弧形移门。
19.进一步地，所述混合搅拌器包括多组搅拌组件，多组所述搅拌组件转动设置于中心转轴上，多组所述搅拌组件上下分层设置，各组所述搅拌组件的搅拌臂尺寸由上至下逐渐增大分布，且上下相邻两组所述搅拌组件的转动方向相反；
20.所述搅拌组件和中心转轴采用中空结构，所述搅拌组件的搅拌臂的转动反方向一侧的外壁上设置压力喷嘴，所述气液混合器通过所述气液混合器接口连通于所述中心转轴内腔，所述中心转轴内腔通过所述搅拌组件内腔连通于所述压力喷嘴。
21.进一步地，所述气液混合器包括进气腔以及进水腔，所述进气腔通过进气管连通所述臭氧发生器，所述进气管与所述进气腔的连接口处设置间歇性进气开关，所述进气腔的下方设置进水腔，所述进水腔通过进水管连接水泵，所述进气腔与所述进水腔之间通过隔板隔开，所述隔板上开设通气孔，所述进水腔通过下方的混合腔连通于所述气液混合器接口，所述混合腔与所述气液混合器接口连接处设置间歇性输液开关；
22.所述通气孔内滑动设置活塞杆，所述活塞杆的顶端设置活塞板，所述活塞板滑动设置于所述进气腔内，所述进气腔上端通过所述活塞板隔开形成积压腔，所述积压腔顶端设置具有足够弹力的弹性膜；
23.所述间歇性进气开关包括滑道和移动块，所述移动块滑动设置于所述滑道内，所述移动块通过驱动装置驱动，所述滑道的侧壁上开设进气口，所述进气口连接所述进气管；
24.所述通气孔中部侧壁开设通气支口，所述通气支口连通所述进气腔；
25.所述间歇性输液开关包括弹簧和滑块，所述滑块滑动设置于所述混合腔内，所述滑块通过所述弹簧连接于所述。混合腔底面上。
26.进一步地，所述间歇送料装置包括环绕于所述臭氧处理腔设置的过渡腔，所述臭氧处理腔的下端与所述过渡腔连通，所述过渡腔下端为漏斗状的送料口，所述送料口处对应设置升降平台，所述升降平台来回升降设置于所述送料口与所述臭氧处理腔底端之间，所述升降平台为中间厚四周薄的碟形圆盘。
27.进一步地，所述搅拌压干腔内设置搅拌压板组件，所述搅拌压板组件包括多组环绕于支撑环设置的压板组，所述压板组通过支撑环转动设置于中心轴上；所述搅拌压干腔底部设置腔门，所述腔门下方设置等水槽；
28.所述腔门为倒三角形的中空块状结构，所述腔门铰接于所述中心轴上，所述腔门上端面采用滤网结构，所述滤网结构下方连接漏斗形结构，所述漏斗形结构下端的开口对
准所述等水槽。
29.进一步地，所述压板组包括上压板和下压板，所述上压板环绕于所述上支撑环等距设置，所述下压板环绕于所述下支撑环等距设置，所述上支撑环与所述下支撑环在一定角度内相对往复转动；
30.所述上压板与所述下压板接触面上设置竖直纹路，所述上压板与所述下压板接触面上竖直纹路的凹凸部位相互啮合。
31.进一步地，所述独立热源腔上端面铺设电热丝，所述电热丝表面设置隔水层。
32.进一步地，所述余热干燥腔的内壁上设置保温层。
33.有益效果：本发明的一种污泥制砖方法工艺及制砖工艺系统，先利用臭氧对污泥进行氧化，去除污泥中的有机物，采用臭氧水注入污泥的方式，使得臭氧与污泥能够充分接触，提高臭氧的使用效率，再利用吸附剂吸附污泥中的磷，采用多级干化，充分利用余热，减少资源浪费和能源消耗，并在污泥干燥后，对污泥进行进一步的发酵和除臭处理，在节约能源的同时有效提高污泥胚料的品质，从而使得制得的工艺转经久耐用。
附图说明
34.附图1为制砖工艺系统的结构示意图；
35.附图2为臭氧处理干化一体设备的结构示意图；
36.附图3为混合搅拌器的结构示意图；
37.附图4为气液混合器的结构示意图；
38.附图5为搅拌压干腔内部结构图；
39.附图6为压板组结构示意图；
40.附图7为独立热源腔和余热干燥腔内部结构图。
具体实施方式
41.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
42.如附图1所述的一种污泥制砖方法工艺及制砖工艺系统，包括如下步骤：
43.第一步骤，对原料污泥进行臭氧处理：将污泥放入臭氧处理干化一体设备3内，
44.所述臭氧处理干化一体设备3内通过供给污泥中喷入含有臭氧的运载液体臭氧水，使得污泥发泡，并且通过添加吸附剂吸附出污泥中的磷；
45.所述吸附剂通过zn与al摩尔投料比为一定比例的类水滑石在一定温度下焙烧三小时而成；
46.第二步骤，对臭氧处理后的污泥进行脱水干化处理：在污泥中添加35
‑
45mg/l的消石灰并放入臭氧处理干化一体设备3内进行脱水，再通过独立热源进行加热干燥，所述独立热源温度为250～300℃，最后利用余热进行二次干燥，二次干燥的温度为150～200℃，经过两级干化工艺完成污泥干化过程；
47.第三步骤，对干化后的污泥进行重金属处理：添加稳定剂以抑制重金属对微生物的毒性，并固化重金属；
48.第四步骤，进行发酵除臭处理：向添加了稳定剂的污泥中投加菌种，进行好氧发酵或厌氧发酵，并在发酵工艺后添加除臭剂进行除臭；
49.所述除臭剂包括煤粉、氯酸钙粉、丙氨酸以及氧化锌，按照50:40:10:1的比例配置，添加的除臭剂与污泥重量比为1:10。
50.第五步骤，将除臭处理过后的污泥与添加剂混合搅拌，再将混合物送入陈化池陈化；
51.第六步骤，制胚，调色，烘干后进行烧制。
52.如附图2所述臭氧水制备包括如下步骤：
53.第一步骤，制备臭氧：通过臭氧发生器制备臭氧；
54.第二步骤，将臭氧导入气液混合器内；
55.第三步骤，向所述气液混合器内导入运载液体，所述臭氧和所述运载液体在所述气液混合器内混合形成臭氧水。
56.如附图2所述臭氧处理干化一体设备3内设置臭氧处理腔1，所述臭氧处理干化一体设备3的上端面设置气液混合器接口1
‑
2，气液混合器2通过所述气液混合器接口1
‑
2连通于所述臭氧处理腔1，所述气液混合器接口1
‑
2处设置布水装置1
‑
4，所述臭氧处理腔1的上端面开设投料口1
‑
1，所述臭氧处理腔1内转动设置混合搅拌器4，所述臭氧处理腔1的底面设置送料口1
‑
3，所述臭氧处理腔1通过所述送料口1
‑
3连通于所述搅拌压干腔6，所述送料口1
‑
3处设置间歇送料装置5；环绕于所述搅拌压干腔6设置独立热源腔7，所述搅拌压干腔6与所述独立热源腔7之间通过电子门相隔，环绕于所述独立热源腔7设置余热干燥腔8，所述独立热源腔7与所述余热干燥腔8相连通，所述余热干燥腔8的外壁上开设出料口9，出料口9处设置弧形移门9
‑
1，该设备是将气液混合器，臭氧处理机和干燥机合为一体的集成式设备，减少物料在各机器之间转运的时间，提高了效率，设备结构紧凑，减少了占地面积。
57.如附图3所述混合搅拌器4包括多组搅拌组件4
‑
1，多组所述搅拌组件4
‑
1转动设置于中心转轴4
‑
2上，多组所述搅拌组件4
‑
1上下分层设置，各组所述搅拌组件4
‑
1的搅拌臂尺寸由上至下逐渐增大分布，上下相邻两组所述搅拌组件4
‑
1的转动方向相反，通过多层次不同方向的搅拌，使得污泥与臭氧充分接触，提高了臭氧的利用效率；
58.所述搅拌组件4
‑
1和中心转轴4
‑
2采用中空结构，所述搅拌组件4
‑
1的搅拌臂的转动反方向一侧的外壁上设置压力喷嘴4
‑
3，所述气液混合器2通过所述气液混合器接口1
‑
2连通于所述中心转轴4
‑
2内腔，所述中心转轴4
‑
2内腔通过所述搅拌组件4
‑
1内腔连通于所述压力喷嘴4
‑
3，通过喷射的方式将含有臭氧的运载液体臭氧水直接喷入污泥中，减低臭氧挥发的损耗，使得臭氧与污泥充分接触，进一步地提高了臭氧的利用效率。
59.如附图4所述气液混合器2包括进气腔2
‑
1以及进水腔2
‑
3，所述进气腔2
‑
1通过进气管2
‑
4连通所述臭氧发生器，所述进气管2
‑
4与所述进气腔2
‑
1的连接口处设置间歇性进气开关2
‑
5，所述进气腔2
‑
1的下方设置进水腔2
‑
3，所述进水腔2
‑
3通过进水管2
‑
18连接水泵，所述进气腔2
‑
1与所述进水腔2
‑
3之间通过隔板2
‑
6隔开，所述隔板2
‑
6上开设通气孔2
‑
7，所述进水腔2
‑
3通过下方的混合腔2
‑
8连通于所述气液混合器接口1
‑
2，所述混合腔2
‑
8与所述气液混合器接口1
‑
2连接处设置间歇性输液开关2
‑
11；
60.所述通气孔2
‑
7内滑动设置活塞杆2
‑
19，所述活塞杆2
‑
19的顶端设置活塞板2
‑
9，所述活塞板2
‑
9滑动设置于所述进气腔2
‑
1内，所述进气腔2
‑
1上端通过所述活塞板2
‑
9隔开形成积压腔2
‑
2，所述积压腔2
‑
2顶端设置具有足够弹力的弹性膜2
‑
10；
61.所述间歇性进气开关2
‑
5包括滑道2
‑
14和移动块2
‑
12，所述移动块2
‑
12滑动设置
于所述滑道2
‑
14内，所述移动块2
‑
12通过驱动装置驱动，所述滑道2
‑
14的侧壁上开设进气口2
‑
13，所述进气口2
‑
13连接所述进气管2
‑
4；
62.所述通气孔2
‑
7中部侧壁开设通气支口2
‑
15，所述通气支口2
‑
15连通所述进气腔2
‑
1；
63.所述间歇性输液开关2
‑
11包括弹簧2
‑
16和滑块2
‑
17，所述滑块2
‑
17滑动设置于所述混合腔2
‑
8内，所述滑块2
‑
17通过所述弹簧2
‑
16连接于所述。混合腔2
‑
8底面上。
64.首先通过臭氧发生器生成的臭氧通过所述进气管输送入进气腔，同时间歇性进气开关内的移动块2
‑
12向进气口2
‑
13处靠近，由于进入进气腔内的气体逐渐增多，所述进气腔内气压增大，推动所述活塞板2
‑
9向上滑动，此时所述积压腔2
‑
2内空气开始压缩，所述弹性膜2
‑
10产生一定程度的膨胀，当活塞板2
‑
9向上滑动到一定距离时，所述活塞杆2
‑
19上移到无法堵住通气支口2
‑
15的位置，所述臭氧在压力的作用下通过通气孔进入所述进水腔2
‑
3，臭氧与运载液体被挤压进入混合腔2
‑
8内相互融合，所述间歇性输液开关2
‑
11在压力作用下，其弹簧2
‑
16收缩，所述滑块2
‑
17向下移动，使得气液混合器接口1
‑
2的入口打开，所述生成的臭氧水通过所述气液混合器接口1
‑
2进入到所述臭氧处理腔(1)内；
65.当所述积压腔2
‑
2内压力足够大时，所述移动块2
‑
12刚好堵住进气口2
‑
13，由于停止输送臭氧，进气腔内臭氧又在不断的进入到所述进水腔内，所述进水腔内压力逐渐减小，此时积压腔内压力大于所述进气腔内压力，所述活塞板向下运动，同时将进气腔内的臭氧推入进水腔内，直到积压腔内恢复常压，所述活塞杆堵住所述通气支口2
‑
15，以此完成了一次臭氧与运载液体的融合，整个过程运载液体以恒定压力输送进入进水腔；
66.所述移动块2
‑
12回移，使得进气口2
‑
13重新打开，重复上述过程，反复循环，以连续不断的生成臭氧水。
67.如附图2所述间歇送料装置5包括环绕于所述臭氧处理腔1设置的过渡腔5
‑
1，所述臭氧处理腔1的下端与所述过渡腔5
‑
1连通，所述过渡腔5
‑
1下端为漏斗状的送料口1
‑
3，所述送料口1
‑
3处对应设置升降平台5
‑
2，所述升降平台5
‑
2来回升降设置于所述送料口1
‑
3与所述臭氧处理腔1底端之间，所述升降平台5
‑
2为中间厚四周薄的碟形圆盘；
68.当升降平台下降时，所述漏斗状送料口支撑所述升降平台下端锥面，使得送料口关闭，此时所述臭氧处理腔1的下端与所述过渡腔5
‑
1连通，在所述臭氧处理腔1内经过臭氧处理过的污泥沿着所述升降平台上端锥面流向环绕于四周的过渡腔内，当所述升降平台上升，所述升降平台堵住所述臭氧处理腔的下端口，使得所述过渡腔与送料口相连通，所述过渡腔内的污泥通过送料口输送到搅拌压干腔6内，同时臭氧处理腔1形成独立的腔体，仍能够继续进行臭氧处理，待所述过渡腔内污泥排尽，所述升降平台下降，重复上述动作，实现间歇性的送料，且使得污泥在臭氧处理腔1内获得足够的混合搅拌时间，使得臭氧与污泥接触充分，且各部分工作互不干扰，有效的提高了生产效率。
69.如附图5所述搅拌压干腔6内设置搅拌压板组件6
‑
1，所述搅拌压板组件6
‑
1包括多组环绕于支撑环6
‑
2设置的压板组6
‑
3，所述压板组6
‑
3通过支撑环6
‑
2转动设置于中心轴上；所述搅拌压干腔6底部设置腔门6
‑
9，所述腔门6
‑
9下方设置等水槽6
‑
10；
70.所述腔门6
‑
9为倒三角形的中空块状结构，所述腔门6
‑
9铰接于所述中心轴上，所述腔门6
‑
9上端面采用滤网结构6
‑
11，所述滤网结构6
‑
11下方连接漏斗形结构6
‑
12，所述漏斗形结构6
‑
12下端的开口对准所述等水槽6
‑
10。
71.如附图6所述压板组6
‑
3包括上压板6
‑
4和下压板6
‑
5，所述上压板6
‑
4环绕于所述上支撑环6
‑
6等距设置，所述下压板6
‑
5环绕于所述下支撑环6
‑
7等距设置，所述上支撑环6
‑
6与所述下支撑环6
‑
7在一定角度内相对往复转动；
72.所述上压板6
‑
4与所述下压板6
‑
5接触面上设置竖直纹路6
‑
8，所述上压板6
‑
4与所述下压板6
‑
5接触面上竖直纹路6
‑
8的凹凸部位相互啮合；
73.首先进入搅拌压杆腔内的污泥经过上压板与下压板的挤压，挤出大部分的水，挤出的水透过下方的腔门落在等水槽内，然后通过搅拌压板组件的转动，使得加入的消石灰与污泥充分混合，进一步的脱去污泥中的水。
74.如附图7所述独立热源腔7上端面铺设电热丝7
‑
1，所述电热丝7
‑
1表面设置隔水层7
‑
2，设置隔水层避免电热丝与污泥的直接接触。
75.所述余热干燥腔8的内壁上设置保温层8
‑
1，通过设置保温层，避免温度的快速流失，充分利用余热进一步地对污泥进行干化处理，有效的节约了能源。
76.上述描述是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员而言，不脱离本发明的原理还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰还视为本发明的保护范围。