专利名称：一种利用化工行业剩余污泥制砖的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业废弃物的资源化处置，具体是一种利用化工行业剩余污泥制 砖的工艺。
背景技术：
化工行业的污泥不仅体积庞大，且有机毒物含量高，颗粒细，呈絮状胶体结构，具 有高亲水性。我国现有大小化工园区1000余个，拥有大小化工企业10万余家。这些化工 企业每天产生数万吨的剩余污泥，污泥的含水率高达95%以上，且含有各种有机毒物。按照 我国最新颁布的《国家危险废物名录》规定，化工、医药和农药等行业废水处理过程中产生 的剩余污泥为危险固体废弃物，须送有资质的危险废物处置中心集中处理。如果处置不当 极易对环境造成二次污染。因此，如何妥善地处置污泥，已成为当今世界各国关注的研究课 题。目前，国内外传统的污泥最终处置方法主要有填埋、焚烧、消化、堆肥等。焚烧易 产生强烈致癌作用的二噁英污染，且焚烧费用高，企业难以承受。新兴的污泥处理技术主要 有热干燥法、湿式氧化和超声波法等。污泥热干燥法能大幅减少污泥的体积，但初期投资和 运行费用过高。湿式氧化法须在高温、高压条件下操作，能耗高、投资大，难以实现规模化与 工业化应用。因此，上述方法都不是安全和经济地处理污泥的理想方法。采用污泥制砖是污泥资源化利用的有效途径之一，现有的污泥制砖技术多是采用 城市污水处理厂污泥、市政污泥等，且多添加粘土、高岭土、水泥等辅料，虽然制的砖强度 高，但存在着制砖成本较高等问题，目前，建筑行业仅烧制粘土砖这一项每年取土就高达 14. 3亿m3，尤其是一些耕地本来就十分紧缺的地区和粮食生产区，局部地区已经到了无土 可挖、无土可用的地步，这种情况将直接影响到我们未来的生存环境。化工行业剩余污泥因其组分复杂，有机毒物含量高，如何采用化工污泥制砖是一 大难点问题。同时，我国工业固体废渣，尤其是粉煤灰，年排放总量超过10亿吨，并且还在 以每年1亿吨的速度增加，虽然粉煤灰每年的利用量也在不断增加，但总利用率还不足每 年排放量的50%。露天堆放粉煤灰会占用大量的土地，刮风天灰尘污染空气，下雨天渗水污 染地下水，已成为影响城市环境的污染源。综合利用化工剩余污泥和粉煤灰等工业固体废 渣生产功能环境材料，符合循环经济的发展方向。但对利用化工行业的剩余污泥及工业固 体废渣制砖技术鲜有报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种利用化工行业剩余污泥制砖的 工艺，达到以废治废、变废为宝的目的。本发明的技术方案为一种利用化工行业剩余污泥制砖的工艺，具体步骤如下(1)将化工污泥经带式压滤，质量含水率降为70 85%，再利用窑炉烟气余热干 燥，将干燥后的污泥破碎、过筛，控制污泥的粒径为1. 2 2mm，计量加入粉碎后的工业固体废渣，总含水率控制在10% 20% ；(2)加入粘结剂，混料；(3)压制成型，制得砖坯；(4)利用窑炉烟气余热干燥砖坯；(5)将砖坯焙烧后，制得砖。优选所述的工业固体废渣至少为粉煤灰、废石膏或废石灰中的一种；粉碎后筛分 的粒度为0. 05 1. 2mmO上述的污泥、膨润土和工业固体废渣的加入量，以制砖原料总质量为基准分别为 20% 65%，5 30%和 30 75%。优选上述的粘结剂为膨润土或水玻璃。优选上述步骤(2)中所述的混料的搅拌速率为600 900r/min，混料搅拌时间为 10 30mino上述步骤(5)中所述的烧结温度为900 1200°C，烧结时间为3 10h。本发明所述的干燥均利用窑炉烟气余热回用作为干燥热源。本发明的流程图如图 1所示。用干污泥制砖相对于污泥焚烧灰制砖成本要低，只需将污泥干燥粉碎即可直接混 入制砖原料进行生产。制砖过程中污泥在焙烧阶段实现焚烧处理，彻底氧化分解有机物、形 成稳定金属氧化物，从根本上防止污泥焚烧灰二次污染，达到减量化、无害化和资源化处理 处置污泥的目的。由于污泥热值接近10MJ/kg，干污泥制砖可以充分利用污泥中潜在热值， 节约制砖成本。有益效果与传统污泥制砖工艺相比，具有如下优点1、利用化工剩余污泥、膨润土和固体废渣制砖，可以利用污泥中30 %左右的有机 质和固体废渣中未燃尽的碳作为内燃组分，降低产品烧结所需的能耗；砖坯经高温烧结的 同时，污泥中的病源菌和寄生虫卵被烧死，重金属被固结在铝硅酸盐矿物组成中，同时实现 剩余污泥的无害化和资源化，不仅能因地制宜地利用工业废弃物，有效保护水土资源，控制 环境污染，还能变废为宝。2、利用膨润土和固体废渣制砖，既能大量节约资源、能源，又能避免固体废弃物对 环境的污染。本发明采用工业固体废渣，而未采用粘土、水泥等，因此生产成本低，能创造极 为可观的经济效益。3、窑炉烟气余热回收主要是通过某种换热方式将烟气携带的热量转换成可以利 用的热量。
图1为本发明所述一种利用化工行业剩余污泥制砖的工艺路线图。
具体实施例方式实施例1 如图1所示，取带式压滤后，含水率为85%的某化工园区污水处理厂剩余污泥，
4利用窑炉烟气余热干燥污泥；再经破碎、过筛，污泥粒径为1. 2mm。制砖污泥的掺量为25% (以制砖原料总质量为基准)，粉煤灰(粒径为0. 8mm)掺量为45% (以制砖原料总质量为 基准)、石膏(粒径为0.8mm)掺量为5% (以制砖原料总质量为基准)，含水率为13% ；再 向其中掺入膨润土，掺量为25% (以制砖原料总质量为基准)；于600r/min下，混料搅拌 20min后，压制成砖坯。利用窑炉烟气余热干燥砖坯后，在1050°C下，烧结时间3h，所制得的 砖抗压强度为21MPa。实施例2 如图1所示，取带式压滤后含水率为75%某农药厂污水处理后的剩余污泥，利用 窑炉烟气余热干燥污泥；再经破碎、过筛，污泥粒径为1.3mm。制砖污泥的掺量为31% (以制 砖原料总质量为基准)，粉煤灰(粒径为0. Imm)掺量为48% (以制砖原料总质量为基准)、 石膏(粒径为0. Imm)掺量为6% (以制砖原料总质量为基准)，含水率为10%;再向其中掺 入膨润土，掺量为15% (以制砖原料总质量为基准)；于900r/min下，混料搅拌IOmin后， 压制成砖坯。在利用窑炉烟气余热干燥砖坯后，在1000°C下，烧结时间6h，所制得的砖抗压 强度为20MPa。实施例3 如图1所示，取带式压滤后含水率为80%某石化厂污水处理后的剩余污泥，利用 窑炉烟气余热干燥污泥；再经破碎、过筛，污泥粒径为1.5mm。制砖污泥的掺量为50% (以制 砖原料总质量为基准)，粉煤灰(粒径为0. 05mm)掺量为20% (以制砖原料总质量为基准)、 石膏(粒径为0. 05mm)掺量为7% (以制砖原料总质量为基准)、废石灰(粒径为0. 05mm) 掺量为13%，含水率为15% ；再向其中掺入膨润土，掺量为10% (以制砖原料总质量为基 准)；于700r/min下，混料搅拌20min后，压制成砖坯。利用窑炉烟气余热干燥砖坯后，在 1150°C下，烧结时间5h，所制得的砖抗压强度为22MPa。
权利要求
一种利用化工行业剩余污泥制砖的工艺，具体步骤如下(1)、将化工污泥经带式压滤，质量含水率降为70～85％，再利用窑炉烟气余热干燥，将干燥后的污泥破碎、过筛，污泥的粒径为1.2～2mm；计量加入粉碎后的工业固体废渣，总质量含水率控制在10％～20％；(2)、加入粘结剂，混料；(3)、压制成型，制得砖坯；(4)、利用窑炉烟气余热干燥砖坯；(5)、将砖坯焙烧后，制得砖。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的工业固体废渣至少为粉煤灰、废石 膏或废石灰中的一种；粉碎后筛分的粒度为0. 05 1. 2mm。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的污泥、膨润土和工业固体废渣的加 入量，以制砖原料总质量为基准分别为20% 65%，5 30%和30 75%。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的粘结剂为膨润土或水玻璃。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(2)中所述的混料的搅拌速率为 600 900r/min，混料搅拌时间为10 30min。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(5)中所述的烧结温度为900 1200°C，烧结时间为3 IOh0
全文摘要
本发明涉及一种工业废弃物的资源化处置，具体是一种利用化工行业剩余污泥制砖的工艺。包括如下方法步骤①将从带式压滤机分离出来的污泥，利用窑炉烟气余热烘干；②计量加入干燥后的污泥、膨润土和工业固体废渣，混料后，压制成砖坯；③烟气余热干化；④高温烧结，制得砖。本工艺利用工业废弃物制砖，具有节约资源、经济环保等特点，具有广阔的推广前景。
文档编号C04B28/26GK101973753SQ20101052475
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者徐炎华, 胡俊, 赵浩 申请人:南京工业大学