專利名稱：生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑垃圾和經(jīng)過生物干化污泥再利用的技術(shù)。

背景技術(shù)：
隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展，特別在城市，建筑垃圾的產(chǎn)生量正與日俱增。目前，我國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30％-40％。然而，絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，便被施工單位運(yùn)往郊外或鄉(xiāng)村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地費(fèi)、垃圾清運(yùn)費(fèi)等建設(shè)經(jīng)費(fèi)、并造成資源的浪費(fèi)和一定程度的污染。
市政污泥是城市污水處理廠在污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢物，由于其含有大量有機(jī)質(zhì)及氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，又有超標(biāo)重金屬、病原微生物等，所以如處理不善將會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染。我國目前已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的城市污水處理廠有400余座，日處理能力2534萬m3，污泥的產(chǎn)量在1.14萬m3/d和1.90萬m3/d(以含水率80％計(jì))之間，其中仍有13.79％的污泥沒有經(jīng)過任何處理。比較成熟的工藝一般采用干化、填埋、焚燒及農(nóng)用。現(xiàn)在大部分剩余污泥采用填埋處理，隨著城市發(fā)展，城市生活垃圾的量和污水廠產(chǎn)生的污泥都在不斷增加，以填埋城市生活垃圾為主的衛(wèi)生填埋場的填埋空間日益緊張，已經(jīng)無法承受填埋城市污泥的負(fù)擔(dān)，同時(shí)填埋污泥也會(huì)加重衛(wèi)生填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)，污泥填埋處置受到限制。
也有采用污泥為原料制磚的技術(shù)，但目前的污泥制磚技術(shù)，大多直接采用未經(jīng)干化處理或只經(jīng)過機(jī)械干化的污泥作為制磚原料。污水處理廠的剩余污泥中含有大量的有機(jī)物、重金屬、鹽類、病原微生物和寄生蟲卵，而且未經(jīng)發(fā)酵的污泥散發(fā)臭味。若不對(duì)其進(jìn)行生物干化處理，滯留在磚體內(nèi)，會(huì)影響磚體質(zhì)量和適用范圍。
未經(jīng)生物干化的污泥中有機(jī)質(zhì)含量高，在燒磚過程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體，磚體表面會(huì)出現(xiàn)氣泡，磚體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生空洞，影響磚的表觀效果和質(zhì)量。污泥經(jīng)過生物干化后作為制磚原料，它優(yōu)于混進(jìn)有機(jī)垃圾的無機(jī)垃圾，其腐殖質(zhì)燃燒后，在磚內(nèi)不會(huì)留下空洞或氣泡，對(duì)磚的強(qiáng)度影響極小。同時(shí)，磚體具有一定的熱值和可塑性，有利于燒磚工藝的后續(xù)進(jìn)行。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，以期將生物干化應(yīng)用到燒磚技術(shù)中，提高燒磚質(zhì)量以及應(yīng)用范圍。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，以建筑垃圾和含水率為35～40％的生物干化污泥為原料，分別研磨成1～4mm的粗顆料、0.5～1mm的中顆料和0.1～0.5mm的細(xì)顆料，加水混均，壓制成形，干燥后于920～1000℃焙燒； 建筑垃圾、生物干化污泥與水的重量百分比為 建筑垃圾35～45％，優(yōu)選40％。
生物干化后污泥45～55％，優(yōu)選50％。
水分5～10％，優(yōu)選10％。
粗顆粒、中顆粒和細(xì)顆粒的重量比為6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。優(yōu)選7∶1∶2。
所述的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，其中，建筑垃圾為房屋拆掉的磚、瓦塊、混凝土以及基礎(chǔ)施工的原生土。
所述的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，其中，干燥溫度為常溫～100℃。
本發(fā)明提供的方法，采用以上兩種建筑垃圾和污泥，被人們認(rèn)為的“廢物”為原料，進(jìn)行合理的處理，再經(jīng)過合理配比，進(jìn)行燒磚的技術(shù)。既是對(duì)資源的再生利用，又保護(hù)了環(huán)境，減少了二次污染。



圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明采用的原料之一為經(jīng)過生物干化后含水率為35～40％的污泥。
生物干化是一種新型的干化技術(shù)。是利用高溫好氧發(fā)酵技術(shù)將含水率為60％的干化污泥、菌種、添加劑(粉煤灰)等進(jìn)行混合，使混合后的物料含水率為55％左右，然后通過發(fā)酵、翻堆、攪拌使物料穩(wěn)定，含水率降至35％左右，有效地去除病原體、寄生蟲卵和雜草種子，使污泥達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化目的。污泥干化過程不產(chǎn)生甲烷等厭氧氣體，產(chǎn)生較小的臭味，由于持續(xù)高溫，可以殺死病原體和雜草種子，徹底使污泥無害化。
經(jīng)過生物干化作用的污泥其成分與燒磚所需粘土的成分相當(dāng)，能夠替代部分粘土作為燒磚原料。同時(shí)，生物干化作用能夠大大降低污泥密度，提高空隙率，并且能夠起到較好的隔熱保溫效果。
生物干化后污泥原料的主要優(yōu)點(diǎn)是處置污泥量大、可部分替代外加煤，降低污泥處置成本。制磚過程中污泥在焙燒階段實(shí)現(xiàn)焚燒處理，徹底氧化分解有機(jī)物、形成穩(wěn)定金屬氧化物。由于污泥熱值接近3000Kal/kg，干污泥制磚可以充分利用污泥中潛在熱值，節(jié)約制磚成本。
本發(fā)明所選用的建筑垃圾為改造房屋拆掉磚混結(jié)構(gòu)的磚、瓦塊、混凝土以及基礎(chǔ)施工的原生土等。其成分中大多數(shù)雖都為無機(jī)成分，但對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆鬯?、篩選、混合后，能夠很好地起到支撐骨架的作用。
污泥采用污水處理廠的剩余污泥，要求其出廠污泥含水率小于65％，以保證后續(xù)處理的順利進(jìn)行，不僅解決了污水處理廠污泥銷納問題，燒磚工程還會(huì)有一定的創(chuàng)收。建筑垃圾和污泥進(jìn)行一定的預(yù)處理后，進(jìn)行混合制磚， 建筑垃圾必須先進(jìn)行分選，采用人工分選和機(jī)械分揀相結(jié)合。
首先經(jīng)過人工分揀，大塊鐵件、其它金屬及可回收物基本進(jìn)行回收，其所存的垃圾大多為硅砂主體的混合物。對(duì)建筑垃圾進(jìn)行破碎和粉碎，并按照粒徑對(duì)建筑垃圾和生物干化后的污泥進(jìn)行分級(jí)。由于對(duì)單一顆粒不能達(dá)到緊密堆積，應(yīng)采用多組分可達(dá)到緊密堆積。較細(xì)顆粒的數(shù)量，應(yīng)足夠填充于緊密排列的顆粒構(gòu)成的間隙之中。該工藝將顆粒粒徑范圍按如下設(shè)定1～4mm的粗顆料、0.5～1mm的中顆料和0.1～0.5mm的細(xì)顆料，粗、中、細(xì)顆粒的加入量按重量比計(jì)，分別為6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
請(qǐng)參閱圖1。本發(fā)明提供的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，其流程為 將生物干化后含水率為35-40％的污泥與建筑垃圾分別研磨，篩選出粒徑為1～4mm的粗顆粒，0.5～1mm的中顆粒和0.1～0.5mm的細(xì)顆粒。
按下述重量百分比輸送到大型攪拌機(jī)混合 建筑垃圾35～45％、生物干化污泥45～55％及水份5～10％；其中建筑垃圾和生物干化污泥的粗、中、細(xì)顆粒的重量比為6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
混合后進(jìn)行陳化，陳化時(shí)間為24小時(shí)。陳化后進(jìn)入成型階段，按常規(guī)燒磚方法進(jìn)行。
實(shí)施例1 生物干化后的污泥400噸送入制磚車間，污泥含水率為35％。同時(shí)與320噸舊房改造拆掉磚混結(jié)構(gòu)的磚瓦進(jìn)行混合，經(jīng)研磨機(jī)磨細(xì)、篩分，粗顆粒∶中顆?！眉?xì)顆粒的重量比為7∶1∶2，加水80噸，混合均勻，混合后含水率20％；成型擠出壓力1.9～2.2MPa，壓制成形后經(jīng)過在低溫下(100℃)干燥20-24小時(shí)，成型含水率18％；870～920℃焙燒，制成25mm×15mm×10mm的普通磚，其抗壓強(qiáng)度為7.7MPa，磚含水率4％，符合普通磚的要求。測試結(jié)果見表1。
實(shí)施例2 生物干化后的污泥300噸送入制磚車間，污泥含水率為40％。建筑垃圾240噸，其主要來源為磚瓦及基礎(chǔ)施工的原生土。經(jīng)研磨機(jī)磨細(xì)、篩分，粗顆?！弥蓄w粒∶細(xì)顆粒的重量比為7∶1∶2，同時(shí)加入水50噸。混合壓制成形后經(jīng)過在低溫下(100℃)干燥和高溫?zé)Y(jié)制成污泥磚，焙燒溫度在920～1000℃之間，制成240×115×90的空心磚，其抗壓強(qiáng)度為8.0Mpa，符合空心磚的要求，屬合格產(chǎn)品。測試結(jié)果見表1。
表1產(chǎn)品測試結(jié)果
由表1可知，采用本發(fā)明制磚，不僅能夠達(dá)到廢物利用的目的，而且產(chǎn)品達(dá)到了磚體的各種指標(biāo)，為合格產(chǎn)品。
本發(fā)明的產(chǎn)品經(jīng)國家墻體屋面材料質(zhì)檢中心檢測，其多孔磚和標(biāo)準(zhǔn)磚分別符合JC943-2004及NY/T671-2003標(biāo)準(zhǔn)要求，而且沒有放射性污染，可以放心地應(yīng)用到建筑工程中去。另外對(duì)該產(chǎn)品的性能分析，容重和吸水率方面均優(yōu)于普通混凝土多孔磚和標(biāo)準(zhǔn)磚。其生產(chǎn)方式使原料的結(jié)構(gòu)性能沒有發(fā)生變化，這種產(chǎn)品的容重和吸水率介于燒結(jié)制品和非燒結(jié)制品中間。所以在使用中其干縮性、導(dǎo)熱系數(shù)比一般的混凝土制品要小。這對(duì)于建筑工程的使用和施工都是十分有利的。
權(quán)利要求
1、一種生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，以建筑垃圾和含水率為35～40％的生物干化污泥為原料，分別研磨成1～4mm的粗顆料、0.5～1mm的中顆料和0.1～0.5mm的細(xì)顆料，加水混均，壓制成形，干燥后于920～1000℃焙燒；其中
建筑垃圾、生物干化污泥與水的重量百分比為
建筑垃圾35～45％；
生物干化后污泥45～55％；
水分5～10％；
粗顆粒、中顆粒和細(xì)顆粒的重量比為6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
2、如權(quán)利要求1所述的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，其中，建筑垃圾為房屋拆掉的磚、瓦塊、混凝土以及基礎(chǔ)施工的原生土。
3、如權(quán)利要求1所述的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，其中，干燥溫度為常溫～100℃。
4、如權(quán)利要求1所述的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，其中，建筑垃圾、生物干化污泥與水的重量百分比為
建筑垃圾40％；
生物干化后污泥50％；
水分10％。
5、如權(quán)利要求1所述的生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，其中，粗顆粒、中顆粒和細(xì)顆粒的重量比為7∶1∶2。
全文摘要
一種生物干化污泥與建筑垃圾混合燒磚方法，以建筑垃圾和含水率為35～40％的生物干化污泥為原料，分別研磨成1～4mm的粗顆料、0.5～1mm的中顆料和0.1～0.5mm的細(xì)顆料，加水混均，壓制成形，干燥后于920～1000℃焙燒；建筑垃圾、生物干化污泥與水的重量百分比為建筑垃圾35～45％；生物干化后污泥45～55％；水分5～10％；粗顆粒、中顆粒和細(xì)顆粒的重量比為6～8∶0.5～1.5∶1.5～2.5。
文檔編號(hào)C04B33/132GK101407407SQ20071017567
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者李英軍, 席北斗, 姜永海, 婧 蘇, 玲 張 申請(qǐng)人:中國環(huán)境科學(xué)研究院