1 引言

  從經濟發展、 資源開發利用、 城市生態環境保護等方面來看，城市污泥處置的理想出路是資源化利用。深入城市污泥資源化利用的研究與實踐，解決污泥處置中的難題，避免生態環境污染，節約處置費用，變廢為寶，使之具有良好的生態、 經濟和社會效益，是城市可持續發展的必然要求和發展趨勢。我國建材行業是天然礦物和能源的高消耗行業，每年生產各種建筑材料需消耗 50 多種資源，給環境帶來沉重負擔。城市污泥含有 20%~30%的無機物，主要是硅、 鐵、 鋁、 鈣等，充分利用污泥中的無機物生產建材是一種經濟有效的資源化方法。本文對污泥用于陶粒和燒結磚的生產工藝進行探索研究和分析。

2 污泥生產陶粒建材

  通過利用淤泥、 生活污水污泥和鐵泥（鐵粉）等原材料生產環保型陶粒建材，實現固體廢棄物變廢為寶的無害化處置。

2.1 生產工藝要點

2.1.1 原料庫

  用于存儲淤泥、 污泥、 鐵泥等原材料，污泥原料庫應做好密封和除臭措施。

2.1.2 配料系統

  淤泥、 鐵泥通過鏟車從庫中取出，存放至不同的箱式給料機中，按一定配比輸出，與污泥混合出料后送入雙軸攪拌機混合，再經輸送帶輸送至陳化庫。

2.1.3 陳化庫

  經混合后的物料在陳化過程中得到了疏解和均化，增強了物料的可塑性，同時還具備了調節生產工藝流程的功能．起到了儲存原料和緩沖生產的作用，保證原料車間生產連續性。

2.1.4 進料系統

  陳化后的物料以一定的配比進入二次雙軸攪拌機進行強制攪拌混合，經皮帶輸送機通過窯尾的喂料螺旋進入窯內。

2.1.5 陶粒窯

  陶粒窯由干燥窯和煅燒窯兩大部分組成：（ 1）干燥窯內裝有窯內制粒裝置和高效熱交換裝置，采用窯內制粒裝置，使原料在干燥窯內部成球。窯轉速 1~4r/min，物料在窯內的停留時間約 1.5~2h。物料在干燥窯內完成干燥、 預熱和制粒，然后卸入煅燒窯。（ 2）煅燒窯轉速約 4~8r/min。物料在窯內的停留時間 15~20min。物料在煅燒窯內經歷迅速預熱、快速膨脹（約1150℃）和初步冷卻，以赤熱狀陶粒（約 900~1000℃）落入豎式冷卻機。煅燒物料顆粒通過窯尾插入端進入窯內，由于筒體的傾斜和緩慢地回轉，物料一面沿圓周滾動，一面向窯頭低端運動。在窯內經過進一步預熱、 分解、 燒成等過程，然后從窯頭裝置的下部進入冷卻系統。

2.1.6 陶粒冷卻系統

  陶粒出窯溫度達到 900℃，為充分冷卻并保證陶粒強度等性能指標，采用強制風冷豎式分層冷卻機，經過冷卻機后的陶粒溫度已小于 100℃。

2.1.7 成品處理

  冷卻機出來的陶粒產品，經過鱗板輸送機進入提升機，然后進入滾筒篩，進行產品篩分，對不同規格的產品篩分至陶粒倉。料倉底部為料斗，分別裝有振動給料機和包裝機，振動給料機出料直接送入皮帶裝車；包裝機包裝打包后通過皮帶輸出到成品堆場。

2.1.8 自控系統

  自控系統采用 PLC 控制系統，主要針對以上各個系統提供自動控制、 故障報警、 安全保護功能。

2.2 生產工藝指標

  污泥陶粒生產工藝主要參數指標如表 1 所示。

2.3 污泥陶粒產品性能

  試生產污泥陶粒產品的性能如表 2 所示，其基本性能滿足 GB/T 17431.1—2010 《輕集料及其試驗方法 第 1 部分：輕集料》 的要求。

3 污泥生產燒結磚建材

  通過利用淤泥、 生活污水污泥和煤矸石等原材料，生產污泥燒結磚建材，實現固體廢棄物資源化利用，節約黏土資源，保護環境。

3.1 生產工藝要點

3.1.1 原料輸送、 破碎工藝

  原料的處理對制作高強度、高質量的多孔磚和空心磚非常重要，因此，需對原料進行嚴格的處理。經破碎后的煤渣、 建筑垃圾與污泥河道淤泥一塊送入雙軸攪拌機加水混合攪拌，然后由槽型帶式輸送機送到陳化庫上方的皮帶輸送機（帶刮板），按要求把混合料堆放在陳化庫進行陳化處理，使原料中的水分有足夠的時間充分遷移，濕潤粉料中的每一個顆粒，并且進一步提高原料的均勻性，從而改善泥料的物流性能，保證成型、 干燥和焙燒等工序的技術要求，提高產品的質量。

3.1.2 陳化庫

  陳化是將粉磨至所需細度的料加水浸潤，使其進一步疏解，促使水分分布均勻。不但可以改善原料的成型性能，而且可以改善原料的干燥性能，提高制品質量。陳化處理后的混合料經斗式挖掘機送入箱式給料機緩沖處理后，均勻給入攪拌槽再進行適當加水攪拌，使其含水率達到成型要求。按照污泥防滲要求及自動除臭設備建設的封閉式陳化庫。

3.1.3 擠出與切坯

  經過二次加水攪拌后的原料送入雙級真空擠磚機擠出成型，成型后的泥條經表面處理后，經自動切條機、 自動切坯機切割成所要求尺寸的磚坯，由運坯皮帶機運至碼車位，用機器人碼至窯車。

3.1.4 焙燒

  建立合理的干燥制度，分段控制干燥速度，保持均衡干燥。采用二次碼燒工藝，建立合理的焙燒制度，嚴格控制窯斷面溫差，保證產品磚的強度、 吸水率、 色澤、 均勻度和耐久性。采用窯頂排孔放入外燃材料，控制風道火勢和自動溫控技術，綜合利用木屑、 谷殼、 秸稈等工農業廢棄物，實現了不用原煤作焙燒的環保目標。同時，采用新式的煙氣過濾處理技術解決煙氣的清潔排放問題，并進行窯爐余熱回收用于熱水供應和烘干磚坯的技術開發。

3.1.5 成品

  燒制好的燒結磚運到卸車區，經檢驗員對磚的質量進行檢驗后運往成品堆場。

3.2 生產工藝指標

  污泥生產燒結磚生產工藝主要參數指標如表 3 所示。

3.3 污泥燒結磚產品性能

  試生產污泥燒結磚產品性能如表 4 所示，基本性能滿足GB 13544—2011 《燒結多孔磚和多孔砌塊》 標準的要求。

4、 結語

  結合陶粒和燒結磚生產實際，詳細闡述了污泥用于陶粒、燒結磚建材的生產工藝流程和指標參數，為指導污泥在建材中的應用提供了工藝方法。

基于探索的污泥建材生產工藝，試生產的污泥陶粒產品基本性能滿足 GB/T 17431.1—2010 《輕集料及其試驗方法 第1 部分：輕集料》 ，污泥燒結磚產品基本性能滿足 GB 13544—2011 《燒結多孔磚和多孔砌塊》 標準的要求。

（注：來自輕質混凝土論壇）

附錄：同濟戴曉虎 | 城市污水廠污泥處置工藝技術路線