一种新型污泥陶粒生产方法[发明专利]

(10)申请公布号 CN 102786319 A
(43)申请公布日 2012.11.21C N 102786319 A
*CN102786319A*
(21)申请号 201210290035.4
(22)申请日 2012.08.15
C04B 38/00(2006.01)
C04B 35/622(2006.01)
(71)申请人彭尹华
地址654114 云南省昆明市东川区阿旺镇安
乐村委会大梁子组36号
(72)发明人彭尹华
(74)专利代理机构昆明大百科专利事务所
53106
代理人何健
李红
(54)发明名称
一种新型污泥陶粒生产方法
(57)摘要
一种新型污泥陶粒生产方法，本发明方法步
骤为，1）原料准备：a 、污泥：污水处理厂排出的污
泥，含水率为20%～40%；b 、粉煤灰，要求粉煤灰
细度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al 2O 3的
质量含量在30%以上；c 、石英砂，要求石英砂的
细度在200目以上，且石英砂中硅的质量含量在
95%以上；d 、钾盐矿粉，要求钾盐矿粉细度在80
目以上，且钾盐矿粉中K 2O 含量大于25%，Na 2O 含
量大于25%；2）配料：取上述污泥重量百分比为
65%~75%；粉煤灰5%~15%；石英沙粉5%～15%；钾
盐矿粉5%～10%，充分搅拌均匀；通过挤压造粒制
成5mm ～20mm 长，直径5mm ～10mm 的初产品；3）
烧制。

本发明可以使污泥彻底处理污泥变废为宝，
且生产工艺简单、处理成本低、环保。

(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书5页 附图4页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页
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1.一种新型污泥陶粒生产方法，其特征在于，该方法步骤为，
1）原料准备：
a 、污泥：污水处理厂排出的污泥，含水率为20%～40%；
b 、粉煤灰，要求粉煤灰细度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al 2O 3的质量含量在30%以上；
c 、石英砂，要求石英砂的细度在200目以上，且石英砂中硅的质量含量在95%以上；
d 、钾盐矿粉，要求钾盐矿粉细度在80目以上，且钾盐矿粉中K 2O 含量大于25%，Na 2O 含量大于25%；
2）配料：取上述污泥重量百分比为65%~75%；粉煤灰5%～15%；石英沙粉5%～15%；钾盐矿粉5%～10%，充分搅拌均匀；通过挤压造粒制成5mm ～20mm 长，直径5mm ～10mm 的初产品；
3）烧制：将初产品放入回转窑中进行烧制；该回转窑为脱水烘干、高温烧制、冷却的三段工艺；即该回转窑由右至左包括预热段（1）、高温段（2）、冷却段（3）三段分别独立并相互衔接构成；预热段（1）、高温段（2）、冷却段（3）三段的内壁均设置有由螺栓（12）固定的弧形衬板（10），在衬板（10）与窑体内壁之间设置有硅酸铝板（11）；预热段（1）的前端为进料口
（6），预热段（1）后端套于高温段（2）前端内，高温段（2）的后端与冷却段（3）前端之间通过梭槽（4）连接；高温段（2）与冷却段（3）通过弧形的梭槽（4）连接的部分包裹在密封室（5）内；冷却段（3）后端为出料口（7）；在进料口（6）外设置有引风机（8），在出料口（7）外设置有鼓风机（9）；在预热段（1）内进行的脱水烘干环节温度控制为80℃～600℃，烘干18～22分钟；在高温段（2）内进行的高温烧制环节温度控制为800℃～1250℃，烧制15～25分钟，在冷却段（3）内进行的冷却环节温度控制为60℃～400℃，冷却20～30分钟，即成污泥陶粒。

权 利 要 求 书CN 102786319 A
一种新型污泥陶粒生产方法
技术领域
[0001] 本发明属于一种陶粒生产方法技术领域，尤其属于一种新型污泥陶粒生产方法技术领域。

背景技术
[0002] 城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌等，世界水环境组织已将污泥更名为生物固体，如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。

随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量必将有较大的增长。

如何妥善地处置污水厂污泥，并将其作为一种新的资源加以有效利用，变废为宝，已成为城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素，也是全球共同关注的课题。

现有处理城市污水厂污泥的方法一般采用卫生填埋、土地利用、焚烧，卫生填埋占用大量土地和动用大量机械设备，易污染地下水，而且所埋地点要远离城区，一旦城市发展还要面临再次处理，土地利用存在一定的风险，重金属中限制污泥土地利用的主要因素。

焚烧法是最彻底的处理方法。

近年来，焚烧法采用了合适的预处理工艺和先进的焚烧方法，满足了越来越严格的环境要求。

污泥焚烧过程中的核心设备是焚烧炉。

日本、美国、欧盟各国都非常重视流化床焚烧炉技术的发展，为防治焚烧产生二恶英等有害气体，要求焚烧温度高于850℃。

焚烧后产生的焚烧灰也是难以处理的垃圾。

发明内容
[0003] 本发明正是为了解决上述缺陷，提供一种新型污泥陶粒生产方法，该方法可以使污泥彻底处理，使污泥变废为宝，且生产工艺简单、处理成本低、环保。

[0004] 本发明是采用如下技术方案实现。

[0005] 一种新型污泥陶粒生产方法，本发明方法步骤为，
1）原料准备：
a、污泥：污水处理厂排出的污泥，含水率为20%～40%；
b、粉煤灰，要求粉煤灰细度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al
2O
3
的质量含量在30%
以上；
c、石英砂，要求石英砂的细度在200目以上，且石英砂中硅的质量含量在95%以上；
d、钾盐矿粉，要求钾盐矿粉细度在80目以上，且钾盐矿粉中K
2O含量大于25%，Na
2
O含
量大于25%；
2）配料：取上述污泥重量百分比为65%~75%；粉煤灰5%～15%；石英沙粉5%～15%；钾盐矿粉5%～10%，充分搅拌均匀；通过挤压造粒制成5mm～20mm长，直径5mm～10mm的初产品；
3）烧制：将初产品放入回转窑中进行烧制；该回转窑为脱水烘干、高温烧制、冷却的三段工艺；即该回转窑由右至左包括预热段、高温段、冷却段三段分别独立并相互衔接构成；
预热段、高温段、冷却段三段的内壁均设置有由耐高温螺栓固定的弧形衬板，在衬板与窑体内壁之间设置有硅酸铝板；预热段的前端为进料口，预热段后端套于高温段前端内，高温段的后端与冷却段前端之间通过梭槽连接；高温段与冷却段通过弧形的梭槽连接的部分包裹在密封室内；冷却段后端为出料口；在进料口外设置有引风机，在出料口外设置有鼓风机；在预热段内进行的脱水烘干环节温度控制为80℃～600℃，烘干18～22分钟；在高温段内进行的高温烧制环节温度控制为800℃～1250℃，烧制15～25分钟，在冷却段内进行的冷却环节温度控制为60℃～400℃，冷却20～30分钟，即成污泥陶粒。

[0006] 本发明硅酸铝板的厚度为20 cm ~30cm。

衬板的材料为生铁，生铁的厚度1.5cm~3cm。

[0007] 本发明预热段与水平面之间的倾角α为5°，高温段与水平面之间的倾角β为5°，冷却段与水平面之间的倾角γ为10°。

[0008] 本发明预热段、高温段、冷却段三段为独立旋转。

[0009] 本发明预热段的直径为1.2~3.2米；转速为每分钟3~6转。

[0010] 本发明高温段的直径为1.4~3.5米；转速为每分钟3~5转。

[0011] 本发明冷却段的直径为1.4~2米；转速为每分钟3~5转。

[0012] 本发明引风机8为变频引风机；鼓风机9为变频鼓风机。

[0013] 本发明的有益效果为，解决了国内外传统污泥填埋占用大量土地、污染地下水、污泥焚烧、污染环境且费用较高的问题，利用污泥生产污泥陶粒，彻底的解决了污泥处理和再生利用问题，又产生了可观的经济效益、社会效益、政治效益、环保效益，污泥陶粒国内外广泛用于：建材、绿化、水处理，农作物、花卉无土栽培。

[0014] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释。

附图说明
[0015] 图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明烧制步骤所使用的回转窑结构示意图；
图3为本发明烧制步骤所使用的回转窑中衬板与预热段连接结构截面示意图；
图4为本发明烧制步骤所使用的回转窑中衬板与高温段连接结构截面示意图；
图5为本发明烧制步骤所使用的回转窑中衬板与冷却段连接结构截面示意图。

具体实施方式
[0016] 见图1~图5所示。

[0017] 实施例一
一种新型污泥陶粒生产方法，本发明方法步骤为，
1）原料准备：
a、污泥：污水处理厂排出的污泥，含水率为20%～40%；
b、粉煤灰，要求粉煤灰细度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al
2O
3
的质量含量在30%
以上；
c、石英砂，要求石英砂的细度在200目以上，且石英砂中硅的质量含量在95%以上；
d、钾盐矿粉，要求钾盐矿粉细度在80目以上，且钾盐矿粉中K
2O含量大于25%，Na
2
O含
量大于25%；
2）配料：取上述污泥重量百分比为65%；粉煤灰15%；石英沙粉15%；钾盐矿粉5%，充分搅拌均匀；通过挤压造粒制成5mm～20mm长，直径5mm～10mm的初产品；
3）烧制：将初产品放入回转窑中进行烧制；该回转窑为脱水烘干、高温烧制、冷却的三段工艺；即该回转窑由右至左包括预热段1、高温段2、冷却段3三段分别独立并相互衔接构成；预热段1、高温段2、冷却段3三段的内壁均设置有由螺栓12固定的弧形衬板10，在衬板10与窑体内壁之间设置有硅酸铝板11；预热段1的前端为进料口6，预热段1后端套于高温段2前端内，高温段2的后端与冷却段3前端之间通过梭槽4连接；高温段2与冷却段3通过弧形的梭槽4连接的部分包裹在密封室5内；冷却段3后端为出料口7；在进料口6外设置有引风机8，在出料口7外设置有鼓风机9；在预热段1内进行的脱水烘干环节温度控制为80℃～600℃，烘干18～22分钟；在高温段2内进行的高温烧制环节温度控制为800℃～1250℃，烧制15～25分钟，在冷却段3内进行的冷却环节温度控制为60℃～400℃，冷却20～30分钟，即成污泥陶粒。

[0018] 本发明硅酸铝板11的厚度为20 cm ~30cm。

衬板10的材料为生铁，生铁的厚度1.5cm~3cm。

[0019] 本发明预热段与水平面之间的倾角α为5°，高温段与水平面之间的倾角β为5°，冷却段与水平面之间的倾角γ为10°。

[0020] 本发明预热段1、高温段2、冷却段3三段为独立旋转。

[0021] 本发明螺栓12是耐高温螺栓。

[0022] 本发明预热段的直径为1.2~3.2米；长度为36m，转速为每分钟3~6转。

[0023] 本发明高温段的直径为1.4~3.5米；长度为30m，转速为每分钟3~5转。

[0024] 本发明冷却段的直径为1.4~2米；长度为26m，转速为每分钟3~5转。

[0025] 本发明引风机8为变频引风机；鼓风机9为变频鼓风机。

[0026] 实施例二
一种新型污泥陶粒生产方法，本发明方法步骤为，
1）料准备：
a、污泥：污水处理厂排出的污泥，含水率为20%～40%；
b、粉煤灰，要求粉煤灰细度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al
2O
3
的质量含量在30%
以上；
c、石英砂，要求石英砂的细度在200目以上，且石英砂中硅的质量含量在95%以上；
d、钾盐矿粉，要求钾盐矿粉细度在80目以上，且钾盐矿粉中K
2O含量大于25%，Na
2
O含
量大于25%；
2）料：取上述污泥重量百分比为75%；粉煤灰15%；石英沙粉5%；钾盐矿粉5%，充分搅拌均匀；通过挤压造粒制成5mm～20mm长，直径5mm～10mm的初产品；
3）烧制：将初产品放入回转窑中进行烧制；该回转窑为脱水烘干、高温烧制、冷却的三段工艺；即该回转窑由右至左包括预热段1、高温段2、冷却段3三段分别独立并相互衔接构成；预热段1、高温段2、冷却段3三段的内壁均设置有由螺栓12固定的弧形衬板10，在衬板10与窑体内壁之间设置有硅酸铝板11；预热段1的前端为进料口6，预热段1后端套于高温段2前端内，高温段2的后端与冷却段3前端之间通过梭槽4连接；高温段2与冷
却段3通过弧形的梭槽4连接的部分包裹在密封室5内；冷却段3后端为出料口7；在进料口6外设置有引风机8，在出料口7外设置有鼓风机9；在预热段1内进行的脱水烘干环节温度控制为80℃～600℃，烘干18～22分钟；在高温段2内进行的高温烧制环节温度控制为800℃～1250℃，烧制15～25分钟，在冷却段3内进行的冷却环节温度控制为60℃～400℃，冷却20～30分钟，即成污泥陶粒。

[0027] 本发明硅酸铝板11的厚度为20 cm ~30cm。

衬板10的材料为生铁，生铁的厚度1.5cm~3cm。

[0028] 本发明预热段与水平面之间的倾角α为5°，高温段与水平面之间的倾角β为5°，冷却段与水平面之间的倾角γ为10°。

[0029] 本发明预热段1、高温段2、冷却段3三段为独立旋转。

[0030] 本发明螺栓12是耐高温螺栓。

[0031] 本发明预热段的直径为1.2~3.2米；长度为36m，转速为每分钟3~6转。

[0032] 本发明高温段的直径为1.4~3.5米；长度为30m，转速为每分钟3~5转。

[0033] 本发明冷却段的直径为1.4~2米；长度为26m，转速为每分钟3~5转。

[0034] 本发明引风机8为变频引风机；鼓风机9为变频鼓风机。

[0035] 实施例三
一种新型污泥陶粒生产方法，本发明方法步骤为，
1）原料准备：
a、污泥：污水处理厂排出的污泥，含水率为20%～40%；
b、粉煤灰，要求粉煤灰细度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al
2O
3
的质量含量在30%
以上；
c、石英砂，要求石英砂的细度在200目以上，且石英砂中硅的质量含量在95%以上；
d、钾盐矿粉，要求钾盐矿粉细度在80目以上，且钾盐矿粉中K
2O含量大于25%，Na
2
O含
量大于25%；
2）配料：取上述污泥重量百分比为75%；粉煤灰5%；石英沙粉10%；钾盐矿粉10%，充分搅拌均匀；通过挤压造粒制成5mm～20mm长，直径5mm～10mm的初产品；
3）烧制：将初产品放入回转窑中进行烧制；该回转窑为脱水烘干、高温烧制、冷却的三段工艺；即该回转窑由右至左包括预热段1、高温段2、冷却段3三段分别独立并相互衔接构成；预热段1、高温段2、冷却段3三段的内壁均设置有由螺栓12固定的弧形衬板10，在衬板10与窑体内壁之间设置有硅酸铝板11；预热段1的前端为进料口6，预热段1后端套于高温段2前端内，高温段2的后端与冷却段3前端之间通过梭槽4连接；高温段2与冷却段3通过弧形的梭槽4连接的部分包裹在密封室5内；冷却段3后端为出料口7；在进料口6外设置有引风机8，在出料口7外设置有鼓风机9；在预热段1内进行的脱水烘干环节温度控制为80℃～600℃，烘干18～22分钟；在高温段2内进行的高温烧制环节温度控制为800℃～1250℃，烧制15～25分钟，在冷却段3内进行的冷却环节温度控制为60℃～400℃，冷却20～30分钟，即成污泥陶粒。

[0036] 本发明硅酸铝板11的厚度为20 cm ~30cm。

衬板10的材料为生铁，生铁的厚度1.5cm~3cm。

[0037] 本发明预热段与水平面之间的倾角α为5°，高温段与水平面之间的倾角β为
5°，冷却段与水平面之间的倾角γ为10°。

[0038] 本发明预热段1、高温段2、冷却段3三段为独立旋转。

[0039] 本发明螺栓12是耐高温螺栓。

[0040] 本发明预热段的直径为1.2~3.2米；长度为36m，转速为每分钟3~6转。

[0041] 本发明高温段的直径为1.4~3.5米；长度为30m，转速为每分钟3~5转。

[0042] 本发明冷却段的直径为1.4~2米；长度为26m，转速为每分钟3~5转。

[0043] 本发明引风机8为变频引风机；鼓风机9为变频鼓风机。

[0044] 实施例四
一种新型污泥陶粒生产方法，本发明方法步骤为，
1）原料准备：
a、污泥：污水处理厂排出的污泥，含水率为20%～40%；
b、粉煤灰，要求粉煤灰细度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al
2O
3
的质量含量在30%
以上；
c、石英砂，要求石英砂的细度在200目以上，且石英砂中硅的质量含量在95%以上；
d、钾盐矿粉，要求钾盐矿粉细度在80目以上，且钾盐矿粉中K
2O含量大于25%，Na
2
O含
量大于25%；
2）配料：取上述污泥重量百分比为70%；粉煤灰10%；石英沙粉10%；钾盐矿粉10%，充分搅拌均匀；通过挤压造粒制成5mm～20mm长，直径5mm～10mm的初产品；
3）烧制：将初产品放入回转窑中进行烧制；该回转窑为脱水烘干、高温烧制、冷却的三段工艺；即该回转窑由右至左包括预热段1、高温段2、冷却段3三段分别独立并相互衔接构成；预热段1、高温段2、冷却段3三段的内壁均设置有由螺栓12固定的弧形衬板10，在衬板10与窑体内壁之间设置有硅酸铝板11；预热段1的前端为进料口6，预热段1后端套于高温段2前端内，高温段2的后端与冷却段3前端之间通过梭槽4连接；高温段2与冷却段3通过弧形的梭槽4连接的部分包裹在密封室5内；冷却段3后端为出料口7；在进料口6外设置有引风机8，在出料口7外设置有鼓风机9；在预热段1内进行的脱水烘干环节温度控制为80℃～600℃，烘干18～22分钟；在高温段2内进行的高温烧制环节温度控制为800℃～1250℃，烧制15～25分钟，在冷却段3内进行的冷却环节温度控制为60℃～400℃，冷却20～30分钟，即成污泥陶粒。

[0045] 本发明硅酸铝板11的厚度为20 cm ~30cm。

衬板10的材料为生铁，生铁的厚度1.5cm~3cm。

[0046] 本发明预热段与水平面之间的倾角α为5°，高温段与水平面之间的倾角β为5°，冷却段与水平面之间的倾角γ为10°。

[0047] 本发明预热段1、高温段2、冷却段3三段为独立旋转。

[0048] 本发明螺栓12是耐高温螺栓。

[0049] 本发明预热段的直径为1.2~3.2米；长度为36m，转速为每分钟3~6转。

[0050] 本发明高温段的直径为1.4~3.5米；长度为30m，转速为每分钟3~5转。

[0051] 本发明冷却段的直径为1.4~2米；长度为26m，转速为每分钟3~5转。

[0052] 本发明引风机8为变频引风机；鼓风机9为变频鼓风机。

图1
图2
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图5说 明 书 附 图CN 102786319 A 11。