申请日2015.05.18
公开(公告)日2015.08.19
IPC分类号C02F11/04; C04B33/132; C02F11/12
摘要
本发明涉及一种市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，包括以下步骤：从蒸汽锅炉向干式厌氧发酵罐送入蒸汽，将市政污泥进行干式厌氧发酵，发酵后产生沼气和厌氧发酵污泥;将厌氧发酵污泥调理改性并脱水，送入干燥装置进行干燥然后进行粉碎得到干污泥粉;将干污泥粉与建筑渣土混合并挤压成型为砖坯;将砖坯送入污泥制砖系统中，经干燥、焙烧制得烧结砖;污泥制砖系统中的烟气同时作为蒸汽锅炉和干燥装置的热源，市政污泥发酵后产生的沼气作为污泥制砖系统的加热燃料。本发明的技术效果在于：对市政污泥的处理基本不存在二次污染，并且能实现能源综合利用。
权利要求书
1.一种市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将市政污泥送入干式厌氧发酵罐中，并从蒸汽锅炉向干式厌氧发酵罐送入蒸汽，市政污泥进行干式厌氧发酵，发酵后产生沼气和厌氧发酵污泥;
B.将所述厌氧发酵污泥调理改性并脱水，送入干燥装置进行干燥然后进行粉碎得到干污泥粉;
C.将所述干污泥粉与建筑渣土混合并挤压成型为砖坯;
D.将所述砖坯送入污泥制砖系统中，经干燥、焙烧制得烧结砖;
所述污泥制砖系统中的烟气同时作为蒸汽锅炉和干燥装置的热源，市政污泥发酵后产生的沼气作为污泥制砖系统的加热燃料。
2.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：市政污泥掺入园林绿化垃圾后，再被送入干式厌氧发酵罐中进行干式厌氧发酵。
3.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：所述厌氧发酵污泥采用带式压滤机脱水，脱水后的厌氧发酵污泥含水率降至55%以下。
4.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：所述厌氧发酵污泥干燥后，其污泥含水率降至30%以下。
5.根据权利要求4所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：干燥后的厌氧发酵污泥粉碎后得到的干污泥粉的粒径为20~40目。
6.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：所述干污泥粉与建筑渣土混合后采用对辊破碎机进行破碎。
7.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：所述干污泥粉与建筑渣土混合，其中干污泥粉的重量百分比为40~60%。
8.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：所述干污泥粉与建筑渣土采用双极真空挤压成型机挤压成型。
9.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：所述干式厌氧发酵的发酵温度为35℃或55℃，发酵周期25~30天。
10.根据权利要求1所述的市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，其特征在于：所述砖坯的焙烧温度为900~1000℃。
说明书
市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法
技术领域
本发明涉及一种固体废物处理、处置及资源化利用，特别是一种利用市政污泥产生沼气并生产烧结砖的方法。
背景技术
污泥处理、处置的主要目的是将污泥减量化、稳定化和资源化。目前，主要通过固化填埋、厌氧消化、好氧堆肥及焚烧等实现污泥减量化、稳定化。在全球资源日益紧张的情况下，污泥的资源化、能源化利用应是污泥处置的主导方向。
污泥的高含水率是阻碍污泥资源化利用的重要因素。污水处理厂剩余污泥，经浓缩、消化和机械脱水后，一般仍含有80%左右的水份。由于污泥细胞外有一层胞外聚合物，导致污泥进一步脱水困难。通过添加调理剂调理后，可以进行深度脱水，深度脱水后含水率一般在60%左右，可以认为，60%是深度脱水的极限含水率。对深度脱水后的污泥进行热干化、焚烧处理，虽然可以实现污泥的减量化，但存在成本高、对环境的二次污泥严重，易引发公众事件等缺点，从而无法大规模推广。
干化污泥中掺合其它原材料生产烧结砖是污泥处理利用的一种方法，通过烧结可以完全固化重金属，是污泥处置的理想安全途径。但目前技术中，难以得到高污泥掺量的烧结砖，主要原因是污泥中有机质含量较高，使原料塑性差且具有一定的弹性，难以通过高压压制成密实的砖坯。为了提高烧结砖的强度，需掺入大量的粘土，造成对土地资源的大量破坏。
市政污泥中含有大量的有机物，比如糖类、蛋白质、脂肪等，蕴含丰富的生物质能，如何有效地回收利用剩余污泥中的能源，具有经济和环境综合效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术中对深度脱水后的污泥进行热干化、焚烧处理存在成本高以及对环境的二次污泥严重的问题，同时避免现有干化污泥中掺合其它原材料生产烧结砖所存在的污泥中有机质含量较高，难以通过高压压制成密实的砖坯的问题，提出一种市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，对市政污泥的处理基本不存在二次污染，并且实现能源综合利用。
针对上述要解决的技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
提供一种市政污泥制备沼气并生产烧结砖的方法，包括以下步骤：
将市政污泥送入干式厌氧发酵罐中，并从蒸汽锅炉向干式厌氧发酵罐送入蒸汽，市政污泥进行干式厌氧发酵，发酵后产生沼气和厌氧发酵污泥;
将所述厌氧发酵污泥调理改性并脱水，送入干燥装置进行干燥然后进行粉碎得到干污泥粉;
将所述干污泥粉与建筑渣土混合并挤压成型为砖坯;
将所述砖坯送入污泥制砖系统中，经干燥、焙烧制得烧结砖;
所述污泥制砖系统中的烟气同时作为蒸汽锅炉和干燥装置的热源，市政污泥发酵后产生的沼气作为污泥制砖系统的加热燃料。
进一步地：
市政污泥掺入园林绿化垃圾后，再被送入干式厌氧发酵罐中进行干式厌氧发酵。
所述厌氧发酵污泥采用带式压滤机脱水，脱水后的厌氧发酵污泥含水率降至55%以下。
所述厌氧发酵污泥干燥后，其污泥含水率降至30%以下。
干燥后的厌氧发酵污泥粉碎后得到的干污泥粉的粒径为20~40目。
所述干污泥粉与建筑渣土混合后采用对辊破碎机进行破碎。
所述干污泥粉与建筑渣土混合，其中干污泥粉的重量百分比为40~60%。
所述干污泥粉与建筑渣土采用双极真空挤压成型机挤压成型。
所述干式厌氧发酵的发酵温度为35℃或55℃，发酵周期25~30天。
所述砖坯的焙烧温度为900~1000℃。
与现有技术相比，本发明的技术效果在于：
本发明以含水率高的市政污泥为原料，采用干式厌氧发酵工艺，相比于湿式厌氧发酵，由于不用添加水份稀释污泥，具有处理规模大，占地面积少，投资省和运行成本低。
本发明通过厌氧消化，降低了污泥中有机质含量，产生沼气可作为清洁能源，并且在消化过程中，微生物胶团结构被破坏，有利于后续的脱水，可以在少加甚至不加调理剂的情况下，脱水效果良好。
本发明采用带式压滤机对污泥进行深度脱水，相对于板框压滤，带式压滤装置连续运行，脱水时间短、处理量大以及占地面积小，节省人工成本。
本发明对干燥污泥进行粉碎处理，污泥颗粒细小，制砖过程中与其它原料混合均匀，烧结产品质密、强度高。
本发明收集沼气作为隧道窑燃料，隧道窑产生的高温烟气作为干燥装置的热源，并导入蒸汽锅炉产生蒸汽，加热发酵原料，在整个系统中实现了能源的循环利用，降低了整个系统的能耗。
本发明采用建筑渣土作为烧结砖原料，不需要粘土，实现了废物的循环再利用，保护了国家耕地资源。
