專(zhuān)利名稱(chēng)：生產(chǎn)垃圾陶粒和污泥陶粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用垃圾制作陶粒(即人工骨料)和用污泥制作陶粒的方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年北京市平均日產(chǎn)垃圾8000余噸。如此大量的垃圾，多年來(lái)基本上以運(yùn)往市郊裸露堆放的方式處理，這些垃圾除少量被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民作為肥料施于農(nóng)田外，大量垃圾無(wú)其它出路。大大小小的垃圾堆已對(duì)北京市形成了包圍之勢(shì)，占地達(dá)450公頃。就全國(guó)來(lái)說(shuō)，垃圾的處理和消納的形勢(shì)更為嚴(yán)峻，垃圾的有效處理率僅為7%左右。
目前，垃圾的處理方法有堆肥、填埋、焚燒及垃圾制磚等。這些方法存在以下缺點(diǎn)1.對(duì)于垃圾的堆肥和填埋，盡管技術(shù)上比較成熟，但不能從根本上解決垃圾的出路。另外，隨著我國(guó)的改革開(kāi)放和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，征地越來(lái)越困難，運(yùn)距也越來(lái)越遠(yuǎn)，不僅耗資巨大，而且也嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境衛(wèi)生?，F(xiàn)在填埋與堆肥廠的基本作法是篩選陳腐垃圾出售給農(nóng)民作有機(jī)肥使用，但由于這些垃圾裸露堆放多年，經(jīng)測(cè)定其農(nóng)用價(jià)值不大，已不適合作為有機(jī)肥使用。
2.對(duì)于垃圾的焚燒，由于我國(guó)居民生活狀況相對(duì)來(lái)說(shuō)仍比較落后，這就決定了垃圾中所含熱值偏低，垃圾若進(jìn)行焚燒，必須另外添加大量的燃料如煤、汽油、柴油等，方可進(jìn)行有效處理，焚燒后的廢渣也需要進(jìn)行填埋或堆肥處理。這樣不僅要大量消耗燃料，還會(huì)產(chǎn)生二次污染，而二次污染對(duì)于世界上比較發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)也是難以解決的課題，它需要大量的資金投入。
3.垃圾制磚，是將篩選后的陳腐垃圾作主要原料，添加一定比例的粘土，經(jīng)燒結(jié)而成的，此技術(shù)是解決垃圾的處理和消納的有效途徑。但從世界建材行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，可節(jié)約原料、降低成本、提高建筑效率的空心磚是今后若干年內(nèi)的主要發(fā)展方向，實(shí)心磚將被逐漸淘汰。最近國(guó)務(wù)院也發(fā)布了要求大力開(kāi)發(fā)空心磚，逐漸淘汰實(shí)心磚的通知。
此外，人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境問(wèn)題為愈來(lái)愈多的人所關(guān)注，成為全球性的重大問(wèn)題，作為污染源之一的污水的處理，也成為世界各國(guó)所關(guān)注的對(duì)象，我國(guó)也不例外。最近我國(guó)已開(kāi)始著手建立現(xiàn)代化的大型污水處理廠，如高碑店污水處理廠。目前高碑店污水處理廠的日處理污水能力為500萬(wàn)噸，日排出污泥400立方米。若以300天計(jì)，僅高碑店污水處理廠一處，一年就要產(chǎn)出污泥12萬(wàn)立方米。如此大量的污泥，嚴(yán)重地影響了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境衛(wèi)生，致使當(dāng)?shù)匚孟壝芏忍岣?，加劇了病菌的傳播和臭氣的散發(fā)。若將這些污泥作為有機(jī)肥施于農(nóng)田，則其中所含的腐化有機(jī)物和有毒物質(zhì)就會(huì)嚴(yán)重地污染土壤、水源和農(nóng)作物。而且這些污泥需要大量的良田作為堆放場(chǎng)，這樣也侵占了寶貴的土地資源。
近幾十年來(lái)，由于各種用途、多功能的建筑物的出現(xiàn)，大刺激了建筑材料向多元方向發(fā)展。對(duì)于某些特殊的需要，促使構(gòu)成混凝土的主要成分之一的滑料，由天然骨料到人工骨料發(fā)生了質(zhì)的變化。人工骨料即陶粒，其品種很多，按所用原料的不同可分為粘土陶粒、頁(yè)巖陶粒、粉煤灰陶粒、煤矸石陶粒等。目前，日本等國(guó)主要生產(chǎn)粘土陶粒和頁(yè)巖陶粒，而國(guó)內(nèi)各地以生產(chǎn)粘土陶粒、頁(yè)巖陶粒和粉煤灰陶粒為主。如北京市陶粒廠生產(chǎn)頁(yè)巖陶粒;北京市土橋磚瓦廠生產(chǎn)粘土陶粒;天津市硅酸鹽制品廠生產(chǎn)粉煤灰陶粒等。但是尚未見(jiàn)到用垃圾和污泥制作陶粒的。
鑒于上述，本發(fā)明提出了一種利用垃圾和污泥生產(chǎn)建材陶粒的方法，它可消納垃圾和污泥、變廢為寶、改善環(huán)境污染，為垃圾和污泥的處理開(kāi)辟一條新路。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的垃圾陶粒的制作方法步驟為垃圾篩選→烘干→垃圾與粘土、無(wú)煙煤按10～40∶60～90∶0～5的重量比混合→破碎→造粒成型→烘干→高溫焙燒→冷卻→分選。
污泥陶粒的制作方法步驟為污泥脫水→污泥與粘土、無(wú)煙煤按50～85∶10～40∶3～8的重量比混合→破碎→造粒成型→烘干→高溫焙燒→冷卻→分選。
上述方法中粘土作為粘接劑使用，無(wú)煙煤則作內(nèi)摻燃料使用。
陶粒的焙燒機(jī)理是由于高溫焙燒，首先在顆粒表面形成一層玻璃質(zhì)，將顆粒完全覆蓋，再繼續(xù)焙燒，致使顆粒內(nèi)部的有機(jī)質(zhì)與被封閉的空氣進(jìn)行燃燒而產(chǎn)生氣體釋放出來(lái)，故制得的陶粒表皮堅(jiān)硬而龜裂，內(nèi)部有微孔。其特點(diǎn)是容重輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性好。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1將垃圾填埋或堆肥廠中的陳腐垃圾篩選，取其粒度≤10mm的垃圾灰，烘干至含水率≤35%，將烘干的垃圾與粘土(包括粘土、亞粘土)、無(wú)煙煤按10～40∶60～90∶0～5的重量比例放入料倉(cāng)中混合。當(dāng)垃圾中所含的有機(jī)質(zhì)較高時(shí)，可不用添加無(wú)煙煤?；旌虾蟮脑嫌蓚魉蛶偷诫p輥破碎機(jī)中破碎粒度過(guò)大的原料，且使原料進(jìn)一步混合均勻。破碎機(jī)中裝有噴水嘴，由噴水嘴噴出原料成型所需的水分，噴水量占原料的16～20%左右，視粘土的塑性而定。均勻受濕的原料由傳送帶送至成球機(jī)中，進(jìn)行成球造粒工作。造粒后的粒狀原料由傳送機(jī)送到回轉(zhuǎn)烘干窯中進(jìn)行烘干，其所用熱量來(lái)自焙燒窯的余熱。此后再由傳送機(jī)送到回轉(zhuǎn)焙燒窯中焙燒，焙燒窯的一端裝有噴燃煤設(shè)備，燃煤由風(fēng)機(jī)經(jīng)管道直接噴到焙燒窯內(nèi)。烘干后的粒狀原料經(jīng)高溫焙燒、自然冷卻兩個(gè)過(guò)程后即成為陶粒，冷卻后的陶粒經(jīng)機(jī)械振動(dòng)輸送機(jī)送到提升機(jī)處，由提升機(jī)將陶粒送至振動(dòng)篩進(jìn)行分選，選出不同規(guī)格要求的陶粒和陶沙，分別送到不同的堆放場(chǎng)。對(duì)其中在焙燒過(guò)程中有可能由于粘連而產(chǎn)生的陶塊，則由專(zhuān)用破碎機(jī)破碎后，重新送到振動(dòng)篩處分選。
實(shí)施例2將實(shí)施例1的配料中的無(wú)煙煤改用鐵粉，且將烘干的垃圾與粘土、鐵粉按10～40∶60～90∶1～3的重量比混合，采用同樣的工藝方法，可制成高強(qiáng)度的垃圾陶粒。
用以上方法制成的垃圾陶粒為橢圓球形，其表皮堅(jiān)硬而龜裂，呈醬紅色;其內(nèi)部有細(xì)微氣孔，呈灰黑色。其特點(diǎn)是容重輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性好。
實(shí)施例3將污水處理廠排出的污泥采用機(jī)械脫水或自然脫水的方法進(jìn)行脫水，使污泥的含水率≤35%左右，將脫水的污泥與粘土、無(wú)煙煤按50～85∶10～40∶3～8的重量比混合，以下過(guò)程與制作垃圾陶粒相同。
污泥陶粒為圓球形或橢圓球形，其表皮粗糙而堅(jiān)硬，呈淡灰黃色，其內(nèi)部有細(xì)微氣孔，呈灰黑色。其它性能同垃圾陶粒。
以上垃圾陶粒和污泥陶粒的生產(chǎn)條件均為成型含水率16～20%烘干窯轉(zhuǎn)速1.5～2轉(zhuǎn)/分焙燒窯轉(zhuǎn)速2～3轉(zhuǎn)/分風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速500～600轉(zhuǎn)/分烘干溫度400～900℃焙燒溫度1000～1200℃焙燒時(shí)間15～45分鐘尾溫溫度＜400℃本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.工藝配方可行，因焙燒溫度高于1000℃，可完全殺死垃圾和污泥中的有害細(xì)菌，故產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)害;
2.所制產(chǎn)品容重輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性好，因而比一般天然石料有更為優(yōu)良的物理力學(xué)性能;
3.由于所制的陶粒其表面龜裂，因而使得制混凝土?xí)r，陶粒與水泥的和宜性比天然石料好;
4.節(jié)能節(jié)土，因垃圾和污泥本屬?gòu)U物，故產(chǎn)品成本低，經(jīng)濟(jì)效益高;
5.可大量消納垃圾和污泥，變廢為寶，有利于改善環(huán)境污染，具有較好的社會(huì)效益和環(huán)保效益。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)垃圾陶粒的方法，其步驟為將垃圾篩選后烘干；將烘干的垃圾與粘土、無(wú)煙煤按10～40∶60～90∶0～5的重量比混合后破碎；將破碎后的混合原料造粒成型；將成型的原料經(jīng)烘干、高溫焙燒、冷卻后分選。
2.一種生產(chǎn)垃圾陶粒的方法，其步驟為將垃圾篩選后烘干;將烘干的垃圾與粘土、鐵粉按10～40∶60～90∶1～3的重量比混合后破碎;將破碎后的混合原料造粒成型;將成型的原料經(jīng)烘干、高溫焙燒、冷卻后分選。
3.一種生產(chǎn)污泥陶粒的方法，其步驟為對(duì)污泥進(jìn)行脫水;將脫水的污泥與粘土、無(wú)煙煤按50～85∶10～40∶3～8的重量比混合后破碎;將破碎后的混合原料造粒成型;將成型的原料經(jīng)烘干、高溫焙燒、冷卻后分選。
全文摘要
一種用垃圾和污泥生產(chǎn)建材陶粒的方法。垃圾陶粒是用篩選后的垃圾灰摻以粘土及輔料，經(jīng)混合、成球、烘干、高溫焙燒而制成的一種人造輕骨料。污泥陶粒以污泥為主要原料，摻以粘土和少量固體燃料，其生產(chǎn)工藝與垃圾陶粒相同。所得陶粒為球形，其表皮堅(jiān)硬而龜裂，內(nèi)部有細(xì)微氣孔。其特點(diǎn)是容重輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性好，與水泥的和宜性比天然石料好。工藝配方可行，產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)害，可消納垃圾和污泥，變廢為寶，有利于改善環(huán)境污染，具有較好的社會(huì)效益和環(huán)保效益。
文檔編號(hào)C04B18/02GK1109850SQ95101220
公開(kāi)日1995年10月11日 申請(qǐng)日期1995年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月25日
發(fā)明者池長(zhǎng)江, 邢虹, 俞錫銻 申請(qǐng)人:北京市環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所