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1、污泥制砖的技术及市场、政策目 录第一、污泥的性质2一、污泥的含水率和固体含量2二、污泥的理化性质2三、污泥的安全性2第二、污泥砖的性能分析3一、砖的吸水率3二、砖的烧成尺寸收缩率3三、砖的烧成质量减少分数3四、砖的烧成密度3五、砖的强度4第三、制砖技术问题4一、污泥制砖的种类41.污泥焚烧灰制砖42.干化污泥直接制砖4二、污泥制砖技术环节51.污泥的干化52.烧结制品生产中污泥的掺量6三、产品规格、质量及技术经济分析71.生产规模72.物流状况83.占用土地84.电力装置95.经济效益分析9四、总结污泥制砖应关注的技术、成本问题91.污泥干化问题92.砖的吸水性103.烧结温度104.污泥中有
2、害成分的控制105.成本问题10五、技术参考及研究11六、污泥制砖的相关技术标准、规范11第四、污泥制砖建厂的前导程序12一、项目的可行性研究报告12二、生产技术可行性、实用性、环保性的论证12三、项目的选址论证12四、项目的环评报告12第五、政策方面12一、环保部门12二、发改委、经信委13三、墙改办13第六、污泥制砖案例13一、项目案例13二、福航污泥干化设备14第一、 污泥的性质生物巧泥经过脱水干化后的含水率为70% -80% . 此时的生物污泥是一种具有异臭味的、褐色或者黑色的、密度略大于水的软性固体，它是一种由各种废弃物经过一体化生物化学反应后形成的活性物质，它的无机成分基本上和黏土
3、矿物类似，而它的有机成分则主要与生物污泥的来源有关。一、 污泥的含水率和固体含量单位质量污泥所含水分的质量百分数称为含水率，相应的固体物质在污泥中所含的质量百分数，称为含固量（%）。污泥的含水率一般都很高，而含固量很低。因此，污泥的密度随其中的有机物和无机物的比例不同而变化，一般有机物的密度为1.0g/cm3，无机物的密度为2.5g/cm3。二、 污泥的理化性质包括：有机物（挥发性）和无机物（灰分）的含量、植物养分含量、有害物质（重金属）含量、热值等。三、 污泥的安全性污泥中含有大量细菌及各种寄生虫卵和病毒，容易造成传染病传播。污泥中还含有多种重金属离子和有毒有害的有机物，这些物质可从污泥中渗
4、滤出来或挥发，污染水体和空气，造成二次污染。因此污泥处理必须考虑其安全性。第二、 污泥砖的性能分析主要指标有砖的吸水率、烧成尺寸收缩率、烧成质量减少分数、烧成密度以及砖的强度。一、 砖的吸水率吸水率是影响砖耐久性的一个关键因素，砖的吸水率越低，其耐久性与对环境的抗蚀能力越强，因而砖的内部结构应尽可能致密以避免水的渗入。随着污泥含量的增加和烧成温度的降低，砖的吸水率会逐步步升高。二、 砖的烧成尺寸收缩率通常，质量优良砖的烧成收缩率低于8%。由于污泥的有机质含量远离于黏土，污泥的加入提高了烧成收缩率，导致砖的性能降低。烧成温度也是影响烧成收缩率的重要参数。通常，提高烧成温度，烧成收缩率上升；同时烧
5、结温度不能过高，以免把砖烧成玻璃体。因而，污泥含量与烧成温度是控制烧成收缩率的两个关键因素。有资料表明在干污泥中，污泥含量低于1 0%，烧成温度低于10000C 时， 其烧成收缩率符合优质砖标准。三、 砖的烧成质量减少分数增加污泥含量与提高烧成温度结果导致烧成质量减少分数的增加。对于普通黏土砖而言， 在800时烧成后的质量损失主要由黏土中有机质燃烧引起的。然而，当混合样中加入干污泥后，烧成质量损失率明显增加，因为污泥中含有的有机质量大。另外，砖的烧成质量损失率也依赖于污泥黏土中的无机质在烧成过程中的烧尽程度。四、 砖的烧成密度干污泥砖的密度与污泥含量成近似线形关系。因污泥中有机质含量较高，在烧
6、结时育机质挥发必然留下孔洞，粒径较粗，烧结体致密性差。烧成温度同样也影响颗粒的密度，结果显示提高烧成温度会提高颗粒密度。在污泥灰砖中，污泥灰作为造孔剂，这个效果可由吸水率的增高与密度的降低来衡量。五、 砖的强度抗压强度是衡量砖性能重要指标之一。抗压强度极大地依赖于污泥的含量与烧成温度。干污泥砖的抗压强度随干污泥含量的增加而降低，随烧结温度的升高而开高。10%含量的干污泥砖在10000C烧成时其抗压强度为二级品。污泥灰砖中，P2O5 含量越高， SiO2 含量越低，其软化性越强；污泥灰抗压强度还依赖于污泥灰中铁和钙的含量，铁的含量增加使得砖休抗压强度提高，钙则使其降低。污泥灰含量低于10%制砖时
7、，其抗压性能比干污泥砖和黏土砖都好。研究表明，当污泥灰含量为10%，烧结温度为10200C 时，其砖抗压强度最好，可达138 MPa。第三、 制砖技术问题一、 污泥制砖的种类1. 污泥焚烧灰制砖将污泥焚烧后搜集的灰与粘土混合制砖，其中污泥灰的掺量可高达50%，砖的综合性能好，但没有利用污泥的热值。日本Nagaharu Okuno曾报道过用100%的下水道污泥燃烧灰制成砖，在日本已有8家这样的公司。污泥燃烧灰制砖的成型压力都很高，100%的灰粒的最佳成型压力为98MPa，在1020左右烧成。但也存在一些问题，因表面湿气的作用，表面会长苔藓或是泛白。要解决这些弊端，可以提高烧成温度与进行表面化学成
8、分。据称污泥灰砖的零售价为1美元一块，价格非常昂贵。2. 干化污泥直接制砖干化污泥制砖，缺点是污泥中有机质在高温下燃烧导致砖的表面不平整、量低和抗压强度低等，但利用了污泥的热值，且价格低。这两种制砖方式都存在空气污染，因污泥中含有大量的有机物，焚烧或烧砖时都有有害气体放出。所以这些都必须进一步改进。还有砖的吸水率问题。吸水率是影响砖耐久性的一个关键因素，砖的吸水率越低，其耐久性与对环境的抗蚀能力越强，因而砖的内部结构应尽可能致密以避免水的渗入。研究表明，随着污泥含量的增加与烧成温度的降低，砖的吸水率升高。而在制砖中，污泥起着造孔剂作用，所以污泥灰砖的吸水率比粘土砖高。当混合样中污泥含量较高时，
9、混合样的粘结性能下降，但砖内部微孔尺寸增加，其结果导致吸水率的升高。由于干污泥砖的有机杂质多，烧结后的微孔也多，所以其吸水率比污泥灰砖高。所有这些工艺文艺都影响着污泥制砖。二、 污泥制砖技术环节1. 污泥的干化污泥的干燥处理是一个减量化和无害化处理过程。经过干化后，干燥污泥与湿污泥相比体积大幅度缩小，储存空间就减小了.以含水75% 的湿污泥为例，若将其含水率降至40%时其体和、可以缩小2/3。干燥后污泥变成颗粒或粉末状，最终达到无臭、无病原体，有利于后续处置和运输.由于体积小了，运输成本也节省了。干化后污泥还可以替代能源，可作为一种资源。但干化污泥具有易燃、易分解的特点，为保证安全和卫生，干化
10、系统内必须保证低温、低氧状态。同时由于污泥在40%-60%含水率时具有易粘结的特性，因此选用干化系统必须防止污泥粘结在换热面，从而降低热效率影响干化。目前较多采用的工艺是流化床低温干化系统。流化床低温干化系干化温度为850C，系统内控制含氧量4%。流化床低温干化系的特点是采用流化床干化机. 干化过程在流化床内进行，流化床底部布置蒸汽盘管。空气从床底经过盘管加热后进入床身，热空气一方面使床身中的污泥处于流动化，防止污泥粘结；另一方面也与污泥进行充分换热，蒸发其中的水分，蒸发出来的水分和空气一起被引入洗涤冷却塔内，经喷淋后，水分被去除，余下的干空气则循环便用。经干化后的污泥含水率降为5%-10%，
11、干化系统每蒸发1 t 水分，消耗热能为2 800Kj。2. 烧结制品生产中污泥的掺量烧结制品生产中污泥的掺量通常应从四个方面考虑，一是污泥的发热量；二是污泥的物理性能如塑性指数、干敏系数等和污泥的含水率；三是烧失量指标；四是化学成分和矿物组成。(一) 污泥的发热量每公斤污泥(含水40%) 发热值因地域废水水质和处理工艺不同而有所差异，其热值分别为：高热值污泥(含水40%) 其热值为1 962 kcal / kg (估算平均值) ;低热值污泥(含水40%) 其热值为1 326 kcal / kg (估算平均值) 其次，污泥的热值与污泥含水量有着直接的关系.污泥含水量越低，其干燥费用越高。为了既节
12、省干燥脱水成本，又能达到烧结制品生产所需的水分和过程中自身提供的倍烧热值，最合理经济的污泥含水量应该是40%。我国修订的行业标准JC713-2007 烧结砖瓦能提等级定额中规定烧结砖瓦单位产品能耗应达到320103kcal / t-510103 kca l/t 之间。污泥的有机质燃烧绝大部分是长焰燃烧，时间短、燃烧快，对烧结制品特别是烧结砖需要的短焰、长时间燃烧的生产工艺并不有利，因此，生产烧结制品还需要短焰残余碳的补充，实际上的掺配量要比理论计算热值范围的掺配量要小许多。污泥的物理性能如塑性指数、干敏系数等和污泥的含水率，污泥的物理性能如塑性指数、干敏系数等和污泥的含水率是污泥生产烧结制品成
13、型和干燥工艺过程的重要指标。塑性指数、干燥敏感性系数等和污泥的含水率是评价烧结制品原料的重要参数，在烧结制品行业，塑性是指粘土一水物质在它的最大稠度时，能够被挤压成型并在解除压力后能保持成型后形状的一种能力。这种能力的大小以塑性指数来表示，通常高的塑性指数干敏系数和含水率则较高，虽有利于挤出成型，但是干燥和培烧时容易产生裂纹，坯体收缩大；塑性指数偏低，虽有利于干燥和焙烧，但又会给成型带来困难。如果塑性指数低于7 ，不仅挤出成型困难，制品的强度也较低。一般来说，适合的塑性指数为7-1.5。制品的孔洞越多，孔型越复杂、壁越薄，成型时需要的塑性指数相对也要高一些。(二) 烧失量指标在烧结制品的焙烧过
14、程中，其自身重量(主要是有机成分)会减少，通常不会超过10% ， 减少的程度会影响制品的质量，但影响不是很大。而干污泥的烧失量通常都超过10%，多的远大于50%。烧失量指标远远大于烧结制品的生产工艺要求，自身重量的减少程度己严重影响到烧结制品的质量，特别严重影响制品的强度指标，制品的强度指标会随着烧失量的增加强度呈立方次下降。当然，污泥也可以作为烧结保温制品的成孔剂来应用，可以明显改善烧结制品的保温绝热性能。(三) 污泥与其他材料的搅拌混合、均化和陈化污泥通常含水率非常高，固体物质中有机物含量较高，质量较轻，因此很难与其他物料混合均匀，污泥制造烧结制品的物料均匀混合处理是保证制品质量的关键。工
15、艺上一般都采用强力均匀混合设备如均化布料机和强力挤出搅拌机以及强力轮碾组合的强力均匀混合工艺系统。其次，应采用快速陈化工艺以防止污泥有机物分解引发二次污染的环境问题。三、 产品规格、质量及技术经济分析产品规格和质量应符合国家GB5101-2003烧结普通砖、GB13544-2000 烧结多孔砖质量标准，同时也符合GB6566-2001 建筑材料放射性核元素限量标准的要求。1. 生产规模烧结制品目前的合理经济生产规模为6 000 万块/年，日需污泥约800900 t (含水80%)。通常一个大型污水处理厂日处理废水30 万吨计算，每天实际排放污泥约400 480t(含水80%)，一个生产规模为6 000 万块/年的烧结制品生产企业基本上能全部消化处理两个大型污水处理厂的污水处理排版的污泥。2. 物流状况生产规模为6 000 万块/年的烧结制品生产企业年生产日按300 d 计算，年产6 000万块砖， 则日产砖20万块，每天需消挺原材料：污泥(含水40%) 约280 t (相当于干污泥168 t) ，其他物料约420 t 。3
