1 引言

  从经济发展、 资源开发利用、 城市生态环境保护等方面来看，城市污泥处置的理想出路是资源化利用。深入城市污泥资源化利用的研究与实践，解决污泥处置中的难题，避免生态环境污染，节约处置费用，变废为宝，使之具有良好的生态、 经济和社会效益，是城市可持续发展的必然要求和发展趋势。我国建材行业是天然矿物和能源的高消耗行业，每年生产各种建筑材料需消耗 50 多种资源，给环境带来沉重负担。城市污泥含有 20%~30%的无机物，主要是硅、 铁、 铝、 钙等，充分利用污泥中的无机物生产建材是一种经济有效的资源化方法。本文对污泥用于陶粒和烧结砖的生产工艺进行探索研究和分析。

2 污泥生产陶粒建材

  通过利用淤泥、 生活污水污泥和铁泥（铁粉）等原材料生产环保型陶粒建材，实现固体废弃物变废为宝的无害化处置。

2.1 生产工艺要点

2.1.1 原料库

  用于存储淤泥、 污泥、 铁泥等原材料，污泥原料库应做好密封和除臭措施。

2.1.2 配料系统

  淤泥、 铁泥通过铲车从库中取出，存放至不同的箱式给料机中，按一定配比输出，与污泥混合出料后送入双轴搅拌机混合，再经输送带输送至陈化库。

2.1.3 陈化库

  经混合后的物料在陈化过程中得到了疏解和均化，增强了物料的可塑性，同时还具备了调节生产工艺流程的功能．起到了储存原料和缓冲生产的作用，保证原料车间生产连续性。

2.1.4 进料系统

  陈化后的物料以一定的配比进入二次双轴搅拌机进行强制搅拌混合，经皮带输送机通过窑尾的喂料螺旋进入窑内。

2.1.5 陶粒窑

  陶粒窑由干燥窑和煅烧窑两大部分组成：（ 1）干燥窑内装有窑内制粒装置和高效热交换装置，采用窑内制粒装置，使原料在干燥窑内部成球。窑转速 1~4r/min，物料在窑内的停留时间约 1.5~2h。物料在干燥窑内完成干燥、 预热和制粒，然后卸入煅烧窑。（ 2）煅烧窑转速约 4~8r/min。物料在窑内的停留时间 15~20min。物料在煅烧窑内经历迅速预热、快速膨胀（约1150℃）和初步冷却，以赤热状陶粒（约 900~1000℃）落入竖式冷却机。煅烧物料颗粒通过窑尾插入端进入窑内，由于筒体的倾斜和缓慢地回转，物料一面沿圆周滚动，一面向窑头低端运动。在窑内经过进一步预热、 分解、 烧成等过程，然后从窑头装置的下部进入冷却系统。

2.1.6 陶粒冷却系统

  陶粒出窑温度达到 900℃，为充分冷却并保证陶粒强度等性能指标，采用强制风冷竖式分层冷却机，经过冷却机后的陶粒温度已小于 100℃。

2.1.7 成品处理

  冷却机出来的陶粒产品，经过鳞板输送机进入提升机，然后进入滚筒筛，进行产品筛分，对不同规格的产品筛分至陶粒仓。料仓底部为料斗，分别装有振动给料机和包装机，振动给料机出料直接送入皮带装车；包装机包装打包后通过皮带输出到成品堆场。

2.1.8 自控系统

  自控系统采用 PLC 控制系统，主要针对以上各个系统提供自动控制、 故障报警、 安全保护功能。

2.2 生产工艺指标

  污泥陶粒生产工艺主要参数指标如表 1 所示。

2.3 污泥陶粒产品性能

  试生产污泥陶粒产品的性能如表 2 所示，其基本性能满足 GB/T 17431.1—2010 《轻集料及其试验方法 第 1 部分：轻集料》 的要求。

3 污泥生产烧结砖建材

  通过利用淤泥、 生活污水污泥和煤矸石等原材料，生产污泥烧结砖建材，实现固体废弃物资源化利用，节约黏土资源，保护环境。

3.1 生产工艺要点

3.1.1 原料输送、 破碎工艺

  原料的处理对制作高强度、高质量的多孔砖和空心砖非常重要，因此，需对原料进行严格的处理。经破碎后的煤渣、 建筑垃圾与污泥河道淤泥一块送入双轴搅拌机加水混合搅拌，然后由槽型带式输送机送到陈化库上方的皮带输送机（带刮板），按要求把混合料堆放在陈化库进行陈化处理，使原料中的水分有足够的时间充分迁移，湿润粉料中的每一个颗粒，并且进一步提高原料的均匀性，从而改善泥料的物流性能，保证成型、 干燥和焙烧等工序的技术要求，提高产品的质量。

3.1.2 陈化库

  陈化是将粉磨至所需细度的料加水浸润，使其进一步疏解，促使水分分布均匀。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，提高制品质量。陈化处理后的混合料经斗式挖掘机送入箱式给料机缓冲处理后，均匀给入搅拌槽再进行适当加水搅拌，使其含水率达到成型要求。按照污泥防渗要求及自动除臭设备建设的封闭式陈化库。

3.1.3 挤出与切坯

  经过二次加水搅拌后的原料送入双级真空挤砖机挤出成型，成型后的泥条经表面处理后，经自动切条机、 自动切坯机切割成所要求尺寸的砖坯，由运坯皮带机运至码车位，用机器人码至窑车。

3.1.4 焙烧

  建立合理的干燥制度，分段控制干燥速度，保持均衡干燥。采用二次码烧工艺，建立合理的焙烧制度，严格控制窑断面温差，保证产品砖的强度、 吸水率、 色泽、 均匀度和耐久性。采用窑顶排孔放入外燃材料，控制风道火势和自动温控技术，综合利用木屑、 谷壳、 秸秆等工农业废弃物，实现了不用原煤作焙烧的环保目标。同时，采用新式的烟气过滤处理技术解决烟气的清洁排放问题，并进行窑炉余热回收用于热水供应和烘干砖坯的技术开发。

3.1.5 成品

  烧制好的烧结砖运到卸车区，经检验员对砖的质量进行检验后运往成品堆场。

3.2 生产工艺指标

  污泥生产烧结砖生产工艺主要参数指标如表 3 所示。

3.3 污泥烧结砖产品性能

  试生产污泥烧结砖产品性能如表 4 所示，基本性能满足GB 13544—2011 《烧结多孔砖和多孔砌块》 标准的要求。

4、 结语

  结合陶粒和烧结砖生产实际，详细阐述了污泥用于陶粒、烧结砖建材的生产工艺流程和指标参数，为指导污泥在建材中的应用提供了工艺方法。

基于探索的污泥建材生产工艺，试生产的污泥陶粒产品基本性能满足 GB/T 17431.1—2010 《轻集料及其试验方法 第1 部分：轻集料》 ，污泥烧结砖产品基本性能满足 GB 13544—2011 《烧结多孔砖和多孔砌块》 标准的要求。

（注：来自轻质混凝土论坛）

附录：同济戴晓虎 | 城市污水厂污泥处置工艺技术路线