污泥砖可行性分析报告.doc
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1、污泥砖可行性分析报告一、烧结普通砖要求1.规格:烧结普通砖的外形为直角六面体,公称尺寸为:240mm115mm53mm。按技术指标分为优等品(A)、一等品(B)及合格品(C)三个质量等级。2.外观质量3.强度(仪器:试验机)烧结普通砖按抗压强度分为五个等级,各强度等级砖的强度值应符合下表:烧结普通砖的强度等级(GB5101-2003) MPa强度等级抗压强度平均值f变异系数0.210.21强度标准值fk单块最小抗压强度值fminMU3030.022.025.0MU2525.018.022.0MU2020.014.016.0MU1515.010.012.0MU1010.06.57.54.泛霜泛霜
2、也称起霜,是砖在使用过程中的盐析现象。砖内过量的可溶盐受潮吸水而溶解,随水分蒸发呈晶体析出时,产生膨胀,使砖面剥落。标准规定:优等品无泛霜,一等品不允许出现中等泛霜,合格品不允许出现严重泛霜。5.石灰爆裂石灰爆裂是指砖坯中夹杂有石灰石,转吸水后,由于石灰逐渐熟化而膨胀产生的爆裂现象。这种现象影响砖的质量,并降低砌体强度。标准规定:优等品不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域;一等品不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域,210mm的爆裂区域,每组砖样不得多于15处;合格品不允许出现最大破坏尺寸大于15mm的爆裂区域,215mm的爆裂区域,每组砖样不得多于15处,其中大于10mm的不得
3、多于7处。6.抗风化性能:是普通粘土砖重要的耐久性指标之一,对砖的抗风化性能要求应根据各地区的风化程度而定。砖的抗风化性能通常用抗冻性、吸水率及饱和系数三项指标划分。抗冻性是指经15次冻融循环后不产生裂纹、分层、掉皮、缺棱、掉角等冻坏现象;且重量损失率小于2%,强度损失率小于规定值。吸水率是指常温泡水24h的重量吸水率。饱和系数是指常温24h吸水率与5h沸煮吸水率之比。7.放射性核素(仪器:低本底多道能谱仪)镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度同时满足IRa1.0和Ir1.0二、污泥砖的质量的影响因素1)砖的吸水性与致密性:污泥降低了混合样的塑性,降低了混合样颗粒间的粘结性能;污泥中
4、存在大量有机质,烧结时有机质挥发必然留下孔洞,粒径较粗,烧结体致密性差。2)烧结温度不稳而烧成收缩率上升导致制成品率下降:由于污泥中存在大量的水分,烧制中形成水汽而带走大量的热能,使得窑炉烧结温度不稳,而直接影响到窑炉的燃烧效率。因此,烧结前尽可能使污泥中的水分去除。3) 化学成分、矿物组成:二氧化硅等硅酸盐矿物:是烧结制品原料中的主要成分,含量要保持在55%70%之间。超过时,原料的塑性太低,成型困难,而且烧成时会发生晶型转变产生体积膨胀等变化,引起制品强度的降低。三氧化二铝等铝酸盐矿物:在制砖原料中的含量最好在10%25%之间。三氧化二铝等铝酸盐矿物焙烧过程中由于玻化温度较高,会大幅提高烧
5、成温度,在制砖原料中含量过低时,会降低烧成温度和烧成范围,严重影响制品的强度,不抗折;但过高就必然要提高烧成温度,加大烧成煤耗,会使砖的颜色变淡,污泥制造烧结制品(如烧结砖),通常铝酸盐矿物含量较低,制品强度低及烧成范围窄,在污泥制造烧结制品(如烧结砖)原料中可适当添加高铝矿物如高岭土、铝土尾矿等。三氧化二铁等铁矿物:是制砖原料中的着色剂和玻化剂,含量保持在3%10%之间。太高时会降低制品的耐火度,使砖颜色更红。含氧化钙矿物:在原料中常以石灰石的形式出现,在污泥中由于用于消杀病菌等环节的需要,其在污泥原料中的含量也是比较高的;氧化钙等矿物对制砖来说是一种有害物质,含量不要超过10%。否则,不仅
6、会缩小砖的烧结温度范围,给焙烧带来困难。当它的粒径大于2mm时,还会造成制品的石灰爆裂或吸潮、松解、粉化。含氧化镁等矿物:是一种有害物质,含量越少越好,不许超过3%。硫酸钙、硫酸镁都将使制品出现“泛霜”,甚至剥层、风化。硫酐等含硫酐的硫酸盐矿物:最好完全没有,最多也不能超过1%。否则,砖在焙烧时会产生气体,使砖体膨胀、疏解粉碎,但是污泥中含有大量的有机质,硫含量一般都比较高,基本上以二氧化硫等气态形式出现,因此,污泥制造烧结制品(如烧结砖) 应注意这一情况,在生产过程中注意污染,在焙烧过程意气态溢出,出厂成品注意制品出现的“泛霜”,及时调整配方。4)烧制过程中可能造成废气排放污染,应严格控制污
7、染物的排放。三、污泥砖制作原料几种污泥制砖情况干污泥湿污泥污泥灰预处理将污泥干化(烘干或在室外自然晾干),经过磨细处理去除体积较大固体杂质将污泥干化处理后,焚烧污泥还要消耗一部分能源泥掺量泥掺量低于30%掺入量低于50%(含水率较高,所以污泥掺入量不会太高)掺加量一般能达到50%以上优点含有大量有机物,焙烧能够充分利用污泥燃烧产生热能,节约能源不仅利用了污泥中原有的水分,而且不需要对污泥进行复杂的预处理,节约能源含有的有机物极少,甚至不含有机物,其所含成分几乎与粘土相同,所以很适合作为烧结砖原料缺点高温焙烧时有机物转化为气体,致使污泥砖表面不平整,容易产生裂缝;在砖的焙烧过程中,还会有有害气体
8、放出,造成空气污染所需成型压力极大;表面的湿气会产生泛霜或长苔藓等现象(对砖进行表面化学处理或提高烧结温度这必然会增加制砖成本)综合上表所述情况,选择污泥灰作为制砖原料。四、生产工艺污泥灰制砖生产工艺见下图: 污泥 干燥 焚烧 污泥灰 混合 成型 炼制粘土破碎具体操作流程图见下图:图1:污泥制砖工艺流程图注:焚烧时可进行焚烧炉800-1000高温处理或热解炉300-500低温处理。五、关于污泥灰制砖的几点建议污泥烧结砖技术既能够解决城市工业和生活污泥出路问题,节约耕地和减少污泥填埋或焚烧费用,又可以制成节能型新型墙体材料满足目前的建筑节能的要求,完全实现了城市污泥无害化、资源化、产业化的处理目
9、标。烧结制品生产中污泥的掺量应从污泥的发热量,污泥的物理性能如塑性指数、干敏系数和污泥的含水率等;烧失量指标及化学成分和矿物组成四个方面考虑,一定要注意根据制品要求,调整配方,这样才能生产出合格的烧结制品。六、污水厂污泥干燥焚烧循环系统设计方案1、方案选择污泥处置方案多种多样,但最终目的都是要达到无害化、减量化、资源化的目标。目前已有的主要污泥处理处置工艺包括:填埋、消化、堆肥、干化、焚烧、湿式氧化、冻结熔融法、高温烧结法等等。选用何种工艺必须与当地的实际情况相适应。国内大多数污水处理厂的污泥处置以外运填埋为主,主要有:(1)脱水后(含水率70 %80 %左右)的污泥直接外运。有些是运至生活垃
10、圾填埋场合并处理,由于含水率太高,导致填埋场作业困难,并且也会大量占用填埋场库容;有些是随处倾倒,导致二次污染;也有些作为农肥直接施入农田。由于直接脱水的污泥未经高温处理,其中含有大量病原菌,会影响人民的身体健康。总之,单独的脱水外运工艺还不能称其为合格的污泥处理、处置工艺。(2)消化稳定后脱水处理再外运。该工艺相对有所改进,由于污泥经过消化处理,杀灭了绝大多数病原菌,并且还能产生沼气供生产、生活使用,基本做到了无害化,并且也有一定的资源化意义。但是,该工艺仍待解决处置高含水率脱水污泥的问题。(3)直接焚烧脱水污泥。该工艺虽然理论计算可行,并在一些小型的污水厂已有采用,但实际运行效果欠佳,主要
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