燒結(jié)磚瓦企業(yè)具有處置污泥量大、處置效果好、產(chǎn)品性能優(yōu)異的優(yōu)勢(shì)，因此備受有關(guān)部門的密切關(guān)注，同時(shí)污泥的資源化利用一直是磚瓦行業(yè)不斷探討和實(shí)踐的課題。浙江把燒結(jié)磚廠納入城市生態(tài)文明圈進(jìn)行管理，引導(dǎo)和鼓勵(lì)燒結(jié)磚廠向固廢資源化利用方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，為城市生態(tài)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

通過對(duì)污泥無害化加工處理以后，污泥就可以作為原料被燒結(jié)磚廠加以利用，用于生產(chǎn)市場(chǎng)需要的燒結(jié)墻體材料。探討污泥在燒結(jié)磚行業(yè)的資源化利用，積極參與城市生態(tài)文明圈的建設(shè)，不僅是城市固體廢棄物綜合利用的好途徑，也是燒結(jié)磚廠轉(zhuǎn)型升級(jí)的好出路。

2、污泥的性質(zhì)

2.1、分類

污泥主是城市污水處理和工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的固體廢物，所以分為城市污泥和工業(yè)污泥兩大類。前者是我們燒結(jié)磚行業(yè)主要資源化利用的對(duì)象，也是本文討論的主要內(nèi)容，而后者則需要具體對(duì)待，有毒污泥和頒發(fā)有處置資質(zhì)才能處置的污泥不在我們討論的范圍。

城市污泥是污水處理廠凈化污水以后產(chǎn)生的固體廢物，是沉淀污泥和生物處理污泥的混合物，水分高達(dá)80%左右。污泥里面含有病原體、重金屬、微生物等有害物質(zhì)，要將污泥中的水分脫去是一件非常困難的事情。城市污泥最大的特點(diǎn)是以有機(jī)物為主要成分組成的污泥，容易腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，密度較小，含水率高且不易脫水。這種污泥是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)，可以使用管道、罐車等方式輸送。目前，污水處理廠通常用板框式壓濾機(jī)，把污泥脫水至含水率50%~60%才運(yùn)輸?shù)较掠稳プ鲞M(jìn)一步處置和利用。

2.2、污泥的性質(zhì)

含水率高和有機(jī)物多是污泥的兩大特性，污泥總是臭烘烘的就是這個(gè)原因，污水處理廠在廢水處理過程中會(huì)將許多有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到污泥中，給后續(xù)的資源化利用帶來困難。污泥呈膠狀結(jié)構(gòu)，形成極其復(fù)雜的非均質(zhì)體(如圖1所示)，要把污泥中的水分脫去是一件比較困難的事情。

我們磚瓦行業(yè)很多人對(duì)污泥的特性不甚了解，于是產(chǎn)生兩種截然不同的意見，一種是簡(jiǎn)單地以為把污泥與其他制磚材料一起摻兌即可，其實(shí)不然，污泥過高的含水率和復(fù)雜的成分，不僅限制了污泥在磚瓦行業(yè)的利用，而且還帶來處理技術(shù)上的許多困難，用傳統(tǒng)的方法只能摻兌10%左右的污泥，利用率極低，并且還會(huì)造成比較嚴(yán)重的二次污染問題。另一種意見是談污泥色變，認(rèn)為污泥在燒結(jié)磚廠根本無法利用，生產(chǎn)過程中即污染磚廠，又污染環(huán)境，而且生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品。兩種意見截然不同、針鋒相對(duì)。

其實(shí)，只要針對(duì)污泥的特性采取科學(xué)的無害化措施，按照清潔生產(chǎn)的規(guī)范工藝，運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和裝備，是能夠生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的。

表1是污水處理廠產(chǎn)出的污泥化驗(yàn)報(bào)告。

從這份化驗(yàn)報(bào)告可以看出，污泥里面富含有機(jī)物、氮、磷和各種重金屬，這些東西如果不加處理就直接利用，是萬萬不可以的，因?yàn)樵诶梦勰嗟耐瑫r(shí)，磚廠自身和環(huán)境都處于被二次污染的環(huán)境中。

3、無害化處理

實(shí)踐證明，對(duì)污泥進(jìn)行無害化處理，是燒結(jié)磚廠利用污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚的先決條件，無害化處理可以在燒結(jié)磚廠里進(jìn)行，也可以由專業(yè)的處理公司進(jìn)行。前者是把污泥的無害化處理工藝與技術(shù)融匯在燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝流程之中，生產(chǎn)的全過程包含了污泥的無害化處理;而后者是專業(yè)公司對(duì)污泥進(jìn)行無害化處理后，再把經(jīng)過無害化處置的污泥交給燒結(jié)磚廠生產(chǎn)燒結(jié)磚。

污泥無害化處置的技術(shù)發(fā)展很快，百度一下可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)容繁多，每年還有各種關(guān)于污泥處置的高端論壇在進(jìn)行交流，看似紅紅火火，但真正適合燒結(jié)磚廠作為原料的并不很多。歸納起來，污泥無害化處理有這些內(nèi)容：堆肥、干化、燃料化、碳化、除臭、微生物處理、濕式氧化、黏結(jié)劑、陶粒、活性炭等，哪一種適合磚廠利用于燒結(jié)磚?需要認(rèn)真加以研究與對(duì)待。

對(duì)燒結(jié)磚廠而言，污泥無害化處置技術(shù)需要解決好以下幾個(gè)問題：

3.1、污泥除臭

如前所述，污泥富含有機(jī)物極易發(fā)酵、腐敗而發(fā)臭，而且在干燥過程中也會(huì)散發(fā)出難聞的氣味，甚至排放出具有腐蝕性的硫化氫氣體，對(duì)人體健康帶來不利的影響。除去臭味不僅是生產(chǎn)過程的需要，也是環(huán)境保護(hù)的需要。

3.2、消除生物質(zhì)

污泥中的有機(jī)物成分非常復(fù)雜,除含碳的化合物(比如co,co2)富含其他幾種元素(如h、n、s)等，還富含co2、h2o、no2、so2等燃燒產(chǎn)物。實(shí)質(zhì)上消除生物質(zhì)就是滅活生物質(zhì)，將污泥中的生物質(zhì)殺滅，使污泥不再具有“活性”，從而斷絕產(chǎn)生臭氣和腐蝕性氣體的根源。

在燒結(jié)磚廠中，滅活有機(jī)物有兩種辦法，一種是在對(duì)污泥干燥脫水過程中進(jìn)行，高溫氣體(大于100℃)在脫水的同時(shí)，也將有機(jī)物一并殺滅，達(dá)到“滅活”的目的。另一種是通過噴灑藥劑來完成的，這種方法簡(jiǎn)便易行，很受歡迎，但缺點(diǎn)是污泥中的水分依然存在，使混合料的含水率居高不下，磚坯因含水率較高而強(qiáng)度有限。

4、污泥干燥

眾所周知，污泥具有非常高的含水率，基本上達(dá)到80%這樣超高的含水率，不僅含水率高，而且脫水還相當(dāng)困難。過去有的磚廠直接拿這種污泥摻到原料里使用，能摻進(jìn)去10%就算不錯(cuò)的業(yè)績了，因此，對(duì)污泥進(jìn)行脫水干燥是提高摻配比例的先決條件之一?，F(xiàn)在大多數(shù)污水處理廠在向下游提供污泥時(shí)，通常采用壓濾機(jī)將污泥脫水至含水率50%~80%的板塊狀態(tài)(如圖2所示)，再降低污泥的含水率，壓濾機(jī)已經(jīng)無能為力了。要想提高污泥的摻量，這個(gè)含水率還是太高了，必須對(duì)其再一次脫水(干燥)處理。因?yàn)楦哌_(dá)50%~80%含水率的污泥摻兌到原料中，摻得越多留下的空隙越多，磚坯收縮越大，質(zhì)量很難得到保證。不僅如此，大量的水分在干燥與焙燒過程中，攜帶著污泥中的有害成分排放到車間和磚廠的周圍，造成比較嚴(yán)重的二次污染。

需要指出的是，對(duì)污泥干燥脫水是一件比較困難的事情，這是污泥在產(chǎn)生過程中先天決定的，我們無法改變這一事實(shí)。因此有人夢(mèng)想采用自然干燥的辦法除去污泥中的水分，幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。但我們可以采取一些手段除去污泥中的部分水分，使污泥的含水率控制在生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品質(zhì)量都能兼顧的范圍內(nèi)，即簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過程，又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

目前比較適合磚瓦廠烘干污泥的方法主要有陽光房烘干法和箱式網(wǎng)帶烘干法兩種。其他烘干方法比如滾筒或圓盤等雖然各有千秋，但太高的烘干成本讓磚瓦行業(yè)比較難以接受。

陽光房烘干法目前在磚瓦廠應(yīng)用比較廣泛，也比較成熟。主要特點(diǎn)是引用窯爐余熱，在陽光房底部做一個(gè)烘干平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“下蒸上曬”的雙倍效果，成本低、效率高，并且陽光房是密閉環(huán)境，烘干過程中產(chǎn)生的臭氣經(jīng)過收集處理后達(dá)標(biāo)排放，不會(huì)造成二次污染。(如圖3所示)。在整個(gè)污泥烘干過程中，人員不接觸污泥，通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)來操控，非常先進(jìn)和人性化。

另外，有的磚廠老板為了節(jié)省投資，自己建了很多“塑料大棚”來晾曬污泥，確實(shí)也有一定的效果，可是帶來了占地面積過大、現(xiàn)場(chǎng)臭味濃、和冬季不能正常生產(chǎn)等問題，屬于“土辦法”，不是長久之計(jì)。值得提到的是，山東福航新能源環(huán)保股份有限公司在總結(jié)提高的基礎(chǔ)上，與隧道窯的余熱結(jié)合，開發(fā)出兩種新工藝，一種是前文提到的陽光房攤鋪烘干技術(shù)，目前已在山東、江蘇、浙江、廣東、福建、湖南、遼寧等地?cái)?shù)十家磚瓦企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，反饋比較好。另外一種是箱式一體機(jī)設(shè)備，也能利用隧道窯的余熱，占地比較小，層疊網(wǎng)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，目前也正在逐步推廣應(yīng)用。

污泥圓盤式干燥機(jī)傳熱面積大，具有攪拌功能，并且干燥效果好等優(yōu)點(diǎn)。它是由固定的外殼(定子)、轉(zhuǎn)盤(轉(zhuǎn)子)和驅(qū)動(dòng)裝置組成，“轉(zhuǎn)盤”的稱呼由此而來的，從結(jié)構(gòu)上看很像我們磚廠常見的螺旋攪拌機(jī)(如圖4所示)。不過，該設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)成本比較高，一般企業(yè)難以接受。

轉(zhuǎn)盤是由中空軸串聯(lián)起來的裝置，所有的轉(zhuǎn)盤焊接在這個(gè)中空軸上。而中心軸的內(nèi)腔與所有轉(zhuǎn)盤內(nèi)腔相連通，熱介質(zhì)在這些空腔內(nèi)流動(dòng)，從而在推進(jìn)污泥的同時(shí)對(duì)污泥進(jìn)行加熱，從而達(dá)到促使污泥干燥脫水的目的，所以圓盤干燥機(jī)有點(diǎn)像螺旋攪拌機(jī)，缺點(diǎn)是易損件比較昂貴，使用成本高，對(duì)人員操作的能力要求也比較高。

5、潔凈生產(chǎn)

潔凈生產(chǎn)的定義是指既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源，并保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)方法和措施。在生產(chǎn)過程中將廢物減量化、資源化和無害化是潔凈化的核心。從本質(zhì)上來說，就是對(duì)生產(chǎn)過程與產(chǎn)品采取整體預(yù)防的環(huán)境策略，減少或者消除它們對(duì)人類及環(huán)境的可能危害，同時(shí)充分滿足人類需要，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化的一種生產(chǎn)模式。我們?cè)诎盐勰嘧鳛橘Y源加以利用的同時(shí)，一定要把污泥的無害化處置與生產(chǎn)過程的環(huán)保處理結(jié)合起來，不然會(huì)得不償失，失去利用污泥的意義。

燒結(jié)磚瓦廠在利用污泥的過程中，潔凈生產(chǎn)的措施主要有：①采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備;②選擇合理的設(shè)備;③保持全過程沒有廢氣逸出;④完善的環(huán)保處理設(shè)施;⑤滿足廢氣、廢水、廢渣全部達(dá)標(biāo)排放的嚴(yán)格要求。只有這樣從源頭削減污染，確保生產(chǎn)過程中不再產(chǎn)生和排放污染物。

6、碳化污泥的運(yùn)用

將污泥中的有機(jī)物細(xì)胞采用高溫裂解或低溫裂解的方法，使其“強(qiáng)制”脫出污泥中水分，保留污泥中大量碳含量的過程叫作污泥碳化。之前我們說的“污泥干化”與此有些不同，碳化是把污泥中的生物細(xì)胞破解，促使污泥中固體物質(zhì)和水分分離，從而得到不含水分的碳化污泥。脫水后的污泥碳化物含水量極小(小于2%)，有較高的發(fā)熱值，孔隙率大，松散，黑色，與煤炭外觀極為相似(如圖5所示)。

由此可見，碳化污泥既可以作為燒結(jié)磚的燃料，又可以作為燒結(jié)磚的原料使用，實(shí)驗(yàn)室的條件下，碳化污泥與頁巖按照3：7的比例摻配，就能生產(chǎn)出質(zhì)量品質(zhì)很好的燒結(jié)磚樣品，結(jié)果令人滿意。

由于碳化污泥在生產(chǎn)過程中采用了嚴(yán)格的環(huán)保處理措施，拿到磚瓦廠利用時(shí)已經(jīng)不再是“滿身污染物”的固體廢棄物，而是改頭換面真正的有用資源，大大簡(jiǎn)化了磚瓦廠后續(xù)的生產(chǎn)工藝過程。不過，我們對(duì)碳化污泥的了解還很膚淺，還有許多工作需要認(rèn)真地去完成，但可以肯定地講，碳化污泥在磚瓦廠的應(yīng)用是今后重點(diǎn)發(fā)展的方向。

7、生產(chǎn)工藝的選擇

由于污泥不能單獨(dú)作為原料用于生產(chǎn)燒結(jié)磚，而只能夠與其他原料如頁巖、建筑垃圾、煤矸石、黏土等摻兌在一起混合成能夠生產(chǎn)燒結(jié)磚的新原料。因此原料的處理尤為重要，對(duì)輥機(jī)、輪碾機(jī)、圓盤篩式捏合機(jī)和陳化庫都是非常必要的技術(shù)裝備。

我們?cè)谧鑫勰嘀拼u的工業(yè)性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)規(guī)律，一是污泥含水率越高，摻入量越少，因?yàn)槲勰鄵降迷蕉啵鄺l的成型水分越高，坯體強(qiáng)度下降。二是污泥摻得越多，磚坯收縮越大，因?yàn)槲勰喔缓袡C(jī)物，燒失量非常大。了解這些規(guī)律，再結(jié)合自身采取的技術(shù)路線，才能夠正確選擇合適的生產(chǎn)工藝。

8、干燥與焙燒

磚坯干燥是整個(gè)工藝環(huán)節(jié)中最重要的部分，目前“漢斯型”室式干燥室和“內(nèi)循環(huán)”隧道式干燥室兩種干燥設(shè)施都是不錯(cuò)的選擇，這兩種干燥室都是采取單層干燥段方式干燥磚坯(如圖6所示)，特別適合克服污泥制磚帶來的含水率高和磚坯強(qiáng)度低的問題。切碼運(yùn)系統(tǒng)是干燥過程相配套的關(guān)鍵技術(shù)，例如與干燥室配合的自動(dòng)化上下架系統(tǒng)等，本文不再贅述，將另辟文章單獨(dú)探討。

由雙級(jí)真空擠出機(jī)擠出的泥條經(jīng)數(shù)控切割成制品規(guī)格的坯體，然后由濕坯編組機(jī)對(duì)濕坯進(jìn)行編組，再送入托盤轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)輸送到上架機(jī)，指狀叉車從上架機(jī)上將全部托盤取出，轉(zhuǎn)運(yùn)輸送進(jìn)大型室式干燥室里進(jìn)行干燥，這個(gè)過程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)作業(yè)。干燥完成的磚坯由機(jī)器人按要求把磚坯碼到窯車上，再進(jìn)入隧道窯中進(jìn)行焙燒(如圖7所示)。

燒制摻兌了污泥的磚坯，比燒制傳統(tǒng)燒結(jié)磚略有區(qū)別，要增加淤泥干燥廢氣回?zé)夹g(shù)，裝配式隧道窯很好地解決了這個(gè)難題，這種隧道窯采用了“煙熱分離”“煙熱回?zé)焙汀皬U氣回?zé)钡榷囗?xiàng)新技術(shù)。在隧道窯前設(shè)置“余熱靜停室”的方案是最好的“煙熱分離”措施，可以提高隧道窯的工作效率。

9、工藝流程

根據(jù)利用污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚的特殊情況，我們制定的生產(chǎn)工藝流程見圖8。

10、結(jié)束語

利用污泥生產(chǎn)燒結(jié)磚在我們行業(yè)至少已有20多年的歷史，可是發(fā)展卻非常緩慢，與現(xiàn)在相比，我們過去對(duì)污泥的認(rèn)識(shí)相當(dāng)粗淺，甚至有很多的誤區(qū)?，F(xiàn)在，我們雖然對(duì)污泥的資源化利用有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，但是要實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，還有很多的工作要做。一方面我們不能過于樂觀，把污泥資源化利用看得那么簡(jiǎn)單;另一方面我們要高度重視這項(xiàng)工作的難度，不斷努力創(chuàng)新工作。