一种污泥制砖工艺及其制胚工艺系统的制作方法

1.本发明涉及污泥无害化处理及资源化利用和建筑材料技术领域，特别是一种污泥制砖工艺及其制胚工艺系统。


背景技术：

2.污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质，是一种胶体物质，含水量高，如果使用污泥制砖，首先要对污泥进行干燥脱水，使污泥中的含水量达到制作污泥胚原料的要求，然后在后续的制胚工艺中，砖胚的密实度影响生产出来的砖的质量，且干燥后的污泥及其他配料搅拌过程中容易产生扬尘。


技术实现要素：

3.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种污泥制砖工艺及其制胚工艺系统，有效的提高制砖效率，充分提高了污泥的利用率，增强了污泥砖胚的质量。
4.技术方案：为实现上述目的，本发明的一种污泥制砖工艺及其制胚工艺系统，包括以下步骤：
5.第一步骤，对污泥进行干化处理；
6.第二步骤，将干化后的污泥与黏土和添加剂一起投入制胚设备完成制胚；
7.第三步骤，对制成的污泥砖胚进行烘干；
8.第四步骤，将烘干后的污泥砖胚送入隧道窑进行烧结，获得成品砖。
9.进一步地，所述制胚包括以下步骤：
10.第一步骤，将干化后的污泥与黏土和添加剂一起打碎，进行充分挤压搅拌混合；
11.第二步骤，将混合形成的胚料打散，碾匀；
12.第三步骤，挤压成泥条；
13.第四步骤，切割泥条制成砖胚。
14.进一步地，所述制胚设备包括搅拌混合部分和挤压成型部分，所述搅拌混合部分包括水平放置于支架上的混合搅拌筒，所述混合搅拌筒为长条形筒体，所述混合搅拌筒一端的上端面设置漏斗形的投料口，所述投料口连通于所述混合搅拌筒内部的混合搅拌腔，所述混合搅拌筒一侧设置添加剂调配罐，所述添加剂调配罐通过螺旋送料机连通于添加剂投放口，所述添加剂投放口连通于所述混合搅拌腔，所述添加剂投放口靠近于所述投料口设置，在所述混合搅拌腔内靠近于所述混合搅拌腔底部设置双轴混合搅拌器，所述双轴混合搅拌器连接于供热装置，所述混合搅拌腔底部远离所述投料口的一端设置出料口，所述出料口通过过渡送料管连通于所述挤压成型部分；
15.所述挤压成型部分包括位于所述混合搅拌筒下方的砖胚成型箱，所述过渡送料管连通于所述砖胚成型箱内部的真空挤压成型腔，所述真空挤压成型腔的出口设置锥形嘴套，所述锥形嘴套口通过l型辊道连接至烘干机，所述真空挤压成型腔通过软管连通于真空泵；
16.所述混合搅拌筒上端面中部设置尘土收集口，所述尘土收集口通过吸尘管道连通于位于所述混合搅拌筒一侧的除尘装置。
17.进一步地，所述双轴混合搅拌器包括一对相互平行转动方向相反的滚子，所述滚子表面设置碾块，所述碾块环绕于所述滚子表面均匀设置形成碾块组，且沿所述滚子轴向设置多组所述碾块组，相邻所述碾块组中的所述碾块相互错开设置；
18.所述碾块包括支撑面和弧形碾压面。
19.进一步地，所述真空挤压成型腔为三棱柱形腔体，所述真空挤压成型腔内部靠近其进料口处设置搅碎装置，所述搅碎装置包括转轴和切刀组，所述切刀组沿所述搅碎装置的转轴轴向线性阵列设置，所述切刀组包括多个切刀，所述切刀环绕于所述转轴等间距设置；
20.所述搅碎装置下方靠近所述真空挤压成型腔底部设置一对强力碾轮；
21.所述真空挤压成型腔与所述锥形嘴套之间设置输送腔，所述真空挤压成型腔与所述输送腔相连通，所述真空挤压成型腔底部通过斜坡与所述输送腔底部过渡连接，所述输送腔内转动设置螺旋输送装置。
22.进一步地，所述除尘装置包括进气口，所述吸尘管道通过所述进气口连通于除尘腔，所述除尘腔设置于竖直设置的除尘筒内，所述除尘腔内装有一定量的水，所述除尘腔连通于排气管，所述排气管设置于所述除尘筒的上端面。
23.进一步地，所述除尘腔内靠近所述进气口上方一段设置降尘结构，所述降尘结构下方设置集尘装置，所述降尘结构浸没于水中，所述水的液面与所述排气管之间的所述除尘腔内设置挡水结构。
24.进一步地，所述集尘装置包括集尘盘，所述集尘盘为锥形圆盘，所述集尘盘抵住集尘仓内部上端锥形腔的内壁，所述集尘盘固定于竖直升降杆上，所述竖直升降杆通过螺纹配合连接设置于中心轴顶端的螺纹孔内，所述集尘盘下方设置脱水盘，所述脱水盘转动设置于所述中心轴上；所述脱水盘下方设置等水腔；
25.所述脱水盘底面为锥形突起面，且所述脱水盘底面上设置有均匀分布的漏水孔。
26.进一步地，所述降尘结构包括贴合于所述除尘腔内壁的螺旋形布水管以及表面带有螺旋形凹槽的金属块，所述金属块固定于所述竖直升降杆顶端，所述螺旋形凹槽与所述螺旋形布水管的螺旋路径吻合，且所述螺旋形凹槽与所述螺旋形布水管之间形成螺旋形的通气通道，所述螺旋形布水管表面设置有出水孔。
27.进一步地，所述挡水结构包括上下交错设置在所述除尘腔内壁上的挡水块，所述挡水块的上端面和所述挡水块的下端面都为倾斜面，所述挡水块的下端面边缘设置挡水板，所述挡水板垂直于所述挡水块的下端面设置。
28.有益效果：本发明的一种污泥制砖工艺及其制胚工艺系统，结构简单紧凑；同时进行添加剂的碾碎工作以及添加剂和污泥的混合工作，提高了工作效率；在真空腔内增设搅碎装置和强力碾轮，进一步释放胚料中的空气，有利于真空泵抽取空气，提高砖胚的密实度；通过增设除尘装置，有效去除加工过程中飞扬的尘土，优化工作环境，为使用者的身心健康提供保障；同时回收尘泥再次利用，提高了污泥的利用率。
附图说明
29.附图1为制胚工艺系统的结构图；
30.附图2为制胚设备的结构图；
31.附图3为制胚设备的正剖图；
32.附图4为挤压成型部分正剖图；
33.附图5为搅拌混合部分和挤压成型部分连接部位侧剖图；
34.附图6为双轴混合搅拌器的结构图；
35.附图7为除尘装置剖视图；
36.附图8为降尘结构的结构图；
37.附图9为挡水结构的结构图；
38.附图10为集尘装置的内部结构图。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
40.如附图1所述的一种污泥制砖工艺及其制胚工艺系统，包括以下步骤：
41.第一步骤，对污泥进行干化处理；
42.第二步骤，将干化后的污泥与黏土和添加剂一起投入制胚设备1完成制胚；
43.第三步骤，对制成的污泥砖胚进行烘干；
44.第四步骤，将烘干后的污泥砖胚送入隧道窑进行烧结，获得成品砖，所述污泥砖胚以恒定速率从室温增温至165
‑
175℃，维持半小时左右，然后加大温度至1250℃左右，在最大温度时保持半小时左右，然后再以2～3℃/min的速率降温至400～450℃，最后冷却至室温。
45.所述制胚包括以下步骤：
46.第一步骤，对干化后的污泥进行进一步干化处理，同时与黏土和添加剂一起打碎，进行充分挤压搅拌混合，混合中产生的热废气以及灰尘通过除尘装置16进行处理；
47.第二步骤，将混合形成的胚料打散，碾匀；
48.第三步骤，挤压成泥条；
49.第四步骤，切割泥条制成砖胚。
50.如附图2所述制胚设备1包括搅拌混合部分2和挤压成型部分3，所述搅拌混合部分2包括水平放置于支架4上的混合搅拌筒5，所述混合搅拌筒5为长条形筒体，所述混合搅拌筒5一端的上端面设置漏斗形的投料口6，所述投料口6连通于所述混合搅拌筒5内部的混合搅拌腔5
‑
1，所述混合搅拌筒5一侧设置添加剂调配罐7，所述添加剂调配罐7通过螺旋送料机8连通于添加剂投放口9，所述添加剂投放口9连通于所述混合搅拌腔5
‑
1，所述添加剂投放口9靠近于所述投料口6设置，在所述混合搅拌腔5
‑
1内靠近于所述混合搅拌腔5
‑
1底部设置双轴混合搅拌器5
‑
2，所述双轴混合搅拌器5
‑
2连接于供热装置，所述混合搅拌腔5
‑
1底部远离所述投料口6的一端设置出料口5
‑
3，所述出料口5
‑
3通过过渡送料管10连通于所述挤压成型部分3；结构简单紧凑，投料口与添加剂投放口靠近设置，有利于污泥，黏土以及添加剂的快速充分融合，双轴混合搅拌器是良好的导热介质，通过旋转搅拌使热量分布均匀，对污泥进行进一步的干化处理；
51.如附图3所述挤压成型部分3包括位于所述混合搅拌筒5下方的砖胚成型箱11，所述过渡送料管10连通于所述砖胚成型箱11内部的真空挤压成型腔11
‑
1，所述真空挤压成型腔11
‑
1的出口设置锥形嘴套12，所述锥形嘴套12口通过l型辊道连接至烘干机，所述真空挤压成型腔11
‑
1通过软管连通于真空泵13；通过真空泵抽取污泥胚料中的空气，增加污泥胚体的密实度，锥形嘴套有利于污泥砖胚的挤压成型，且可增大锥形嘴套出口的尺寸，并在锥形嘴套出口处增设切割板，使得锥形嘴套出口在水平方向上形成多个泥条尺寸的出口，可以实现同时制备多条泥条，从而提高生产效率。
52.所述混合搅拌筒5上端面中部设置尘土收集口14，所述尘土收集口14通过吸尘管道15连通于位于所述混合搅拌筒5一侧的除尘装置16，通过增设除尘装置，有效去除加工过程中飞扬的尘土以及搅拌腔内的热废气，避免高温高压造成腔爆炸，优化工作环境，为使用者的身心健康以及生命安全提供保障。
53.如附图6所述双轴混合搅拌器5
‑
2包括一对相互平行转动方向相反的滚子5
‑
4，所述滚子5
‑
4表面设置碾块5
‑
5，所述碾块5
‑
5环绕于所述滚子5
‑
4表面均匀设置形成碾块组，且沿所述滚子5
‑
4轴向设置多组所述碾块组，相邻所述碾块组中的所述碾块5
‑
5相互错开设置；两个滚子上位于同一水平位置碾块组中的碾块在旋转过程中两两发生连续短暂快速的接触，碾块两两接触之间存在一定的时间空隙，该空隙由所述相邻错开的碾块组中的碾块两两发生连续短暂快速的接触来填补，起到良好的碾碎和搅拌效果，同时进行添加剂的碾碎工作以及添加剂和污泥的混合工作，提高了工作效率，有利于污泥胚料的充分混合，均匀分布的碾块使得搅拌均匀；
54.所述碾块5
‑
5包括支撑面和弧形碾压面5
‑
6，在两个滚子相对转动的过程中，相互靠近的碾块的碾压面接触，对落入两碾压面之间的胚料进行挤压碾碎，两碾压面为弧形，两碾压面以线接触的形式接触，从而降低磨损，提高使用寿命。
55.如附图5所述真空挤压成型腔11
‑
1为三棱柱形腔体，所述真空挤压成型腔11
‑
1内部靠近其进料口处设置搅碎装置11
‑
2，所述搅碎装置11
‑
2包括转轴和切刀组11
‑
3，所述切刀组11
‑
3沿所述搅碎装置11
‑
2的转轴轴向线性阵列设置，所述切刀组11
‑
3包括多个切刀11
‑
4，所述切刀11
‑
4环绕于所述转轴等间距设置；通过切刀组打散从进料口落下的胚料，使得在搅拌过程中部分结块的胚料被打散，释放胚料中的空气，有利于真空泵抽取空气；
56.所述搅碎装置11
‑
2下方靠近所述真空挤压成型腔11
‑
1底部设置一对强力碾轮11
‑
8；通过强力碾轮碾压胚料，进一步的释放胚料中的空气，同时使得胚料之间变得更加密实。
57.如附图4所述真空挤压成型腔11
‑
1与所述锥形嘴套12之间设置输送腔11
‑
5，所述真空挤压成型腔11
‑
1与所述输送腔11
‑
5相连通，所述真空挤压成型腔11
‑
1底部通过斜坡11
‑
6与所述输送腔11
‑
5底部过渡连接，所述输送腔11
‑
5内转动设置螺旋输送装置11
‑
7，通过螺旋输送装置将胚料输送至锥形嘴套挤出，为胚料挤出提供一定的动力。
58.如附图7所述除尘装置16包括进气口16
‑
1，所述吸尘管道15通过所述进气口16
‑
1连通于除尘腔16
‑
2，所述除尘腔16
‑
2设置于竖直设置的除尘筒17内，所述除尘腔16
‑
2内装有一定量的水，所述除尘腔16
‑
2连通于排气管16
‑
3，所述排气管16
‑
3设置于所述除尘筒17的上端面，通过水洗的方式去除热废气中的灰尘，同时吸收气体中的热量，简单有效。
59.所述除尘腔16
‑
2内靠近所述进气口16
‑
1上方一段设置降尘结构16
‑
4，所述降尘结构16
‑
4下方设置集尘装置18，所述降尘结构16
‑
4浸没于水中，所述水的液面与所述排气管
16
‑
3之间的所述除尘腔16
‑
2内设置挡水结构16
‑
5，通过增设降尘结构有效提高水洗降尘的效率，通过集尘装置将被降尘结构拦截下来的尘泥收集进行回收处理，挡水结构可以防止用于降尘的水被气体携带喷出排气管。
60.如附图10所述集尘装置18包括集尘盘18
‑
1，所述集尘盘18
‑
1为锥形圆盘，所述集尘盘18
‑
1抵住集尘仓18
‑
2内部上端锥形腔18
‑
3的内壁，所述集尘盘18
‑
1固定于竖直升降杆18
‑
4上，所述竖直升降杆18
‑
4通过螺纹配合连接设置于中心轴18
‑
5顶端的螺纹孔18
‑
6内，所述集尘盘18
‑
1下方设置脱水盘18
‑
7，所述脱水盘18
‑
7转动设置于所述中心轴18
‑
5上；所述脱水盘18
‑
7下方设置等水腔18
‑
8；所述脱水盘18
‑
7底面为锥形突起面，且所述脱水盘18
‑
7底面上设置有均匀分布的漏水孔，通过自然沉淀使得尘泥在集尘盘上自然堆积，当堆积的尘泥达到一定量时，集尘盘通过竖直升降杆带动下降，由于集尘盘18
‑
1为锥形圆盘，上面堆积的尘泥会自动落入下方的脱水盘中，进行进一步的脱水处理，脱水后的尘泥可经过干燥处理后回用于污泥胚料。
61.如附图8所述降尘结构16
‑
4包括贴合于所述除尘腔16
‑
2内壁的螺旋形布水管16
‑
6以及表面带有螺旋形凹槽16
‑
7的金属块16
‑
8，所述金属块16
‑
7固定于所述竖直升降杆18
‑
4顶端，所述螺旋形凹槽16
‑
7与所述螺旋形布水管16
‑
6的螺旋路径吻合，且所述螺旋形凹槽16
‑
7与所述螺旋形布水管16
‑
6之间形成螺旋形的通气通道16
‑
12，所述螺旋形布水管16
‑
6表面设置有出水孔16
‑
9，当携带尘泥的空气经过上述通气通道时，气体质轻自然上升，尘泥则受重力作用，沿螺旋形的通气通道自然滑落，最后堆积于下方的集尘盘内，且金属块16
‑
7固定于所述竖直升降杆18
‑
4顶端，当竖直升降杆带动所述集尘盘下落时，同时带动金属块一起下落，使得除尘腔内的水随尘泥一起落入脱水盘中，此过程关闭吸尘管道，待所述除尘腔内的水全部排尽，所述竖直升降杆上升回到原来的位置，由螺旋形布水管重新给除尘腔内加水，同时冲洗螺旋形的通气通道，待水位达标，重新打开吸尘管道进行新一轮的除尘工作，整个过程用时较短，不影响除尘效果，且避免了除尘腔内尘泥的淤积堵塞。
62.由于竖直升降杆18
‑
4与中心轴18
‑
5顶端的螺纹孔18
‑
6之间的螺纹配合与螺旋形布水管16
‑
6和螺旋形凹槽16
‑
7之间的螺纹配合同步，所以通过动力装置控制竖直升降杆18
‑
4转动则能实现竖直升降杆的上下移动。
63.如附图9所述挡水结构16
‑
5包括上下交错设置在所述除尘腔16
‑
2内壁上的挡水块16
‑
10，所述挡水块16
‑
10的上端面和所述挡水块16
‑
10的下端面都为倾斜面，所述挡水块16
‑
10的下端面边缘设置挡水板16
‑
11，所述挡水板16
‑
11垂直于所述挡水块16
‑
10的下端面设置，当气体向上运动时，被携带的水撞击于所述挡水块的下端面，垂直于下端面的挡水板有效的拦截沿下端面向上移动的水珠，水珠聚集在重力作用下落入下方的水面内，所述挡水块上端面倾斜，防止了从上方落下的水珠在所述挡水块上端面的聚集，能够沿着倾斜的上端面自然滑落到下方的水面内。
64.以上所描述的是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员而言，不脱离本发明的原理还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰还视为本发明的保护范围。