[发明专利]淤泥固化剂及使用淤泥固化剂的淤泥固化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种淤泥固化剂及其在淤泥固化处理中的应用，属于污水处理领域。

背景技术

随着国家经济的发展，环境污染日益严重，相较于以往，人们对环境治理有更迫切的需求，但随着工业发展的多元化，污染源也更加复杂。如城市污水中，就有来自于居民住宅、单位、学校、医院以及公共设施排水机构收集的各种污水。而污泥作为污水处理的附属品，污水中大多无法滤除或消解的成分都沉淀集中在污泥中，污泥的处理工艺主要包括浓缩、脱水、消化、发酵、干化等工艺，处理后通过卫生填埋、水体消纳、焚烧处理、堆肥处理和土地利用等方式使污泥能够减量化、资源化。但有些污泥由于成分过于复杂，或在后期处理中，污泥成分结构遭到破坏，而导致其成为无法固化的淤泥。对于这种淤泥，由于其处于流体状态，无法被妥善的处置，存在容易随水体流动，使污染面积扩大化；淤泥表面干燥后，粉尘会飘散入大气中等危害，故需要短时间内能够使其稳定下来的方法，污泥固化剂就是由此目的产生的产品之一。

现已研究开发的固化材料主要有：(1) 矿渣硅酸盐类固化剂：这一类固化剂主要成分是活性硅氧化物、铝氧化物等。它利用活性激发成分促进固化剂水化和产生胶结淤泥颗粒的胶凝物质。这类固化剂采用的是水硬性成分，所以防水性能较好，缺点是掺入量较大。(2) 高聚物类固化剂：传统的高聚物改良土壤主要包括水土保持、土壤保湿、疏松土质等方面，在此基础上，研究发现利用聚合物交联形成立体结构包裹和胶结土粒，在土壤压实的基础上，可以得到较好的抗压强度。这类固化剂的掺入量较少，运输方便，一般采用水溶液的形态与淤泥混合，施工方便，且固化土早期强度和后期稳定强度均可以满足要求，但这类固化剂抗水性能比较差，遇水强度急剧下降。(3) 电离子溶液类固化剂：这一类固化剂作用机理是利用强离子来破坏淤泥颗粒表面的双电层结构，减弱淤泥表面与水的化学作用力，并且从根本上改变淤泥颗粒的表面性质，使其趋于憎水性，在压力作用下使得淤泥形成强度和良好的抗水性能。以上这些固化技术不仅仅组成复杂，原料成本高，从而增加了固化土的应用成本，同时采用的各种助剂添加剂对环境有害，极易造成土壤和环境污染。

发明内容

目前淤泥的处理方式主要有农业.焚烧和填埋，还有很大量的淤泥没有经过任何处理，随意丢弃。由于淤泥的含水率高，土力学性能差，污染物含量高，现在的处理方式都存在环境污染,处理成本过高的技术不足，同时也容易引起填埋场工程地质灾害。淤泥能否填埋取决于淤泥或者淤泥与其它添加剂形成的混合体的岩土力学性能，淤泥填埋时要求十字板抗剪强度≥25kpa,无侧限抗压强度≥50kpa。淤泥经过常规脱水后，含水率 80%以上，字板抗剪强度<10kpa，不能满足填埋的最低的要求。为此，需要提高淤泥的力学性质，降低含水率。传统的方式是添加水泥和石灰等固化剂，也使用矿化垃圾作为添加混合料，这些方式需要添加大量的材料，添加量<30%,增加了垃圾量，如果再遇水，将转变成淤泥。采用添加化学药剂的方式固化淤泥，可以使淤泥迅速达到填埋要求的强度和含水率，其在淤泥处理的实践中也越来越被接受。

本发明的技术目的是针对现实情况淤泥处理中存在的技术不足，提供一种成本低、固化效果好的淤泥固化剂，其可直接用于高含水量泥浆的固化，如来自污水处理厂、工业生产产生的污泥或淤泥，来自河道、湖泊等产生的淤泥，并同样适用于水泥浆的固化，具有广阔的应用前景。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种淤泥固化剂，其包括以下重量配比的组分：25～45份的粉煤灰、20～30 份的膨胀树脂，15～20份的水泥，7～9 份的水玻璃，10～12份的硅藻土，10～12份的生石灰，6～9份氢氧化钠,3～8份的硫酸铝,8～10份的聚丙烯酰胺，6～8 份的高氯酸镁，5～15份的石英砂。

本发明上述所述的淤泥固化剂中,水泥的作用是增加淤泥的胶黏性，使淤泥粘合在一起，并使淤泥硬化。

粉煤灰包括很多密实颗粒，其粒径非常小，会发生水化作用，除此以为还存在多孔结构物质。粉煤灰内含一些金属氧化物可以与水发生反应，因此，其可以吸水。粉煤灰可以很好的填充膨胀石墨中孔隙中，由于其内也存在多孔结构，其可以作为更小颗粒的二级寄生载体。粉煤灰在膨胀石墨的孔隙中吸收水份的水份的时候存在物理吸水和化学吸水两种方式。由于粉煤灰是用于寄生在膨胀石墨中的，因此，其用量不宜多，应少于膨胀石墨的用量。