[发明专利]污泥轻质固化剂及污泥固化土

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境保护和工程建设领域。进一步涉及一种污泥固化剂，处理污泥的方法和污泥轻质固化土。

背景技术

随着现代工业化的大规模生产和居民生活质量的提高,全球废水排放量呈逐年增加的趋势。仅2011年全国废水排放总量达到6,591,922万吨,随着污水处理量的增加，随之而来的是处理之后污泥的增多。污泥处理的方法大致包括污泥的浓缩、调理、脱水和污泥稳定技术。以往国外大部分城市都是把脱水作为了主导的污泥处理处置工艺。由于污泥初始含水率较高，即便经过常规脱水后，其含水率也常在80％以上，特别适合病原菌生长，病原菌主要有细菌类、病毒和虫卵等。当人类接触到这些病原物有可能会患有各种疾病。国内处理污泥的方式主要是农用、焚烧和填埋。其中填埋因操作管理方便，运行成本较低而被较多地采用，还有很大量的污泥没有经过任何处理，随意丢弃。

为达到污泥安全处理的目的，污泥填埋前常需进行改善土力学性质等预处理，目前常规做法是使用大量的砂、土等填充料与污泥进行搅拌后填埋，但这样做不仅使污泥填埋成本增加，降低了填埋场有效容积的利用效率。

已有的污泥固化处理方法是添加单一固化剂，诸如生石灰、水泥等单一固化材料。需要添加大量固化材料，这样不仅增加了垃圾量，而且加大了土体自重，固化时间较长，固化以后，污泥容易成块，后期很难再次开发利用。

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种污泥轻质固化剂并提供一种应用此种固化剂实现的污泥固化方法，以利于解决传统污泥固化土自重大，渗透性较小的问题。

一种污泥固化剂，包括前期固化剂和后期固化剂，前期固化剂为直接加入污泥内搅拌均匀并进行静置形成污泥混合物的固化剂，包括两种组分：生石灰和氢氧化钠，两者的质量配比为(3-5):(0.15-0.25)；后期固化剂包括水泥、丙烯酰胺、过硫酸铵、石膏、生石灰和铝粉，四者的质量配比为(60-70)：(1-3.5)：(0.08-0.15)：(2-6)：(10-13)：(2-4)。

本发明同时提供一种采用所述的固化剂的污泥固化土制备方法，包括下列步骤：

(1)按照以下方式准备各原料组分：

根据污泥的湿润程度，准备干土，干土的重量应当为污泥重量的两倍以上，以污泥和干土重量之和为基准，称量3.0-5.0％生石灰、0.15-0.25％氢氧化钠、18-22％的所述的后期污泥固化剂以及43-50％重量的水。

(2)将生石灰和氢氧化钠加入污泥中，搅拌均匀后静置，形成污泥混合物；

(3)在污泥混合物里加入所述的后期污泥固化剂中的生石灰、石膏和水泥、干土和部分水，搅拌均匀，形成泥浆；

(4)将后期污泥固化剂中的丙烯酰胺、过硫酸铵以及铝粉溶于剩余的水中，待完全溶解后加入所述容器中搅拌均匀，形成泥浆。

(5)将泥浆装入模具中进行养护。

优选地，步骤(2)中，静置的时间为24小时以上，进一步地，静置时间为48-72小时。

所述步骤(5)中，养护期间温度25℃和湿度65，养护时间28天。

所述步骤(5)中，将泥浆装入内壁涂抹有凡士林的模具中，震荡密实后养护。

本发明的效果是：

(1)本发明利用污泥制备的污泥固化土，具有造价低，质量轻，强度高，对重金属的固化作用强，稳定性高等优点；

(2)通过采用本发明的方法固化污泥，从而有效地解决了传统污泥处理方法造价高、周期长、不稳定、可能二次污染等问题；

(3)本发明在保证强度、稳定性的同时再次降低了土体的自重，对各种污泥都有固化作用，处理稳定。

(5)石膏主要化学成分为硫酸钙(CaSO4)的水合物，与水泥中铝酸三钙作用，生成钙矾石阻止铝酸三钙水化，是一种气硬性胶凝材料，能够明显提高固化土的强度。

(6)通过结合性添加丙烯酰胺、过硫酸铵两种高分子材料和石膏结合所制备的固化剂，由于丙烯酸聚合物不溶于一般有机物，且反应后有絮状聚合物产生，能够更好的增强固化土的结构性，强度以及稳定性；过硫酸铵可以作为丙烯酰胺结合反应，加快固化速率，使得反应后生成的产物具有较高的粘结性。

(7)本发明固化剂中添加铝粉作为发泡剂的一种主要成分，其主要作用是与生石灰反应产生气体，使得土体内孔隙率增大，从而达到减轻土体自重的目的，其次铝粉造价低廉，且对环境影响较小。

附图说明

图1本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1