[發明專利]一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法

有效

• 申請號: 201010565627.3
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102093071A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 高紅杰;宋永會;彭劍峰;王魯萍;葉捷;姜超;劉文杰
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C02F11/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及城市河流清淤底泥的處理方法及水處理填料的制作，具體為一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法。

背景技術

河道底泥中的主要污染物質包括營養物質、有機物、重金屬及非金屬等。污染的底泥可以影響小型動物的生長，有些毒性強的底泥還可能殺死有機物，造成食物鏈的部分缺失，使生物多樣性減少，進而破壞整個水環境生態系統。

針對河道底泥污染問題，目前的處置方式主要有原位處置和異位處置兩種。原位處理是底泥不疏浚而直接采用物理化學或生物的方法減少受污染底泥的容積，減少污染物的量或降低污染物的溶解度、毒性或遷移性，并減少污染物的釋放控制和修復技術。目前，原位處理技術主要有底泥氧化技術、覆蓋技術、上覆水充氧技術、原位生物修復技術等。當原位處置不能滿足治理的需要或原位處置存在一定的缺陷，而底泥必須進行疏浚時，就需要考慮對底泥的異位處置，即將底泥疏離河道后再進行處置的方法。疏浚后底泥的處理則是環境保護的一個難題。疏浚底泥以其量大、污染物成分復雜、含水率高而處理困難。目前，對疏浚底泥進行的處理，常用的方法是固化填埋和資源化利用，資源化方法主要可以分為土地利用、填方材料和建筑材料等幾類。

以沈陽城市重污染河流細河為例，由于東北老工業基地的產業結構特征，導致細河底泥的污染嚴重，含有多種有毒有害物質，如礦物油，多環芳烴及多種重金屬，以Cd、Cu、Zn、Pb、Cr⁶⁺為代表的重金屬污染嚴重，其中Cd為嚴重污染，Cu為偏重污染，故而需要對細河底泥進行疏浚。從底泥資源化的方法來看，由于疏浚底泥中重金屬的存在，所以不能應用于農業等，而高溫燒結可以有效地對底泥中的重金屬進行固化和固結，使得利用底泥制備高溫燒結產品成為比較合適的資源化方法。

近年來，陶粒用作水處理濾料具有較強的優勢和發展潛力，既可以作為濾料廣泛應用于濾池中，也可以作為生物膜的載體應用于曝氣生物濾池中，具有較好的處理效果。而填料作為微生物的載體，直接影響著微生物的生長、繁殖及脫落的整個過程，影響水處理的效果。但目前的陶粒普遍存在著比表面積不大、機械強度不高等問題。

本發明將重污染河流疏浚底泥進行改性制造陶粒，通過高溫燒結，可以有效地對疏浚底泥中的重金屬進行固化和固結，即實現了疏浚底泥的安全處理處置，又為陶粒制作提供了原料，節省了土壤利用，實現了污染治理與資源化利用的結合。通過改性制造的陶粒，可以增加陶粒的比表面積，提高其應用價值。

發明內容

本發明的目的是在研發城市重污染河流疏浚底泥的安全處理處置方法的同時，研發一種水處理填料，并實現廢水中污染物的高效去除。

本發明的目的通過以下技術措施實現：

本發明是一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，將重金屬污染嚴重的城市河流清淤底泥脫水干燥，然后與添加劑碳酸鈣、硅酸鈉及氧化鋁按一定比例混合，通過造粒機擠壓成型，篩分后得到料球，將料球干燥后高溫焙燒，冷卻后制成改性陶粒。

上述的一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，其特征在于：將以Cd、Cu、Zn、Pb、Cr為代表的重金屬污染嚴重的河流清淤底泥進行資源化利用，并改性制造陶粒。

上述的一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，其特征在于：將含水率在85％-95％的城市重污染河流清淤底泥脫水、干燥，使其含水率控制在30％左右。

上述的一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，其特征在于：在脫水清淤底泥中加入碳酸鈣，其在高溫條件下分解生成CO₂，以形成微孔，加入硅酸鈉以增加粘結性，加入氧化鋁以提高比表面積，并補充底泥中鋁的含量。

上述的一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，其特征在于：將河道底泥、碳酸鈣、硅酸鈉及氧化鋁按照700∶10∶20∶1的比例混合，混合料的含水率控制在15％～30％，然后在造粒機擠壓成型，篩分后得到粒徑為3～5mm的料球。

上述的一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，其特征在于：將料球于105℃干燥1h，400℃預熱40min，1020℃焙燒8min，冷卻，制成改性陶粒。

上述的一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，其特征在于：通過1020℃高溫焙燒，改性陶粒浸出液中的重金屬含量符合浸出毒性鑒別標準值。

上述的一種城市重污染河流清淤底泥改性制造陶粒的方法，其特征在于：通過改性，增加了陶粒的比表面積及粗糙度，可實現廢水中污染物的高效去除。

具體實施方式

實施例1：