[發明專利]一種處理河道淤泥或污泥的活性聚合物固化劑

在審

• 申請號: 201710146248.2
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106865927A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 董良飛;劉金;張鳳娥;涂保華;張晟
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種河道淤泥或污泥處理的活性聚合物固化劑及其用途。

背景技術

我國內陸城市湖泊河道眾多，水底有大量的淤泥堆積。對淤泥的采集和處理往往工程量大，耗資驚人。例如在南水北調東線工程中，產生的疏浚淤泥的征地費用就高達6.4億元。而且這些堆放的淤泥含水率高，強度低，還含有有毒化學物質(如重金屬)、病原生物等一些有害成分。國外不少發達國家以淤泥制造高效凈化燃料、建筑材料等商業方式對淤泥進行綜合開發利用。然而在國內，由于技術與經濟的原因，湖泊河道疏浚淤泥最多的還是作為填筑材料，降低淤泥的含水率，提高淤泥的強度來滿足土方填筑的要求。因此，國內普遍采用水泥類的無機材料對淤泥進行固化處理，然而水泥類材料用于淤泥固結時，添加量較大，對高含水淤泥的固化效果較差，無法滿足日益增長的淤泥或污泥處理要求。

現有的淤泥或剩余污泥固化劑摻加量一般在10％～20％之間，導致污泥固化增容比較大，難以實現污泥減量化處理，且由于淤泥或污泥中含有重金屬類有害物質，因此急需一種固化穩定化效果好、摻加量低的淤泥或污泥固化劑。

發明內容

為了解決現有淤泥固化材料存在的有效性和限制性問題，針對河道淤泥或污泥中含有大量有機質和重金屬等特性，本發明提供了一種性能優異的淤/污泥活性聚合物固化劑，對高含水淤泥或污泥進行固化處理，快速有效降低其含水率。同時可根據所含重金屬物質的種類，針對性添加各類無機鈍化材料，并耦合凝結劑、粘結劑和催化劑以提高淤泥強度，達到各類工程及不同環境的使用要求。

本發明的活性聚合物固化劑，以質量百分比計，主要組成為：脫水劑0.5％-8％，粘結劑15％-30％，凝結劑10％-30％，催化劑5％-15％，鈍化劑0.5％-2％。

所述的脫水劑優選為聚丙烯酰胺類物質，利用陽離子聚合物分子上帶電部位中和污泥膠體顆粒所帶負電荷，壓縮雙電層使之脫穩；并利用陽離子聚合物高分子的長鏈條作用把細小泥土顆粒吸附纏結在一起，結成較大顆粒，從而將水分擠出。

所述的粘結劑優選為糊化淀粉，遇水糊化，吸收水分，通過其良好的粘結性能提高固化淤泥或污泥的強度。

所述的凝結劑優選為硅酸鹽水泥或/和石膏，添加石膏后，水泥水化產物中的鋁酸鈣還會與石膏反應生成鈣礬石，固相體積可增大。一方面鈣礬石的膨脹作用可以填充部分孔隙，降低固化土的孔隙量，另一方面鈣礬石的針刺狀或柱狀晶體在孔隙中相互交叉，與水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣一起形成空間結構。

所述的催化劑優選為生石灰、三乙醇胺或氫氧化鈉中的一種或數種，利用其堿性可催化激發水泥膠凝材料的活性以及淤泥或污泥本身的活性，使得凝結和水化反應快速順利地進行，不斷提高固化淤泥的強度。

所述的無機鈍化材料優選為磷酸二氫鈣、羥基磷灰石、碳酸鈣、碳酸鎂或硅酸鈉中的一種或數種，根據淤泥或污泥中Pb、Cr、Cd、Cu、Zn等重金屬種類與含量進行針對性添加，將重金屬固定于密閉泥土外殼內，實現河道淤泥或污泥的無害化處置。

具體實施方式：

實施例1

本實施例的活性聚合物固化劑，所用原料為陽離子聚丙烯酰胺、糊化淀粉、硅酸鹽水泥、生石灰、三乙醇胺、羥基磷灰石等組成，成分按質量比為陽離子聚合物材料：糊化淀粉：硅酸鹽水泥：生石灰：羥基磷灰石＝1：3：3：2：1進行混合；其中，羥基磷灰石的磷品位為25％，粒度為100目。

本實施例河道淤泥或污泥固化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1將羥基磷灰石用水清洗后，在105～110℃條件下烘干6～8h；

步驟2采用破碎機將羥基磷灰石逐級破碎至1mm以下，再采用球磨機分別進行球磨，破碎、球磨后各種礦石粒徑均≤100目；

步驟3將淀粉按質量比為1∶2加入到水中，攪拌均勻，在溫度80℃下加熱，并不斷攪拌，淀粉漿由開始糊化直至完全成糊。將糊化淀粉干燥烘干，制備預糊化淀粉。

步驟4在常溫下，將經過處理的羥基磷灰石、陽離子聚丙烯酰胺、預糊化淀粉、硅酸鹽水泥按照復合固化劑的配比混合均勻，形成活性聚合物固化劑。

本實施例河道淤泥或污泥固化劑的使用方法，包括以下步驟：

在淤/污泥中加入占淤/污泥總量8％的淤/污泥固化劑，混合攪拌，攪拌30分鐘，攪拌結束后，利用機械施壓將水分擠壓釋放，養護7d后，固化成型。本實施例中固化后的河道淤泥在常溫常壓覆膜養護7天后，采用萬能試驗機測量其抗壓強度為2.1MPa。

實施例2