[發(fā)明專利]一種異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711194797.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108086297B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉松玉;蔡光華;王亮;秦川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/12
• 分類號(hào): E02D3/12;C02F11/14
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉倩

本發(fā)明公開(kāi)了一種異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法，屬于水利土木工程的領(lǐng)域。該方法包括淤泥預(yù)處理、固化劑均混、淤泥顆粒化、二氧化碳碳化、廢氣/廢液收集、資源化利用幾個(gè)步驟，通過(guò)實(shí)測(cè)含水率調(diào)節(jié)固化劑供給量，根據(jù)土性調(diào)節(jié)顆粒粒徑和二氧化碳?jí)毫Γ瑢?shí)現(xiàn)了淤泥與固化劑的充分拌合以及氧化鎂固化淤泥顆粒的快速碳化。作業(yè)過(guò)程中吸收粉塵和二氧化碳，避免了二次污染。該方法安全簡(jiǎn)捷、低碳環(huán)保、連續(xù)作業(yè)率高，解決了淤泥處理和工程應(yīng)用難題，淤泥碳化顆粒具有含水率低、硬度大、抗剪強(qiáng)度高和摩擦系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)，可用作路基、機(jī)場(chǎng)跑道、工程回填等填料，實(shí)現(xiàn)了淤泥/污泥和二氧化碳在工程上的再利用，具有巨大的工程建設(shè)意義。

所屬領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于河道、湖泊及土木水利工程中所產(chǎn)生淤泥的固化淤泥土處理方法。尤其涉及一種適應(yīng)高含水率、低滲透性淤泥且實(shí)現(xiàn)淤泥和二氧化碳在工程建設(shè)中資源化再利用的異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法。

背景技術(shù)

我國(guó)幅員遼闊，江河湖泊眾多，土木工程建設(shè)高速發(fā)展，在河道、湖泊疏通清淤及土木水利工程建設(shè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的淤泥，這些淤泥具有含水率高、黏粒含量高、透水性差、物理力學(xué)指標(biāo)差等特點(diǎn)，有些河道、湖泊淤泥甚至還含有大量有機(jī)質(zhì)和有害重金屬，在工程上難以直接作為填筑材料，如果不加以妥善處理會(huì)占用大量良田。同時(shí)，淤泥中的污水容易滲入地下，引起地下水源污染等一系列社會(huì)問(wèn)題。對(duì)于淤泥軟弱地基，國(guó)內(nèi)外目前常采用真空預(yù)壓降水、熱處理、抽排沉淀晾干或拋泥處置和固化劑固結(jié)等方法進(jìn)行處理。真空預(yù)壓法是借助大氣壓力來(lái)減少淤泥含水量，是目前提高現(xiàn)場(chǎng)淤泥承載力的一種較普遍的物理施工方法，然而由于該方法施工周期至少需要半年以上、處理后地基承載力較低（低于60kPa）等缺點(diǎn)，使該方法難以大面積推廣；熱處理方法是通過(guò)加熱或燒結(jié)法將淤泥轉(zhuǎn)化為建筑材料，該方法處理能力小、成本高，難以大規(guī)模推廣利用；沉淀晾干或拋泥處置將占用大量堆放場(chǎng)地，低透水淤泥的特性使占用的土地很難在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)利用，這樣不僅增大了工程造價(jià)，也在抽排或異位填埋過(guò)程中容易造成空氣污染和環(huán)境二次污染；采用固化劑固化是最有前景的處理技術(shù)，即向淤泥中添加固化劑進(jìn)行攪拌混合，然后進(jìn)行拉運(yùn)攤鋪或堆載固結(jié)，進(jìn)而改變淤泥的性質(zhì)。

目前國(guó)內(nèi)外用于土壤改良和淤泥固化的固化劑主要有高聚物類、電離子溶液類和礦渣硅酸鹽類等，這些固化劑均能使淤泥和土體的抗壓強(qiáng)度提高。高聚物類固化劑雖然摻量少、運(yùn)輸方便，但固化后土體的抗水性能較差，遇水后強(qiáng)度會(huì)急劇下降；電離子溶液類固化劑雖然從根本上改變淤泥顆粒表面性質(zhì)使其趨于憎水性，得到了良好的強(qiáng)度和抗水性能，但該固化材料組分復(fù)雜、成本高，組分中的添加劑對(duì)環(huán)境也有害，易造成土壤和環(huán)境污染；礦渣硅酸鹽類固化劑是水泥、石灰或鋼渣類、粉煤灰、礦渣和爐渣等，該類固化劑在單一應(yīng)用時(shí)摻量較大，為120-400kg/m³，且固化后強(qiáng)度增長(zhǎng)有限，僅為0.1-0.6MPa，難以大面積推廣。中國(guó)發(fā)明專利201310204944.6公開(kāi)了“一種環(huán)保型淤泥固化方法”，即將工業(yè)廢料鐵尾礦渣作為骨料，將硅酸鹽水泥和電石渣的混合物作為固化劑，將骨料和固化劑混合后用于淤泥的固化處理，固化后淤泥的無(wú)限抗壓強(qiáng)度顯著提高。基于上述分析，這些方法在一定程度上解決工程建設(shè)用土和淤泥存放難題，但這些固化劑均存在有明顯的缺陷，即：水泥固化材料也存在生產(chǎn)過(guò)程中耗能高（煅燒溫度高達(dá)1450℃）、二氧化碳排放量大、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。水泥、石灰等建筑業(yè)材料生產(chǎn)中排放塵埃和二氧化碳?xì)怏w等污染物與日俱增，是制約經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會(huì)化平穩(wěn)發(fā)展的屏障。因此，尋求新型環(huán)保材料替代傳統(tǒng)波特蘭水泥是目前材料科學(xué)和環(huán)境巖土界研究的新方向。