[發明專利]一種高含水率淤泥固化方法

在審

• 申請號: 201810052616.1
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108218317A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 何俊;楊進;馬強;王迎斌;蘇英;劉永莉;胡智;李麗華;莊心善;陶高梁;朱志政;石小康;栗志翔
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C02F11/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明公開了一種高含水率淤泥固化方法，首先將疏浚淤泥抓取堆存，測量淤泥的基本物理性質指標；再將淤泥與堿渣混合形成基質土，加入固化材料攪拌均勻；之后將加入固化材料后的基質土輸送到固定地點；覆蓋養護至規定齡期，測定固化后淤泥的力學指標，堿渣的最優摻量為淤泥干質量的30～50％，固化材料組分及各組分質量按混合土干質量百分比計為：礦粉10～25％、高吸水樹脂0.1～0.5％、水玻璃2～6％。本發明通過利用堿渣與高含水率淤泥的協調作用形成基質土，利用高吸水樹脂減小淤泥含水率，提高了堿渣的利用率，降低了固化成本，而且固化土具有早期強度高、壓縮性低等優點，滿足工程填土性質要求。

技術領域

本發明屬于淤泥固化處理技術領域，涉及一種淤泥固化方法，具體涉及一種高含水率淤泥固化方法。

背景技術

隨著我國城市化和工業化進程的加快，水污染問題越來越嚴重，而疏浚底泥是清除水污染內源的需要，因此疏浚淤泥的產量日益增加。例如，珠江三角洲每年產生的疏浚淤泥量高達8000萬m³左右，天津市區主要河道的清淤量多達600萬m³，武漢東湖湖底淤泥總量達到3522萬m³。疏浚淤泥具有含水率高、流塑態和強度極低等特點，且常含有氨氮、重金屬等污染物。傳統的疏浚淤泥的處置方法主要是海洋拋棄和陸地吹填(或堆存)，但前者會污染海洋環境，后者則會占用大量農田土地，且容易造成二次污染。因此，大量的疏浚淤泥已成為我國河湖治理和海洋工程發展的制約性因素。

由于細粒含量高，堆存于堆場的疏浚淤泥靠天然蒸發和自然沉降無法達到理想的干化效果。例如，南水北調東線江蘇境內白馬湖疏浚污泥堆場經過半年晾曬，含水率仍然維持在100％～170％。目前，疏浚淤泥的處置方法主要有物理脫水法、化學固化處理法和熱處理法等。其中化學固化處理法適用范圍廣、造價低、施工工藝方便，是比較適合我國國情的一種處理方法。然而現有淤泥固化主要是采用水泥、石灰或者以二者為主的復合固化劑，在處理高含水率淤泥時效果不佳或需摻入大量固化劑，而水泥和石灰的生產過程存在資源能、源消耗大，排放大量CO₂和粉塵等嚴重環境問題。

堿渣是氨堿法生產純堿過程中產生的主要廢棄物，是以CaCO₃、CaSO₄、CaCl₂等鈣鹽為主要組分的廢渣，屬于強堿性材料，且含有大量氯離子。堿渣一般采取地表堆積的處理方式，不僅占用了大量的土地資源，而且易造成土壤、空氣和水污染。目前對于堿渣的資源化利用主要是作為建筑工程材料和土壤改良劑等，但仍有大量堿渣無法處理，導致日益嚴重的環保壓力和安全隱患，成為制約鹽化工產業發展的瓶頸。利用堿渣的堿性、Ca和Cl等組分的脫水效應、與淤泥的水化反應、骨架作用和吸附性等特點，將其與高含水率淤泥形成基質土后混合固化，是一種“以廢治廢”的新型手段。

近年來已公開的利用堿渣的淤泥固化劑相關專利有：中國專利CN103253899A公開了一種淤泥固化方法，重量配比為海洋淤泥100、堿渣5～20、礦粉0～5、固化劑5～30，其中固化劑由粉煤灰、礦渣和催化劑組成。中國專利CN105293868A公開了一種工業廢渣固化淤泥的方法，將100重量份的淤泥、5～20重量份的堿渣、0.5～5重量份的礦粉、5～30重量份的固化劑混合攪拌后進行輸送攤鋪、密實、養護，形成高強固化土；其中固化劑由粉煤灰、礦渣、催化劑按10～50：20～80：2～10的重量配比混合而成的。以上專利沒有說明淤泥的含水率，但淤泥含水率是影響其力學性質的關鍵因素。中國專利CN103319122A公開了一種綜合利用堿渣的淤泥固化材料，由堿渣50～70％、粉煤灰0～30％、水泥10～20％、石灰8～15％和激發劑0.5～2％組成，實施例中均將淤泥含水率控制在80％以下，固化材料摻量為每立方米淤泥200kg。中國專利CN105622022A公開了一種利用堿渣的淤泥固化劑，由30～50％的堿渣、20～40％的微硅粉、10～20％的石灰粉、10～15％的石膏、2～4％的硫酸鈉、0.01～0.05％的三乙醇胺、0.1～0.8％的堿性激發劑和0.02～0.2％的磷酸鹽組成，實施例中控制淤泥含水率為60％，固化劑摻量為8％?？傮w而言，淤泥固化中堿渣的利用率仍偏低。