[發明專利]一種用于水泥窯協同處置固廢、污染土及底泥的預處理添加劑及使用方法

有效

• 申請號: 202010164895.8
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111346615B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 張琰;朱科成;王書倩
• 申請（專利權）人: 江蘇長三角環境科學技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C04B7/24
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

一種用于水泥窯協同處置固廢、污染土及底泥的預處理添加劑，采用核心原料為天然層狀硅酸鹽礦物蛭石，在活化后體積會迅速膨脹數倍至數十倍，具有良好的吸附性和離子交換性，并視固廢、污染土及底泥性質添加適量石灰石、大理石或白云石中和酸性物質，或添加適量檸檬酸或硼酸作為堿性物質的中和劑。添加劑施工時不產生揚塵，改善了施工環境，控制固廢及污染土的水分，吸附重金屬和有機物，抑制有機物揮發，中和酸堿性，起到穩定固廢、污染土及底泥的作用，防治開挖運輸過程中的二次污染。滿足裝袋運輸及入窯標準，摻入后不影響水泥熟料的質量。

技術領域

本發明屬于環境修復污染土壤治理領域，涉及到水泥窯協同處置固廢、污染土及底泥的預處理添加劑及使用方法。

背景技術

隨著經濟和工業化和城市化的快速發展，我國面臨的土壤環境安全問題日益嚴峻，很多老舊化工企業附近的土壤和河道被重金屬和有機物嚴重污染，而河道底泥更是超標嚴重。而我國固體廢物的產生量與日俱增，各地填埋場及焚燒爐早已不堪重負，利用水泥窯協同處置符合規定的廢棄物，可以充分利用水泥回轉窯內的高溫、氣體長時間停留、熱容量大、熱穩定性好、堿性環境、無廢渣排放等優點，在生產水泥熟料的同時，焚燒處理污染土壤。有機物污染土壤從窯尾煙氣室進入水泥回轉窯，窯內氣相溫度最高可達1800℃，物料溫度約1450℃，在水泥窯的高溫條件下，有機污染物轉化為無機化合物，高溫氣流與高細度、高濃度、高吸附性、高均勻性分布的堿性物料(CaO、CaCO3等)充分接觸，有效地抑制酸性物質的排放，使得硫和氯等轉化成無機鹽類固定下來；而重金屬從生料配料系統進入水泥窯一起燒成孰料，重金屬隨水泥熟料制成混凝土后被固定于硅鋁酸鹽晶格中，實現其無害化、減量化和資源化，但必須保證水泥質量和生產環境達到標準，確保有害物體排放達標，確保環境安全。

《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》規定入窯固體廢物應具有相對穩定的化學組成和物理特性。《水泥窯協同處置固體廢物技術規范》規定了廠區內固體廢物的預處理，如酸堿中和、破碎、烘干等，并要求有防揚塵、防異味散發、防泄露等技術措施。

在工程實踐中，填埋在地下的固廢、污染土及底泥往往有大量的水分，不易開挖裝袋運輸，且不滿足水泥窯的入窯標準，因此必須對其進行預處理。一般會添加生石灰控水，因為生石灰或石灰石是水泥的原料之一，少量添加后對水泥生產本無影響，但這可能會帶來安全因素和二次污染，首先生石灰遇水會激烈反應，同時放出大量熱，因固廢開挖后一般要求預處理后立刻密閉包裝裝車運輸，加入的生石灰大量放熱會帶來嚴重安全隱患，曾有過工地上堆積處理后的固廢將覆蓋的PE膜引燃的事故。其次固廢、污染土及底泥一般本身含有大量揮發性和半揮發性有機物，受熱后極易揮發到空氣中，污染周圍環境，影響人體健康。此外生石灰在施工攪拌時會產生大量揚塵，工地經常煙霧彌漫，通過常規的灑水及霧炮噴淋等手段根本無法消除，生石灰的這些弊端使得環保施工達不到規范要求。

發明內容

本技術開發了一種專用復合藥劑，在固廢、污染土及底泥開挖過程中添加，不產生揚塵，改善了施工環境，控制固廢及污染土的水分，滿足裝袋運輸及入窯標準，并能吸附重金屬和有機物，抑制有機物揮發，中和酸堿性，起到穩定固廢、污染土及底泥的作用，防治開挖運輸過程中的二次污染。

一種用于水泥窯協同處置固廢、污染土及底泥的預處理添加劑，其特征在于，包括吸附穩定劑及中和劑；所述吸附穩定劑為活化蛭石和助劑，所述的助劑為木質素磺酸鈣、硅藻土、膨脹珍珠巖中的至少一種；所述中和劑為酸中和劑或堿中和劑，酸中和劑為石灰石、大理石、白云石中的至少一種，堿中和劑為檸檬酸、硼酸中的至少一種。

其中，活化蛭石，其制備方法如下：

1)將蛭石原礦石破碎至直徑10～25mm厚度0.5～2mm的片狀，自然風干；

2)將風干后的蛭石鋪平送入隧道窯，層厚不大于10mm，隧道窯分成三帶，分別為預熱帶、燒成帶和冷卻帶，溫度分別為80～100℃、850～900℃、50～80℃，三帶占窯總長度的15～20％、60～70％、15～20％，蛭石在三帶的停留時間分別為10～20s、45～90s、10～20s；