[發明專利]一種基于廢棄物改性的污泥固化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110004623.6
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112811751A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 董良飛;張曉雅
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/143;C02F11/145
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

一種基于廢棄物改性的污泥固化劑及其制備方法，屬于固體廢棄物循環再生利用及固化劑材料制備領域。該污泥固化劑包括如下成分：改性骨架劑，脫水劑，調理劑。制備方法包括如下步驟：在廢棄物破碎過程中向破碎粉末內噴灑聚苯烯酸鉀水溶液生成改性骨架劑，再復配一定比例脫水劑和調理劑，生成污泥固化劑成品。本發明以改性廢棄物粉末為固化主料，降低了處理成本，提高污泥的處理效果。該方法在短時間內可大大降低污泥的含水率，使污泥易于運輸和后續處理。本發明方法與現有的水泥基固化方法相比，快速脫水固化效率高，材料來源廣泛，價格低廉。同時“以廢治廢”一方面實現了污泥的無害化快速脫水處理，另一方面為廢棄物處理再利用找到合適的出路。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物循環再生利用及固化劑材料制備領域，具體涉及一種基于廢棄物改性的污泥固化劑材料的制備方法。

背景技術

隨著我國城市人口的急劇增長，城市化進程不斷加快，城市每天都會產生大量廢水。經過長期的探索，污水的處理與處置不論在數量上還是質量上都取得了巨大的進步，但污水處理廠產生的污泥現狀卻不容樂觀。再加上許多污水處理廠多年來“重水輕泥”導致污泥處置問題頻發。這些污泥含水率高，有機成分高，易腐敗散發惡臭氣味，并且污泥成分中還含有許多有毒物質和病原微生物，存在巨大的安全隱患。此外，污泥的高含水率導致其運輸困難，許多污水處理廠沒有足夠的污泥停留場地及充足的處置時間，因此需要對污泥進行及時有效的處理。

建筑垃圾指人們在從事拆遷、建設、裝修、修繕等建筑業的生產活動中產生的渣土、廢舊混凝土、廢舊磚石及其他廢棄物的統稱。這些垃圾的堆放占用大量的土地面積，而且垃圾中的有害物質通過垃圾滲濾進入土壤中，從而發生一系列物理、化學、生物反應，或為植物根系吸收或被微生物合成吸收，造成土壤污染。并且大多數城市對建筑垃圾堆放未制定有效合理的方案，從而產生不同程度的安全隱患，比如建筑垃圾的崩塌現象時有發生，甚至會導致地表排水和泄洪能力降低。因此，無論從保護環境還是從資源再利用角度來看，建筑垃圾資源化利用的研究都是當今環境治理領域亟待解決的重大課題。通過對建筑垃圾破碎處理中產生的超細粉成分分析發現，其主要為SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₃O₄等，可作為污泥固化劑原料。

現有的污泥固化劑主要成分多數仍為水泥基類材料，然而水泥用作污泥固化劑時，添加量大、成本高，而且由于水泥的添加，固化污泥的后期應用范圍受限，因此探索更高效、經濟的固化劑材料很有必要。

發明內容

為解決現有污泥固化劑固化時間長，添加量大，以及水泥基材料過度使用成本高，固化污泥再利用范圍受限等問題。針對城市污水處理廠高含水率污泥的特性，本發明提供了一種廉價有效的快速污泥固化劑。以建筑垃圾破碎處理產生的超細粉為主要原料，通過表面改性增強其固化效果，為建筑垃圾處理再利用找到合適的出路，同時復配吸水劑和調理劑，增強污泥快速脫水固化效果，使固化污泥易于運輸和后續處理。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

本發明利用建筑垃圾破碎產生的超細粉為主要污泥固化劑成分，快速固化高含水率污泥，形成污泥固化體的骨架結構。并且，在建筑垃圾破碎為超細粉的過程中噴灑一定比例的聚苯烯酸鉀水溶液，一方面防止粉塵飛揚，污染環境；另一方面改變超細粉的表面特性，因為附著于粉塵表面的聚苯烯酸鉀為高分子化合物，使得超細粉的表面具有高分子長鏈可吸附裹挾更多污泥顆粒，增強固化效果。此外，復配幾種調理劑、吸水劑，增強污泥快速脫水固化效果，使固化污泥易于運輸和后續處理。

基于廢棄物改性的污泥固化劑，該污泥固化劑包括如下成分：

以質量百分比計，組成為：改性骨架劑：60％-70％、脫水劑：15％-20％、調理劑：10％-25％。

優選的，所述的超細粉為建筑垃圾破碎處理產生的粒徑小于10μm的粉塵類物質，在固化過程中形成污泥固化體的骨架結構。并在破碎過程中向內噴灑一定比例聚苯烯酸鉀水溶液，改變其表面特性。