利用爐渣制備的淤泥固化劑及其制備方法和應用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種利用爐渣制備的淤泥固化劑及其制備方法和應用。該固化劑是由以下質(zhì)量百分比的原料配制而成15～25％的爐渣、20～25％改性硅藻土、20～25％凹凸棒土、10～15％微硅粉、4～8％粉末活性炭、5～10％過氧化物、1～3％高錳酸鉀、1～2.5％鐵粉、1～5％陽離子螯合物、1～5％聚輪烷、1～5％聚丙烯酸鈉、0.1～0.8％堿性激發(fā)劑、0.1～0.5％減水劑、0.1～0.3％增稠劑，將上述原料在攪拌機中充分混合攪拌，按照淤泥的質(zhì)量比5％～30％的比例摻入比將淤泥中，然后進行充分混合后，自然晾曬固化0.5?1h即可使用。本發(fā)明專利技術(shù)固化過程簡單、固化時間短，效率高，在固化過程中可以對淤泥中的有毒有害物質(zhì)進行降解，并去除淤泥中的異味，固化后的污淤泥不會造成二次污染。

Sludge solidifying agent prepared from slag and its preparation method and Application

The invention provides a sludge solidifying agent prepared by using slag, a preparation method and application thereof. The curing agent consists of 15-25% slag, 20-25% modified diatomite, 20-25% attapulgite, 10-15% micro-silica powder, 4-8% powdered activated carbon, 5-10% peroxide, 1-3% potassium permanganate, 1-2.5% iron powder, 1-5% cationic chelate, 1-5% polyrotane, 1-5% sodium polyacrylate and 0.1-0.8% alkaline activation. Additives, 0.1-0.5% water reducers and 0.1-0.3% thickeners are mixed and stirred in a mixer. The sludge is mixed in proportion to 5-30% of the mass ratio of the sludge. After full mixing, the sludge can be cured by natural drying for 0.5 1 h. The solidification process of the invention is simple, the solidification time is short and the efficiency is high. During the solidification process, the toxic and harmful substances in the sludge can be degraded, and the odor in the sludge can be removed. The solidified sludge will not cause secondary pollution.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
利用爐渣制備的淤泥固化劑及其制備方法和應用
本專利技術(shù)涉及淤泥處理領(lǐng)域，具體是一種淤泥固化劑及其制備方法和應用。
技術(shù)介紹
污淤泥是污水處理過程中產(chǎn)生的一種粘稠狀物質(zhì)，它以好氧、厭氧微生物為主體，同時也混入原污水中帶有的泥沙、纖維、動植物殘體及吸附在其上的有機物、金屬、病菌、蟲卵、膠質(zhì)等多種復雜的混合體。對于大型城市污水處理廠以及城市中的河流湖泊來說，由于有大量的工業(yè)廢水排入系統(tǒng)，造成污水污淤泥中的含有大量的微生物、病原體、重金屬以及有機污染物，水含量一般在80％以上，如果處置不當，會造成嚴重的二次污染。目前污淤泥的處理方法主要是農(nóng)用、焚燒和填埋，還有很大量的污淤泥沒有經(jīng)過任何處理，隨意丟棄。由于污淤泥的含水量高，污染物含量高成分復雜，現(xiàn)有處理方式一般存在環(huán)境污染、處理成本過高、處理時間過長，同時也容易引起填埋場工程地質(zhì)災害等方面的問題。因此，如何合理處置污水廠以及湖泊污淤泥，解決城市污淤泥的出路已成為非常緊迫的任務。現(xiàn)有大部分淤泥固化的方式都是以水泥和生石灰為主體，水泥的作用是增加淤泥的膠黏性，使淤泥粘合在一起，并使淤泥硬化，生石灰，其主要是用于吸水，如中國CN201210012249.5號專利公開了一種淤泥固化劑及使用淤泥固化劑的淤泥固化方法，涉及淤泥處理領(lǐng)域，該淤泥固化劑按以下方法制成：首選將包括可膨脹石墨、水泥、粉煤灰、炭黑、硅粉、瓷土和生石灰七種成份混合，該專利技術(shù)也存在固化時間長，不能去除淤泥的特殊惡臭氣味。除此之外，現(xiàn)有的固化劑對含水率較低的軟土固化有一定顯著的效果，但對處理高含水率的海洋淤泥而言，處理效果不佳，不僅處理成本高，工藝復雜，而且固化后的淤泥強度低，耐久性差。爐渣火法冶金過程中生成的浮在金屬等液態(tài)物質(zhì)表面的熔體，其組成以氧化物(二氧化硅，氧化鋁，氧化鈣，氧化鎂)為主，還常含有硫化物并夾帶少量金屬，如生產(chǎn)1噸生鐵產(chǎn)生約0.3～1噸高爐渣，不返回基本冶煉流程的爐渣常被視為廢棄物，以筑壩方式堆積于灘涂，這種不合理化的處理方式，不僅蠶食灘涂資源，而且嚴重危害生態(tài)環(huán)境。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種淤泥固化劑及其制備方法和應用，該方法固化效果好，所需固化時間短，效率高，可有效去除淤泥的惡臭氣味。本專利技術(shù)較優(yōu)的技術(shù)方案：所述一種利用爐渣制備的淤泥固化劑，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：上述配方的總質(zhì)量分數(shù)為100％；所述陽離子螯合物是由螯合劑與金屬離子螯合而成，其螯合劑選用乙二胺四乙酸(EDTA)、二羥乙基甘氨酸(DEG)中的一種或多種組合，金屬離子選用鎂離子、鈣離子或鐵離子；所述微硅粉中硅含量大于90％。本專利技術(shù)較優(yōu)的技術(shù)方案：所述過氧化物為過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化鈣、過氧化鎂、過氧化鋅、過一硫酸氫鉀、過氧化鍶中的一種或多種。本專利技術(shù)較優(yōu)的技術(shù)方案：所述的堿性激發(fā)劑為氫氧化鈣、硅酸鈉、碳酸氫鈉中的一種或幾種。本專利技術(shù)較優(yōu)的技術(shù)方案：所述改性硅藻土的制備方法：將硅藻土焙燒，降溫，再加入氯化鐵溶液中，恒溫攪拌浸泡5-15min，減壓濃縮干燥，最后加入Na2CO3溶液中，微波加熱20-30min，然后除去上層溶液，真空抽濾，洗滌至中性，固液分離，烘干，粉碎得到改性硅藻土。本專利技術(shù)較優(yōu)的技術(shù)方案：所述的減水劑為聚羧酸高效減水劑、萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽減水劑或氨基高效減水劑。本專利技術(shù)較優(yōu)的技術(shù)方案：所述的增稠劑為聚丙烯酰胺以及聚氯化鋁中的一種或兩種本專利技術(shù)提供的一種利用爐渣制備的淤泥固化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：按照上述權(quán)利要求中的配方準備原料，然后15～25％的爐渣、20～25％改性硅藻土、20～25％凹凸棒土、10～15％微硅粉、4～8％粉末活性炭、5～10％過氧化物、1～3％高錳酸鉀、1～2.5％鐵粉、1～5％陽離子螯合物、1～5％聚輪烷、1～5％聚丙烯酸鈉、0.1～0.8％堿性激發(fā)劑、0.1～0.5％減水劑、0.1～0.3％增稠劑，將上述原料在攪拌機中充分混合攪拌。本專利技術(shù)提供的一種利用爐渣制備的淤泥固化劑的應用方法，包括如下步驟：將上述淤泥固化劑按照淤泥的質(zhì)量比5％～30％的比例摻入比將淤泥中，然后進行充分混合后，自然晾曬固化0.5-1h即可使用。本專利技術(shù)的有益效果：(1)本專利技術(shù)采用具有多孔結(jié)構(gòu)的改性硅藻土，通過物理吸附，去除淤泥水份，同時水份還會慢慢伸入孔隙與其中的一些寄生物質(zhì)發(fā)生化學反應，進一步吸收水份，這樣的結(jié)構(gòu)形成一個物理吸水和化學吸水兩種同時存在的方式。改性硅藻土含有的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5等氧化物和有機質(zhì)，在物理吸水過程中，淤泥中的水份沿著改性硅藻土表面分布擴展到其內(nèi)孔隙中，氧化物與水發(fā)生反應，將水份子完全結(jié)合，達到固化的效果；(2)本專利技術(shù)利用爐渣制備固化劑，既將爐渣廢物利用，優(yōu)化其產(chǎn)業(yè)及土工材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保護生態(tài)環(huán)境，將其添加到固化劑中，增加了固化劑的固化效果，能夠提高軟土強度，提高其承載力，增加保其溫、隔音性能的新型建筑固化材料；(3)本專利技術(shù)采用凹凸棒土作為固化劑的主要原料之一，凹凸棒土具有獨特的層鏈狀結(jié)構(gòu)特征，具有強吸水性并具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)和較高的吸附脫色能力和一定的可塑性及粘結(jié)力，可以有效地除去諸如激素、農(nóng)藥、病毒、毒素和重金屬離子等類物質(zhì)，防止有害物質(zhì)仍留在淤泥中，給人造成危害；(4)本專利技術(shù)采用高錳酸鉀和過氧化物等強氧化劑作為固化劑的主要原料，可以與水發(fā)生氧化反應，去除淤泥中的水份，同時生成堿性的氫氧化物，調(diào)節(jié)淤泥的酸性環(huán)境，改善淤泥特性；(5)本專利技術(shù)的微硅粉與堿性材料氧化鎂反應生成凝膠體，其聚丙烯酸鈉具有很好的絮凝粘結(jié)作用，能很快的將淤泥中的渾濁水體進行絮凝，進而增加淤泥的粘性；且聚輪烷因其環(huán)狀分子的滑移作用，能夠使聚丙烯酸鈉骨架產(chǎn)生很好的彈性，增加聚丙烯酸鈉的粘度，這種粘結(jié)劑組合可以達到增粘效果的作用；(6)本專利技術(shù)添加少量鐵粉和粉末活性炭則在產(chǎn)物中形成微電解菌團，能不斷進行微電解反應，對有毒有害有機物進行持續(xù)的降解，改善固化產(chǎn)物的微生物結(jié)構(gòu)特性；而且活性炭本身具有吸附異味的性能，可以去除污泥中的異味；(7)陽離子螯合物用于去除有毒的重金屬離子，同時加入了減水劑和激發(fā)劑，激發(fā)土壤里面的氧化物反應吸水。本專利技術(shù)所述淤泥固化劑，與傳統(tǒng)方法相比，原料簡單易得，固化過程簡單、固化時間短，效率高，運輸方便、處理費用低，在固化過程中可以對淤泥中的有毒有害物質(zhì)進行降解，并去除淤泥中的異味，固化后的污淤泥不會造成二次污染。附圖說明圖1是采用本專利技術(shù)的淤泥固化劑后，淤泥的含水率隨固化時間的變化曲線圖；圖中：橫坐標為固化時間，單位：min，縱坐標為含水率，單位：％。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)做進一步的說明。以下實施例中改性硅藻土的制備方法如下：將硅藻土焙燒，降溫，再加入氯化鐵溶液中，恒溫攪拌浸泡5-15min，減壓濃縮干燥，最后加入Na2CO3溶液中，微波加熱20-30min，然后除去上層溶液，真空抽濾，洗滌至中性，固液分離，烘干，粉碎得到改性硅藻土。以下實施中的爐渣為鐵爐渣，微硅粉的硅含量大于90％。實施例1提供的一種利用爐渣制備的淤泥固化劑是由以下方法制備而成：首先按照以下質(zhì)量百分比的物質(zhì)準備原料：25％的爐渣、20％改性硅藻土、22％凹凸棒土、10％微硅粉、4本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種利用爐渣制備的淤泥固化劑，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用爐渣制備的淤泥固化劑，其特征在于由以下重量百分比的原料組成：所述陽離子螯合物是由螯合劑與金屬離子螯合而成，其螯合劑選用乙二胺四乙酸(EDTA)、二羥乙基甘氨酸(DEG)中的一種或多種組合，金屬離子選用鎂離子、鈣離子或鐵離子；所述微硅粉中硅含量大于90％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用爐渣制備的淤泥固化劑，其特征在于：所述過氧化物為過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化鈣、過氧化鎂、過氧化鋅、過一硫酸氫鉀、過氧化鍶中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用爐渣制備的淤泥固化劑，其特征在于：所述的堿性激發(fā)劑為氫氧化鈣、硅酸鈉、碳酸氫鈉中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用爐渣制備的淤泥固化劑，其特征在于：所述改性硅藻土的制備方法：將硅藻土焙燒，降溫，再加入氯化鐵溶液中，恒溫攪拌浸泡5-15min，減壓濃縮干燥，最后加入Na2CO3溶液中，微波加熱20-30min，然后除去上層溶液，真空抽濾，洗滌至中性，固液分離，烘干，粉碎得到改性硅藻土。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用爐渣制備...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：段恒，張沁寰，
申請(專利權(quán))人：湖北恒沁環(huán)保科技有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北,42