利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法及所得固化體的應用技術

本發明專利技術涉及一種利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法及所得固化體的應用，本發明專利技術的方法包括以下步驟：將二硫代氨基甲酸鹽加入重金屬污染底泥中，充分攪拌后，加入水泥，將得到的混合物攪拌至均勻，養護3d～14d后得到固化體，完成固化-穩定化過程。本發明專利技術的優點是：可以減少水泥的使用量，降低成本，降低固化體的增容比，防止二次污染，提高重金屬污染底泥的固化-穩定化效果，養護后的固化體可用于填埋處置或者用作建筑材料。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種重金屬污染底泥的固化-穩定化處理方法，尤其涉及一種利用穩定劑固化-穩定化重金屬污染底泥的方法及所得固化體的應用。
技術介紹
隨著工業經濟的快速發展，工業廢水帶來的環境問題日益嚴重，重金屬等污染物通過工業廢水排放進入水體，最終蓄積到底泥中，對水體生態系統構成威脅。因此，底泥重金屬污染成為一個世界性的環境問題。底泥是指水體底部的表層沉積物質，是由腐殖質、微生物、泥沙及土壤等組成。重金屬可通過大氣降塵、降水、土壤沖刷、地表徑流等進入水體底泥，水體底泥在某種程度上可以看作是重金屬的儲存庫。當底泥外界環境發生變化時，重金屬可能重新從底泥中溶出造成水體二次污染。另外，重金屬不能被生物降解，但具有生物累積的特性，可以通過水體食物鏈產生生物富集和濃縮效應，最終影響到“食物鏈”的頂級生物即人類。目前，利用固化-穩定化方法處理重金屬污染底泥是國內外應用較多的技術之一。其中水泥是最常見的膠凝材料。單純用水泥固化-穩定化底泥不僅造價過高，而且在處理高含量重金屬污染底泥時，需加大水泥的使用量以保證固化效果，因而會造成固化體增容比大、處理成本高等問題。近些年來，藥劑穩定化技術由于具有增容比小、工藝簡單、穩定性好等優點，在重金屬廢物的穩定中應用得越來越廣泛。常見的重金屬穩定劑可以分為無機型和有機型兩種，其中有機型藥劑以螯合劑為主，它與底泥重金屬反應形成的疏水性的、難溶的螯合物在較寬的PH值范圍內可保持穩定，從而降低了產物的二次風險，在實際應用過程中更具有優勢，但是其與水泥等聯合固化-穩定化處理重金屬污染底泥的應用鮮見報道。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種既能降低處理成本，提高固化效果，又能滿足固化體填埋的抗壓強度要求和浸出濃度指標的重金屬污染底泥安全處理方法，還提供該方法在填埋處置和建筑材料方面的應用。為解決上述技術問題，本專利技術提出一種利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其步驟是將二硫代氨基甲酸鹽(DTCR)加入重金屬污染底泥中，充分攪拌后，加入水泥，將得到的混合物攪拌至均勻，經養護得到固化體，完成固化-穩定化過程。上述的方法中，所述水泥的摻入量> 50% (優選50% 70% )，所述二硫代氨基甲酸鹽的摻入量彡I. 5% (優選I. 5% 2. 5% )。摻入量是指干底泥中摻入的水泥或者DTCR的質量百分比。上述的方法中，所述充分攪拌的時間為20min 50min。上述的方法中，所述重金屬污染底泥的含水率為50% 65%。上述的方法中，所述重金屬包括鎘、鋅、鉛、鉻、銅中的一種或多種。上述的方法中，所述養護的溫度為15°C 30°C，時間為3d 14d。上述的方法中，所述養護過程的初始階段(初始階段一般在24h左右)是置于長方體或正方體模具中進行。作為一個總的技術構思，本專利技術還提供了上述方法所得固化體在填埋處置中的應用，或上述方法所得固化體在建筑材料中的應用。當上述本專利技術的方法所得固化體用作建筑材料時，特別適合用作修建河道護坡或路基的建筑材料。與現有技術相比，本專利技術的優點在于本專利技術中有機硫化物的加入可以減少水泥的使用量，并且可以使固化體保持較好的抗壓強度。相對于純水泥固化技術，本專利技術的固化方法不僅降低了對重金屬污染底泥的處理成本，同時也降低了固化體的增容比和重金屬浸出濃度，使固化體重金屬浸出濃度低于填埋場的入場標準，有效地防止了二次污染，顯著地提高了重金屬污染底泥的固化-穩定化效果，為重金屬污染底泥的安全處理提供了新的途徑，可廣泛應用于直接填埋處置和用作建筑材料。附圖說明圖I為本專利技術實施例中固化體抗壓強度、水泥摻入量及DTCR摻入量的關系圖。圖2為本專利技術實施例中原重金屬污染底泥的電鏡圖。圖3為本專利技術實施例中純水泥固化底泥的電鏡圖。圖4為本專利技術實施例中水泥和有機硫化物聯合固化-穩定化底泥的電鏡圖。具體實施例方式實施例供試的重金屬污染底泥的基本理化性質為pH為7. 79，含水率為53. 90%,重金屬包含 Cd、Zn、Pb、Cr 和 Cu，其中，Cd 含量為 121. 00mg/kg, Zn 含量為 7850. 30mg/kg, Pb 含量為1032. 00mg/kg,Cr含量為595mg/kg，Cu含量為398. 62mg/kg。供試的重金屬污染底泥的浸出情況如下表I所示，其微觀結構的照片如圖2所示。表I :實施例中供試的重金屬污染底泥的浸出毒性(mg/L) 浸出程序CdZnPbCrCu 醋酸緩沖溶液法(HJ/T300-2007)0.79 18.78 1.23 12.05 0.06 酸—由條忭(pH=3)3.28 305.75 7 264—2 9.06將DTCR加入重金屬污染底泥中，充分攪拌30min后，加入水泥，DTCR與水泥的摻入量如表2所示。將得到的混合物攪拌至均勻，然后加入到IOOmmX IOOmmX IOOmm的正方體模具中，加入過程在振動臺上進行，使混合物振動成型，養護24h后脫模，然后在25°C下養護7d，得到固化體，完成固化-穩定化過程。表2 :實施例中水泥與DTCR的用量方案權利要求1.一種利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，包括以下步驟將二硫代氨基甲酸鹽加入重金屬污染底泥中，充分攪拌后，加入水泥，將得到的混合物攪拌至均勻，經養護得到固化體，完成固化-穩定化過程。2.根據權利要求I所述的利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，所述水泥的摻入量> 50%，所述二硫代氨基甲酸鹽的摻入量> I. 5%。3.根據權利要求I或2所述的利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，所述充分攪拌的時間為20min 50min。4.根據權利要求I或2所述的利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，所述重金屬污染底泥的含水率為50% 65%。5.根據權利要求I或2所述的利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，所述重金屬包括鎘、鋅、鉛、鉻、銅中的一種或多種。6.根據權利要求I或2所述的利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，所述養護的溫度為15°C 30°C，時間為3d 14d。7.根據權利要求I或2所述的利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，所述養護過程的初始階段是置于長方體或正方體模具中進行。8.一種如權利要求I 7中任一項所述方法得到的固化體在填埋處置中的應用。9.一種如權利要求I 7中任一項所述方法得到的固化體在建筑材料中的應用。10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述固化體是用作河道護坡或路基的建筑材料。全文摘要本專利技術涉及一種利用水泥與有機硫化物固化-穩定化重金屬污染底泥的方法及所得固化體的應用，本專利技術的方法包括以下步驟將二硫代氨基甲酸鹽加入重金屬污染底泥中，充分攪拌后，加入水泥，將得到的混合物攪拌至均勻，養護3d～14d后得到固化體，完成固化-穩定化過程。本專利技術的優點是可以減少水泥的使用量，降低成本，降低固化體的增容比，防止二次污染，提高重金屬污染底泥的固化-穩定化效果，養護后的固化體可用于填埋處置或者用作建筑材料。文檔編號C02F11/本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用水泥與有機硫化物固化？穩定化重金屬污染底泥的方法，其特征在于，包括以下步驟：將二硫代氨基甲酸鹽加入重金屬污染底泥中，充分攪拌后，加入水泥，將得到的混合物攪拌至均勻，經養護得到固化體，完成固化？穩定化過程。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊朝暉，王川，曾光明，黃兢，汪理科，徐海音，謝華明，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：