一種含重金屬湖泊疏浚底泥固化的方法技術

本發明專利技術屬于環境工程中固體廢棄物的處理方法，具體是一種含重金屬湖泊疏浚底泥固化的方法，其特征在于：將廢石膏、粉煤灰、水泥混合后制成的固化劑加入到含重金屬湖泊疏浚底泥中，攪拌均勻，并在表面覆蓋塑料薄膜，成型1-3天；再在20±3～6℃、相對濕度為70～100%的條件下養護2-10天，即得到無側抗壓強度≥170.6kpa的固化泥塊；所述廢石膏、粉煤灰、水泥的質量配比為1∶(0.5～10)∶(1～15)；所述固化劑的加入量為含重金屬湖泊疏浚底泥質量的3～20%；本發明專利技術利用粉煤灰、廢石膏等工業廢料作為重金屬污染底泥的固化劑材料，實現了污染底泥、粉煤灰、廢石膏等廢物的資源化利用，達到了以廢治廢的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環境工程中固體廢棄物的處理方法，具體是。
技術介紹
目前，污染底泥已成為湖泊潛在的內源負荷，底泥中污染物(重金屬)的遷移嚴重影響著湖泊的水質狀況。底泥疏浚技術通過對污染嚴重的湖泊、河段進行疏浚、清淤，可恢復水體的正常功能；它是一種直接的、效果明顯的治理途徑，可以永久消除污染底泥對湖泊水質的影響。然而,疏浚出的污染底泥的安全處置一直是一個技術難題。疏浚底泥的常規處置方式主要有堆放、洼地回填、創建陸地、土地改良、建材利用和海洋棄置等。但是，以上處置方式都遇到疏浚底泥含水率高、處于流動狀態，不便于車輛運輸，并且還存在占地面積過大、土力學性質較差、成本難以控制等問題；同時，疏浚底泥中含有大量有毒有害污染物，尤其是重金屬，若直接填埋而不進行處理，將引發重金屬遷移等二次污染。當前，常規的解決措施是:利用水泥和輔料(石灰、礦渣、鋼渣、硅粉等)對湖泊疏浚底泥進行固化處理，但存在以下不足: 1、在底泥固化過程中，石灰可與底泥中的水發生反應，但生成的氫氧化鈣對水泥水化反應有抑制，因而固化效果較差；礦渣、鋼渣、硅粉僅起骨架構建作用，不與底泥中的水發生反應，因而底泥含水率難以下降、固化養護時間較長。2、由于石灰、礦渣、鋼渣、硅粉等輔料主要起骨架構建作用，相比廢石膏和粉煤灰，其膠凝固化效果較差，因而可 處理一般湖泊底泥，針對含重金屬湖泊底泥的固化不適用，固化底泥浸出液中重金屬含量可能超標。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對現有技術存在的問題，提供；本方法利用工業廢料固化湖泊疏浚的重金屬污染底泥，降低含水率，便于底泥的運輸；同時，使固化底泥具有較高的無側壓強度，浸出液中重金屬含量低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)限值，可作為路基等壓實用土。本專利技術的，先將廢石膏、粉煤灰、水泥混合后制成的固化劑加入到含重金屬湖泊疏浚底泥中，攪拌均勻，并在表面覆蓋塑料薄膜，成型1-3天；再在20±3 6°C、相對濕度為70 100%的條件下養護2-10天，即得到無側抗壓強度彡170.6kpa的固化泥塊；所述廢石膏、粉煤灰、水泥的質量配比為1: (0.5 10):(I 15);所述固化劑的加入量為含重金屬湖泊疏浚底泥質量的3 20%。所述的含重金屬湖泊疏浚底泥含水率為60 80%,含Pb彡450mg/kg、Cu彡640mg/kg、Cr 彡 640mg/kg、Hg 彡 0.8mg/kg、Cd 彡 0.7mg/kg、As 彡 150mg/kg,為含水率高的重金屬重污染底泥。本專利技術中所述制備固化劑所用的水泥優選華新水泥股份有限公司生產的堡壘牌32.5復合硅酸鹽水泥。所述制備固化劑所用的廢石膏和粉煤灰優選湖北華電黃石發電股份有限公司火力發電生產后的廢棄物，其中廢石膏中主要含有56.67%的SO3和38.14%的CaO，粉煤灰中主要含有 50.49% 的 SiO2'30.68% 的 Al2O3'3.74% 的 Fe2O3'3.48% 的 CaO。當廢石膏加入到湖泊疏浚底泥時，可迅速與底泥中的水發生反應，使底泥含水率快速下降，因而底泥固化速度快、養護時間短。粉煤灰是一種良好的膠結材料，當粉煤灰和水泥一起加入底泥后，迅速發生水化反應生成凝膠離子，能將底泥顆粒膠凝在一起，形成堅硬的團粒結構，因而底泥固塊具有較強的無側壓強度。同時，生成的凝膠離子比表面積擴大了 1000倍，具有強烈的吸附性能，可將底泥中的重金屬離子固定在底泥固塊內，從而有效防止了重金屬的遷移。本專利技術方法與現有技術相比，具有以下特點: (1)利用粉煤灰、廢石膏等工業廢料作為重金屬污染底泥的固化劑材料，實現了污染底泥、粉煤灰、廢石膏等廢物的資源化利用，達到了以廢治廢的目的； (2)固化底泥養護時間較短，含水率低，便于污泥的運輸； (3)固化底泥具有較高的無側壓強度，滿足填埋要求，也可作為路基等壓實用土； (4)固化底泥浸出液中重金屬含量低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)限值，不會引發二次污染。本專利技術方法還適用于受重金屬污染的土壤、含重金屬剩余污泥的處置。具體實施例方式實施例1: 采取湖北省黃石市青山湖重金屬污染底泥，含水率為60%;經檢測，底泥中含Pb480mg/kg、Cu 860mg/kg> Cr 10mg/kg、Hg 0.8mg/kg、Cd 0.7mg/kg> As 340mg/kg,為重金屬重污染底泥。首先，將水泥、廢石膏和粉煤灰按質量比1:5:10混合均勻制成固化劑，然后將固化劑投加到底泥中，固化劑的投加量為底泥質量的10% ;利用污泥攪拌機混合均勻，形成污泥混合物；將其放入方形磨具中加薄膜覆蓋，成型I天后，放入養護室；在溫度20±3°C、相對濕度90%的條件下，養護2天后，固化泥塊的無側抗壓強度達到170.6KPa，滿足固化填埋的要求，可作為路基等壓實用土。經檢測，固化底泥浸出液中Pb、Cu、Cr、Hg、Cd、As含量分別為0.062mg/L、0.675mg/L、未檢出、未檢出、未檢出、0.157mg/L，低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)限值。實施例2 采取湖北省黃石市磁湖重金屬污染底泥，含水率為72% ;經檢測，底泥中含Pb 450mg/kg、Cu 640mg/kg> Cr 55mg/kg、Hg 1.5mg/kg、Cd 1.2mg/kg> As 150mg/kg,為重金屬重污染底泥。首先，將水泥、廢石膏和粉煤灰按質量比1:10:15混合均勻制成固化劑，然后將固化劑投加到底泥中，固化劑的投加量為底泥質量的20% ;利用污泥攪拌機混合均勻，形成污泥混合物；將其放入方形磨具中加薄膜覆蓋，成型3天后，放入養護室；在溫度20±6°C、相對濕度100%的條件下，養護10天后，固化泥塊的無側抗壓強度達到190.6KPa，滿足固化填埋的要求，可作為路基等壓實用土。 經檢測，固化底泥浸出液中Pb、Cu、Cr、Hg、Cd、As含量分別為 0.047mg/L,0.963mg/L,0.007 mg/L、未檢出、(λ 012mg/L,0.085mg/L，低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)限值。實施例3 采取湖北省黃石市磁湖重金屬污染底泥，含水率為67% ;經檢測，底泥中含Pb 850mg/kg、Cu 1100mg/kg> Cr 74mg/kg> Hg 1.0mg/kg、Cd 3.2mg/kg> As 200mg/L,為重金屬重污染底泥。首先，將水泥、廢石膏和粉煤灰按質量比1:0.5:1混合均勻制成固化劑，然后將固化劑投加到底泥中，固化劑的投加量為底泥質量的3% ;利用污泥攪拌機混合均勻，形成污泥混合物；將其放入方形磨具中加薄膜覆蓋，成型2天后，放入養護室；在溫度20±4°C、相對濕度70%的條件下，養護6天后，固化泥塊的無側抗壓強度達到97.5KPa，滿足固化填埋的要求，可作為路基等壓實用土。經檢測，固化底泥浸出液中Pb、Cu、Cr、Hg、Cd、As含量分別為0.118mg/L、l.106mg/L、0.013mg/L、未檢出、0.006 mg/L、0.097mg/L，低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB508本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含重金屬湖泊疏浚底泥固化的方法，其特征在于：將廢石膏、粉煤灰、水泥混合后制成的固化劑加入到含重金屬湖泊疏浚底泥中，攪拌均勻，并在表面覆蓋塑料薄膜，成型1?3天；再在20±3～6℃、相對濕度為70～100%的條件下養護2?10天，即得到無側抗壓強度≥170.6kpa的固化泥塊；所述廢石膏、粉煤灰、水泥的質量配比為1∶(0.5～10)∶(1～15)；所述固化劑的加入量為含重金屬湖泊疏浚底泥質量的3～20%。

【技術特征摘要】
1.一種含重金屬湖泊疏浚底泥固化的方法，其特征在于:將廢石膏、粉煤灰、水泥混合后制成的固化劑加入到含重金屬湖泊疏浚底泥中，攪拌均勻，并在表面覆蓋塑料薄膜，成型1-3天；再在20±3 6°C、相對濕度為70 100%的條件下養護2_10天，即得到無側抗壓強度> 170.6kpa的固化泥塊；所述廢石膏、粉煤灰、水泥的質量配比為1: (0.5 10): (I 15);所述固化劑的加入量為含重金屬湖泊疏浚底泥質量的3 20%。2.根據權利要求1所述的一種含重金屬湖泊疏浚底泥固化的方法，其特征在于:所述的含重金屬湖泊疏浚底泥含水率為60 80%,含Pb≥450mg/kg、Cu≥640mg/kg、Cr ≥ 640mg/kg、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖文勝，陶敏，馬敏，殷斌，張家泉，劉婷，白翠萍，呂繼良，
申請(專利權)人：湖北理工學院，
類型：發明
國別省市：