申請日2013.12.09

　　公開(公告)日2014.03.19

　　IPC分類號C02F11/14

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種對城市水域及污水處理廠淤泥環(huán)保高效的脫水固結(jié)的方法，屬于淤泥脫水工藝技術(shù)領(lǐng)域。該技術(shù)是在待處理的淤泥中加入一定量的石灰乳，加入量一般在0.1～1wt%，再經(jīng)過高速攪拌器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，加入量為0.01～0.5wt%，攪拌約2-10分鐘后，鼓入空氣或者二氧化碳將pH值降至7.5～8.5，將泥汁放入沉降池或氣浮池分離。通過一系列的吸水、水解、水化反應(yīng)，形成不可逆轉(zhuǎn)的凝結(jié)硬化殼，使淤泥顆粒具備一定的水穩(wěn)定性和強(qiáng)度穩(wěn)定性。再加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物，加入量一般在5～10wt%，使得淤泥內(nèi)部變得致密，待硬化后淤泥便具備了一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通過兩步處理的固化材料吸水作用可有效降低淤泥的含水率，從而起到一定的“減污”和“強(qiáng)化固化”作用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種對城市水域及污水處理廠淤泥進(jìn)行脫水固結(jié)的方法，其特征在于：通過加入 石灰和硅基絮凝劑的脫水預(yù)處理和加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物的強(qiáng)化固化進(jìn)行兩步 處理，利用固化材料的吸水作用降低淤泥的含水率。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對城市水域及污水處理廠淤泥的脫水固結(jié)方法，其特征在 于：在待處理的淤泥中加入一定量的石灰乳，加入量一般在0.1～1wt%，再經(jīng)過高速攪拌 器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，加入量為0.01～0.5wt%，攪拌約2～10分鐘后，鼓 入空氣或者二氧化碳將pH值降至7.5～8.5，將泥汁放入沉降池或氣浮池分離;通過一系列 的吸水、水解、水化反應(yīng)，形成不可逆轉(zhuǎn)的凝結(jié)硬化殼，使淤泥顆粒具備一定的水穩(wěn)定性 和強(qiáng)度穩(wěn)定性;再加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物，加入量一般在5～10wt%，使得淤 泥內(nèi)部變得致密，待硬化后淤泥便具備了一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對城市水域及污水處理廠淤泥的脫水固結(jié)方法，其特征在 于：聚硅酸微凝膠絮凝劑的制備過程中，二氧化硅濃度為5～15wt%，加入50～500ppm 的二氧化硅粉末，將上述硅酸鈉溶液進(jìn)行劇烈攪拌，液體的雷諾數(shù)保持大于6000;然后用 10～30wt%濃度的稀硫酸酸化至溶液pH為9～11。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對城市水域及污水處理廠淤泥的脫水固結(jié)方法，其特征在 于：硅酸鈉溶液與硫酸的混合物，需用在線粘度計(jì)測定混合液的即時粘度，使該混合液的 即時粘度小于50mpa·S。

　　說明書

　　一種污泥脫水濃縮及固結(jié)的處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種對城市水域及污水處理廠淤泥環(huán)保高效的脫水固結(jié)的方法，屬于淤泥 脫水工藝技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　目前國內(nèi)處置疏浚淤泥的主要方法是就近棄土，即征用一塊土地來堆放淤泥或?qū)⒑降?土方挖出拋在暫時不通航的河道或低洼地區(qū)。疏浚淤泥拋填形成的土地非常軟弱，難以開 發(fā)利用，因此造成大量土地資源的浪費(fèi)。另一方面，疏浚淤泥大多含有重金屬、有機(jī)質(zhì)等 污染物，就近拋填必然會對周圍環(huán)境造成二次污染，并涉及拆遷和農(nóng)業(yè)、漁業(yè)賠償?shù)葐栴}， 給工程帶來了很大的難度。而海洋疏浚泥一般廢棄在海洋主管部門劃定的近海傾倒區(qū)內(nèi)， 這種傾倒行為必然嚴(yán)重影響海洋資源的有效利用并對海洋環(huán)境造成不可彌補(bǔ)的破壞。目 前，疏浚泥的廢棄對環(huán)境的影響越來越引起各方面的重視，是我國大江大河治理和海洋工 程發(fā)展的制約性因素。

　　目前國外發(fā)達(dá)國家處置疏浚淤泥的先進(jìn)做法是將淤泥適當(dāng)處理(如排水固結(jié)、化學(xué)固化 等)，將其變成可利用的土木工程材料，這樣不僅可以節(jié)約土地資源，減少環(huán)境污染，而且 可以緩解我國土木工程材料日益短缺的問題，這對社會可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。

　　化學(xué)固化法處理后的淤泥具有強(qiáng)度可控、施工簡便迅速等優(yōu)點(diǎn)，適合大批量淤泥的固 化處理。用固化技術(shù)處理廢棄淤泥使其變?yōu)樵偕�資源在國外已得到廣泛的應(yīng)用，技術(shù)已比 較成熟。這一方法已在日本、荷蘭、新加坡有較為廣泛的使用。日本東京設(shè)有多處廢棄土 處理中心，將廢棄淤泥通過固化處理后代替砂料等土石方材料進(jìn)行出售，國內(nèi)一些研究機(jī) 構(gòu)也正對國內(nèi)疏浚泥的處置問題進(jìn)行研究和應(yīng)用。但目前固化材料中，水泥、石灰、石膏、 粉煤灰等是主要組成材料，由于淤泥的孔隙比大，含水率高，所需添加的固化材料的量比 較大。固化材料用量占淤泥量的30～40wt%，再加上攪拌、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，固化土的處理費(fèi) 用比較高。因此，應(yīng)用淤泥化學(xué)固化技術(shù)的關(guān)鍵問題是合理、經(jīng)濟(jì)有效的固化劑配方，由 于淤泥成分的復(fù)雜性和多樣性，固化處理效果在很大程度上受到淤泥性質(zhì)、固化材料的特 性以及添加量的影響，因此優(yōu)良的固化劑的配方及適應(yīng)性能有效提高淤泥處理效率。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種對城市水域及污水處理廠淤泥環(huán)保高效的脫水固結(jié)的方 法，屬于淤泥脫水工藝技術(shù)領(lǐng)域。該技術(shù)是對淤泥進(jìn)行預(yù)處理，然后添加固化材料，通過 攪拌混合、養(yǎng)護(hù)，使淤泥、水、固化材料之間發(fā)生一系列的水解和水化反應(yīng)，使得松軟無 強(qiáng)度的淤泥變成具備一定力學(xué)性能的固化土。

　　本發(fā)明對城市水域及污水處理廠淤泥環(huán)保高效的脫水固結(jié)的方法是：

　　在待處理的淤泥中加入一定量的石灰乳，加入量一般在0.1～1wt%，再經(jīng)過高速攪拌 器加入硅酸鈉和硫酸混合所得的液體，加入量為0.01～0.5wt%，攪拌約2-10分鐘后，鼓 入空氣或者二氧化碳將pH值降至7.5～8.5，將泥汁放入沉降池或氣浮池分離。通過一系列 的吸水、水解、水化反應(yīng)，在淤泥顆粒表面產(chǎn)生膠凝物質(zhì)(水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等)， 形成不可逆轉(zhuǎn)的凝結(jié)硬化殼，使淤泥顆粒具備一定的水穩(wěn)定性和強(qiáng)度穩(wěn)定性。經(jīng)過預(yù)處理 的淤泥，再加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物，加入量一般在5～10wt%，具有膠凝性質(zhì) 的水化產(chǎn)物在淤泥顆粒之間形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即構(gòu)成了淤泥的骨架，結(jié)晶類的水化產(chǎn)物則 填充網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙，使得淤泥內(nèi)部變得致密，待硬化后淤泥便具備了一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 通過兩部處理的固化材料吸水作用可有效降低淤泥的含水率，另外，包裹著淤泥顆粒的凝 結(jié)硬化殼可有效降低其中污染物質(zhì)的活性，從而起到一定的“減污”和“強(qiáng)化固化”作用。

　　其中所述的硅酸鈉和硫酸混合液具體制備方法為：將濃度為5～15wt%的硅酸鈉，加 入50～500ppm的二氧化硅粉末，用做凝結(jié)核心，在常見的高速攪拌裝置下劇烈攪拌，保 持?jǐn)嚢柽^程中液體的雷諾數(shù)大于6000，即出現(xiàn)紊流態(tài)，然后用10～30wt%重量百分比濃 度的稀硫酸酸化至溶液pH為9～11，同時用在線粘度計(jì)測定該混合液的即時粘度，使該混 合液的即時粘度小于50mpa·S，即制備成聚硅酸微凝膠;該聚硅酸凝膠由于加入了二氧化 硅粉末作為凝結(jié)核心，配合劇烈的攪拌速度，從而控制了溶液的膠凝情況，制備出的聚硅 酸凝膠具有良好的流動性，隨后該聚硅酸凝膠既可以加入至淤泥中。

　　該方法處理后的淤泥具有強(qiáng)度可控、施工簡便迅速等優(yōu)點(diǎn)，適合大批量淤泥的固化處 理。該方法采用水泥、石灰、石膏、粉煤灰等為主要組成材料。由于淤泥的孔隙比小，含 水率低，所需添加的固化材料的量比較小，固化材料用量占淤泥量的5～10wt%，再加上 攪拌、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用降低，因而綜合固化土的處理費(fèi)用比較低。