一种用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，包括如下步骤：1）采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风化晾干；2）将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100?200目筛，收集备用；3）将底泥、P.O 42.5水泥按照质量比7:3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂；4）混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满模具，振幅为0?5mm，振动时间为1?5分钟，20~30小时后脱模，于湿度>95%，温度控制于19.5?20.5℃条件下连续湿式养护7?90天。本发明的有益效果：原材料来源广，成本低廉；机械强度好；工艺简单易量产。
【专利说明】
一种用疏浚底泥制备泡沬底泥砖的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及，尤其是一种用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的制备方法。
【背景技术】
[0002] 底泥通常是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生 物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。营养物质、有机污染物和重金属等污染物 可通过工业废水、生活污水和地表径流等途径排放进入河流水体，纳入水体的污染大部分 经过物理沉淀、化学吸附等作用由水相转入固相，最终蓄积到底泥中，对水体生态系统构成 威胁。水体富营养化或水体受到污染的河流，其河底淤泥中含有大量的氮磷和重金属，在生 物或物理因子作用下这些污染会被释放到水体之中，造成水体水质变坏，成为污染源。疏浚 底泥作为一种水利和土木工程措施，可以扩大储水量，减少洪涝灾害对农业影响，改善航 运，去除重金属污染，并一定程度上减少营养盐的总量。疏浚的方法有很多，包括水下疏浚、 干河疏浚、依靠水力疏浚以及采用爆破等手段疏浚等。按照疏浚技术现状来分类，又分为工 程疏浚技术、环保疏浚技术和生态疏浚技术等。其中，以减少内源污染负荷为目的的河道底 泥生态疏浚技术，被认为是控制河道内源污染效果明显的工程技术措施之一。环保疏浚产 生的底泥，通常被作为固体废物堆放在贮泥场中，但这种单纯堆放而不采取其他控制措施 的处置方法也带来了雨多问题:一方面会占用大量土地，另一方面会由于雨水的冲刷又会 产生二次污染，而且其中有益成分(如N、P及一定量的金属元素)不能得到充分利用，造成资 源的浪费。
[0003] 目前，大部分底泥资源化方式是将底泥制备成建材，如：中国专利号 201110035907.8，专利名：一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法；中国专利 号201210322843.4,专利名：一种底泥砖的制备方法；中国专利号201310258221. 4,专利 名：一种污水处理厂污泥烧结砖及其制备方法；中国专利号201410326354.5，专利名：一种 用疏浚底泥免烧结制砖的方法。这些方法的资源化方式单一，应用范围较小。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中对于疏浚底泥的利用方式单一，应用范围小的技术问题，本 发明提供了一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，本方法无需烧结，节省能耗，避免造 成二次污染的泡沫底泥砖，利用P.0 42.5水泥、固化剂制备而成，材料易得、来源广泛、价格 便宜。不仅节能环保且方法简单，满足重金属浸出性低、材料亲遍、容易规模生产等要求，而 且对疏浚底泥进行了资源化利用。本发明技术简单，成本低廉，节省能耗，避免造成二次大 气污染;低重金属浸出，具备可抗水冲刷的力学强度。
[0005] 本发明为了解决技术问题所采用的技术手段是:一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥 砖的方法，包括如下步骤： 1)采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风 化晾干，使其含水率〈10%; 2) 将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100-200目筛，收集备用； 3) 将底泥、P. 0 42.5水泥按照质量比7: 3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂，于室 温条件下采用搅拌器先以125-135r/min的速度搅拌3~4分钟，再以57-67r/min的速度搅拌 50~80秒，此时物料中的水固比在室温条件下为0.3-0.6; 4) 混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满模具，振幅为0-5mm，振动时间为1-5分钟，20~30小时后脱模，于湿度>95%，温度控制于19.5-20.5°C条件下 连续湿式养护7-90天，制得泡沫底泥砖。
[0006] 步骤3)所述的固化剂为安徽定基新材料科技有限公司生产的土壤固化剂。
[0007] 步骤3)中，物料中的水固比在室温条件下为0.3-0.6。
[0008]所述的模具为磨光砂浆三联试模。
[0009]本发明的有益效果是： (1) 制备所用原材料来源广，成本低廉。重金属污染疏浚底泥、水泥和特制固化剂作为 主要原料，在制作工艺上不会对环境产生危害。采用免烧结工艺，具有节能的优势，同时降 低了二次污染的风险； (2) 重金属浸出浓度低:水泥的水解水化反应产生凝胶化合物包裹污染底泥的颗粒，同 时水泥水化作用产生的的高pH值也会促使重金属生成沉淀，水泥水化产物中含有的大量钙 离子可以与重金属离子发生离子交换，大大降低重金属的浸出； (3) 机械强度好:经过水泥固化后，孔隙率降低，能达到较好的无侧限抗压强度，符合轻 质材料的强度标准； (4) 疏浚底泥资源化利用:有效地解决了底泥资源化的问题，同时也拓宽了底泥制备材 料的应用范围，制成的材料属于新型环保材料； (5) 工艺简单易量产:制备条件为室温，无需加热和加压设备，工艺流程简单，易实现生 产线自动化生产。
[0010]
【具体实施方式】: 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但实施例并不用于限制本发明。
[0011] 实施例一： 一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，包括如下步骤： 1) 采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风 化晾干，使其含水率〈10%; 2) 将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100-200目筛，收集备用； 3) 将底泥、P. 0 42.5水泥按照质量比7: 3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂，该固 化剂为安徽定基新材料科技有限公司生产的土壤固化剂，于室温条件下采用搅拌器先以 125-135r/min的速度搅拌3分钟，再以57-67r/min的速度搅拌60秒，并严格控制水固比于室 温条件下为0.3; 4) 混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满模具，振幅为0-5_，防止将泥浆压实在模具中，振动时间为1-3分钟，24小时后脱模，放置于湿度>95%，温度 控制于19.5-20.5°C条件下连续湿式养护7-90天，制得泡沫底泥砖。泡沫底泥砖的规格可控 制在直径0.5-5cm之间，此处使用的模具为磨光砂浆三联试模，规格为70.7x70.7x70.7mm， 制造标准为JG3019-94标准。
[0012] 所述泡沫底泥砖的无侧限抗压强度多4MPa。
[0013]所述泡沫底泥砖的质量密度为0.3g/cm3~0.5g/cm3。
[0014]根据实验:底泥多孔吸附材料的比表面积约为20m2/g，平均密度为372.47kg/m3，泡 沫底泥砖的密度等级、抗压强度等均满足GBT17431.1-2010《轻集料及其试验方法-第1部 分:轻集料》中的要求。
[0015] 根据HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》和和HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》对多孔吸附材料进行重金属浸出实验， 结果如表1所示。
[0016]表1免烧结多孔吸附材料浸出性和相关国家标准
注表示检测不出； 本发明制备的泡沫底泥砖采用两种浸出性检测方法得出结果均满足GB 5085.3-2007 《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》，GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》和GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准。证明材料重金属浸出性极低，在一般情况下，不 会对自然环境产生危害。
【主权项】
1. 一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风 化晾干，使其含水率〈10%; 2) 将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100-200目筛，收集备用； 3) 将底泥、P. 0 42.5水泥按照质量比7: 3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂，于室 温条件下采用搅拌器先以125-135r/min的速度搅拌3~4分钟，再以57-67r/min的速度搅拌 50~80秒，此时物料中的水固比在室温条件下为0.3-0.6; 4) 将搅拌后的材料混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满 模具，振幅为〇-5_，振动时间为1-5分钟，20~30小时后脱模，于湿度>95%，温度控制于19.5-20.5 °C条件下连续湿式养护7-90天，制得泡沫底泥砖。2. 根据权利要求1所述的一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，其特征在于，步骤 3)所述的固化剂为安徽定基新材料科技有限公司生产的土壤固化剂。3. 根据权利要求1-3所述的一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，其特征在于，所 述的模具为磨光砂浆三联试模。
【文档编号】C04B38/00GK106045420SQ201610384593
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】陶红, 杨克明, 林童, 顾竹珺, 贾玉宝, 施柳, 李飞鹏, 毛凌晨
【申请人】上海理工大学