本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种高水腐质污泥固结剂及其合成方法。
背景技术：
我国污水处理厂在污水处理过程中产生了大量活性污泥，这些污泥的直接排放会造成环境的二次污染，这个问题已引起有关部门的高度重视。就武汉市而言，目前每天处理的生活污水近200万吨，处理这些污水产生的污泥量月1000吨左右，这些污泥属于高水腐质污泥，其腐植酸含量高达70％，含水率高达80％，为流塑状污泥，极难处理和运输，是城市文明建设过程中的一个顽疾。
使用固结剂能够快速固结废渣颗粒，固定内含的有毒重金属离子、病原体，浸出毒性不超标，消除危害的隐患，并且固结后能够替代粘土制造墙材、构件，资源综合利用，保护生态环境具有显著的社会、环境、经济效益，是循环经济技术领域里可持续发展的产业。
现有技术中用于土体固化的建筑垃圾微粉固结剂，其重量百分比的各组分制备：建筑垃圾微粉30-70％；脱硫石膏10-30％；水洗浆5-30％；外加剂1-5％，以上各组分的重量百分比之和为100％。该固结剂具有能实现建筑垃圾的完全再生利用，并充分激发砖瓦微粉等矿物掺合料的活性，实现建筑垃圾无害化、减量化，同时亦实现了建筑垃圾全再生资源化利用的优点。
但上述固结剂都不是针对污水厂污泥处理使用的固结剂，对处理污水厂高水腐质污泥，特别是腐植酸含量高达70％，含水率高达80％的流塑状污泥，基本失效。
技术实现要素：
本发明提供一种高水腐质污泥固结剂及其合成方法，解决了现有技术中没有对污水厂污泥进行处理的固结剂的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种高水腐质污泥固结剂，所述固结剂按照质量百分比计包括：矿渣复合粉5～25％、钢渣10～45％、甲酸钙0.1％～0.5％、巴氏芽孢杆菌0.5～1％、硫酸镁3～10％、二级粉煤灰35～50％、钙化膨润土1～8％；其中，矿渣复合粉包括矿渣粉4.5～18％、石膏0～5％、木质素磺酸钙或fdn减水剂0.5～2％。
上述方案中，所述矿渣复合粉10～20％、钢渣25～35％、硫酸镁5～8％、钙化膨润土7～8％。
所述固结剂的合成方法，所述方法包括：
将各组分按比例计量称重，干燥至含水量率<1％，获得干燥后的混合组分；
将干燥后的混合组分投入密闭混拌系统，拌合；
将搅拌后的混合组分经打包机覆膜包装或空气压力泵送入真空罐内贮存，获得所述固结剂。
上述方案中，所述方法是将固结剂与污泥按照质量比为1～12：100混合。
本发明的有益效果为：该固结剂生产过程能耗小，钢渣掺入量大，生产成本低，产品质量好，可有效克服污水厂高含水率、高有机质含量、弱酸性等消极因素，在同等条件下，其改性后的淤泥抗渗、水稳定性能大大提高。其中，改性后的淤泥软化系数大于0.90；抗酸碱盐介质化学侵蚀系数大于1.0；改性后的淤泥抗冻融循环能力可提高一倍；渗透系数达到10-6～10-8cm/s。
另外，本申请固结剂的生产简单方便，成本低廉，有利于大规模生产。而且本申请的固结剂的使用方法简单，操作易行，适合大规模推广应用。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本申请提供一种高水腐质污泥固结剂及其合成方法。所述各组分的质量百分比为：矿渣复合粉5～25％、钢渣10～45％、甲酸钙0.1％～0.5％、巴氏芽孢杆菌(atcc11859)0.5～1％、硫酸镁3～10％、二级粉煤灰35～50％、钙化膨润土1～8％；其中，矿渣复合粉包括矿渣粉4.5～18％、石膏0～5％、木质素磺酸钙或fdn减水剂0.5～2％。
上述固结剂的合成方法包括以下步骤：
步骤11，将各组分按比例计量承重，干燥至含水量率<1％，，获得干燥后的混合组分；
步骤12，将干燥后的混合组分投入密闭混拌系统，拌合均匀；
步骤13，将搅拌后的混合组分经打包机覆膜包装或空气压力泵送入真空罐内贮存，获得所述固结剂。
本申请充分利用工业废渣和工业辅材，变废为宝，而且不加白灰，电石渣，粘结剂，早强剂，水泥等材料，不需要设置养护室，节约能源，使用掺入比例：固结剂与污泥质量比＝1～12：100，生产成本低，固结效果好，原辅料设定获取无需特殊加工及二次污染产生。发明的目的在于解决污水厂污泥的出路问题。
本发明对转化处理的组分进行了深入研究，精选各种组分，获得了本固结剂的配方。其固结的主要原理是：通过与污泥接触反应，在胶凝环境中发生固结水化反应，针对高水腐质成分进行隔离、吸附、固结，并可形成多种氧化物的无定相组织，该物质对腐植酸和水分子有非常强的吸引力，其与有机污染物接触后将被其吸附，发生络合反应而形成较为稳定、无害、溶解度极低的络合式多水矿物，通过包裹、吸附架桥、固溶、络合反应等原理，将颗粒物以结晶水的形式固结在固结体内，形成强度。
该固结剂生产过程能耗小，钢渣掺入量大，生产成本低，产品质量好，可有效克服污水厂高含水率、高有机质含量、弱酸性等消极因素，在同等条件下，其改性后的淤泥抗渗、水稳定性能大大提高。其中，改性后的淤泥软化系数大于0.90；抗酸碱盐介质化学侵蚀系数大于1.0；改性后的淤泥抗冻融循环能力可提高一倍；渗透系数达到10-6～10-8cm/s。
另外，本申请固结剂的生产简单方便，成本低廉，有利于大规模生产。而且本申请的固结剂的使用方法简单，操作易行，适合大规模推广应用。
以下就以几个具体实施例来说明：
实施例1-3所述的固结剂中组分及配比参见表1：
表1(单位：％)
实施例1：取武钢北湖污水厂污泥，按照10％质量分数掺入淤泥，拌合后模具固结，1天后脱模，养护7天后测定软化系数为0.91；抗酸碱盐介质化学侵蚀系数为1.05；渗透系数为2*10-8cm/s。
实施例2：取武钢工业港污水厂污泥，按照10％质量分数掺入淤泥，拌合后模具固结，1天后脱模，养护7天后测定软化系数为0.98；抗酸碱盐介质化学侵蚀系数为1.05；渗透系数达到6*10-8cm/s。
实施例3：取武钢焦化二生化污水厂污泥，按照8％质量分数掺入淤泥，拌合后模具固结，1天后脱模，养护7天后测定软化系数为0.90；抗酸碱盐介质化学侵蚀系数为1.2；渗透系数达到8*10-7cm/s。
上述实验表明该固结剂生产过程能耗小，钢渣掺入量大，生产成本低，产品质量好，可有效克服污水厂高含水率、高有机质含量、弱酸性等消极因素，在同等条件下，其改性后的淤泥抗渗、水稳定性能大大提高。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。