一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法
【专利摘要】本发明公开了一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是：A、取含水率≤60%的淤泥或砂土类物质，加入含水率78%-85%的污泥得到混合泥，污泥的质量占60%-70%，淤泥或砂土类物质质量占30％-40%；B、将混合泥送入行星式轮碾混合机中混合，同时在混合泥中均匀添加质量为混合泥量10%-15%的HAS型土壤固化剂，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；C、避雨处自然堆放2~4d。本发明工艺简单，无需配套大型基建设施，常温下干化耗能低，一次性投资成本小，适合原位处理，避免污泥运输的成本，日处理能力大，环境友好，与传统水泥固化相比，同龄期固化体强度显著提高，废物资源化利用，适用于湖底淤泥、城市垃圾的处理，处理后的产品可回收作建筑材料用。
【专利说明】一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污泥和淤泥处理【技术领域】，具体涉及一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，适用于湖底淤泥、城市垃圾的处理，处理后的产品可回收作建筑材料用。
【背景技术】
[0002]目前，每年国内污水污泥产生量数目惊人，根据环保部公布的2012年全国环境统计公报相关数据，截止2012年底，全国废水总排放量684.8亿吨，其中城镇生活污水排放量462.7亿吨，相应脱水污泥(含水率80%)产生量接近3800万吨。并且淤泥的产生量逐年增多，仅武汉市南湖清淤量就达到450万立方米。另外，考虑到污水处理厂附近一般有河流、湖泊等水体，这些水体的底泥清淤也是今后要面临的困扰。因此对于污泥和淤泥的处理处置是急需解决的问题。合理、有效、低成本是研究处理处置技术时考虑的关键因素。
[0003]污泥的处理处置难题在于，污泥含水率、有机物含量均较高，并且成分复杂。其中含水率高是污泥处理时首要解决的问题，污泥中水分存在主要有四种类型，即表面吸附水、间隙水、毛细结合水和内部水。间隙水的含量占总含水量的65%-85%，是污泥脱水干化的主要对象。但这些间隙水由于污泥中分子引力和胶体颗粒的电荷效应，自然状态下一般难以脱去。目前常见的方法有机械脱水、调理改性、余热干化等，机械脱水主要有袋式压滤、板框压滤、离心脱水等；调理改性的方法是首先向含水率95%左右的污泥中加入一些药剂，改善污泥脱水性能，然后通过机械脱水的方法实现水分的脱去；余热干化通常是依托燃煤电厂等产生的余热使水分蒸发。这些方法在一定程度上解决了污泥干化的问题，但存在耗能高、投资成本大、区域条件受限、工艺相对复杂等问题。对于淤泥的处理目前也没有很好方法，一般是参考污泥脱水的工艺，常用技术是加药调理和机械脱水相结合。但污泥和淤泥在泥质性质方面差异较大，单纯用处理污泥的方法去应对淤泥是不可取的。
[0004]也有常温下淤污泥脱水干化的方法，如污泥的处理中有加入石灰搅拌干化的方法，有添加熟石灰、锯末、漂白粉、硫酸亚铁以及聚丙烯酰胺，然后进行水压榨处理的方法等。淤泥处理中有加入无机絮凝剂、有机絮凝剂以及铺洒高分子吸水树脂，静置后干化处理的方法，有通过电渗有效的提高储淤管袋脱水效率的方法等。这些方法虽有其可取之处，但也存在投加试剂量大，试剂种类复杂，易改变污泥性质，耗能较高等问题。并且上述方法是针对污泥或淤泥单独使用，但将两者结合实现共同脱水干化的方法几乎没有。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是在于提供了一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，该工艺简单，成本较低，人为加入药剂种类少，并且加入物质不会产生其它危害。另外，本发明方法处理能力大，处理效果明显，不受地域条件限制，适合于大规模工程应用。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施:
一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是:
A、取含水率< 60%的淤泥或砂土类物质，加入含水率78%-85%的污泥得到混合泥，污泥的质量占60%-70%，淤泥或砂土类物质质量占30% -40% ；
B、将混合泥送入行星式轮碾混合机中混合，同时在混合泥中均匀添加混合泥量10%-15%的HAS型土壤固化剂，添加时间为2min，继续搅拌和碾压3飞min，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；
C、避雨处自然堆放2~4d。
[0007]所述的砂土类物质为土壤或尾矿或河沙等。
[0008]所述的步骤A中含水率≤60%的淤泥经过如下处理:向含水率> 60%的淤泥中加入HAS型土壤固化剂，HAS型土壤固化剂加入的质量为淤泥含固量的0.5%~2%，搅拌均匀后，自然浓缩沉淀，浓缩沉淀时间5-10h，具体视工况而定，沉淀后排出上部水分。
[0009]所述的HAS型土壤固化剂是一种灰渣胶凝材料，它由矿渣及矿渣组合物为主体原料(80%以上)，配以适量的石膏、母料作为活化剂(混合粉磨制成，在常温下可有效固化砂石和泥土 (包括泥碎石屑、沙质土、粉土、粘土、淤泥、城市垃圾、粉煤灰、工业废渣、工业尾矿)，具有无须冲洗和筛分即可进行固化的优良特性(参考专利号为ZL98113594.3)，呈粉末状。
[0010]所述的污泥来自污水 处理厂，一般经过絮凝沉淀和机械脱水工艺。
[0011]所述的行星式轮碾混合机采用目前市场常见型号，一般机型参数为:容量2.5m3 ；碾轮个数为2个，单个重量为1200kg ;行星搅拌铲数量为2组X 4块。
[0012]所述的自然堆放场地应较为空旷，期间应避免雨水冲刷。
[0013]与现有技术相比，具有以下优点和效果:
1.本发明工艺简单，无需配套大型基建设施，常温下干化耗能低，一次性投资成本小。
[0014]2.本发明中使用的HAS型土壤固化剂属一种无机胶凝材料，性质稳定，环境友好，不会产生其它危害，与传统水泥固化相比，同龄期固化体强度显著提高，同时符合废物资源化利用的要求。
[0015]3.发明中使用行星式轮碾混合机，对污泥、淤泥以及土壤固化剂进行充分混合，而且伴随有碾压过程，促进了土壤固化剂的后期反应。
[0016]4.本发明所用工艺适合原位处理，节省污泥运输的成本。和目前常见干化技术相比，本发明无需依托电厂等提供热源，因此工艺受限条件减少。
[0017]5.本发明结合淤泥和污泥各自特点，实现了污泥和淤泥混合处理。
[0018]6.本发明日处理能力大，适合大规模工程应用。
[0019]【专利附图】
【附图说明】:
图1为一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法示意图。
[0020]其中:1 一待处理淤泥，一般为湖泊、河塘清淤淤泥或工程施工场地淤泥，含水率>60% ；
2—游泥沉淀池，向含水率>60%的淤泥中加入淤泥含固量0.5%~2%的HAS型土壤固化剂，搅拌均匀后自然沉淀，沉淀后排出上部水分；
3—浓缩后淤泥，含水率降至60%左右。浓缩后淤泥可与污泥混合进行下一步处理；
4一待处理生活污泥，一般含水率为78%-85% ；
5—待处理淤泥或砂土类物质，含水率< 60%，可与污泥直接混合进行处理，沙土类物质如土壤、尾矿、河沙等；6—轮碾混合装置，污泥和淤泥或砂土类物质混合碾压的设备。碾压过程中加入混合泥量10%-15%的HAS型土壤固化剂；
7—经过轮碾混合后的混合泥置于自然条件下堆放2-4天。
[0021]【具体实施方式】:
下面结合实施例，来对本发明进一步说明。
[0022]实施例1:
一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是:
A、取含水率57.8%的淤泥，加入含水率79.8%的污泥得到混合泥，污泥的质量占70%，淤泥质量占30%，每次处理按照2.5t总加入量计，污泥1.75t，淤泥0.75t ；
B、用输送带将污泥和淤泥送入行星式轮碾混合机然后启动混合机，同时罐装HAS型土壤固化剂经流量器匀速加入0.3t (质量为混合泥量的12%)到混合机中，添加时间为2min，继续搅拌和碾压3飞min，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；
C、最后将处理后污泥置于空旷区自然堆放3天，期间避免雨水冲刷。
[0023]所述的含水率为79.8%的污泥来自武汉市江岸区某污水处理厂，颜色发黑，有强烈臭味。 [0024]所述的含水率为57.8%的淤泥来自武汉市江夏区某施工场地，颜色为土黄。
[0025]处理效果:自然堆放3天后污泥颜色发生变化，趋向土褐色；臭味基本消除，若按照日本的六级臭气强度分级法，该气味属I级(勉强闻到有气味存在);污泥含水率经卤素水分测定仪检测为47.3%。
[0026]实施例2:
一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是:
A、取含水率<60%的淤泥，加入含水率81.8%的污泥得到混合泥，污泥的质量占60%，淤泥质量占40%，每次处理按照2.5t总加入量计，污泥1.5t，淤泥It (含水率约60%左右)；
B、用输送带将污泥和淤泥送入行星式轮碾混合机然后启动混合机，同时罐装HAS型土壤固化剂经流量器匀速加入0.375t (质量为混合泥量的15%)到混合机中，添加时间为2min，继续搅拌和碾压4~6MIN，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；
C、最后将处理后污泥置于空旷区自然堆放3天，期间避免雨水冲刷。
[0027]所述的含水率为81.8%的污泥来自武汉市洪山区某污水处理厂，颜色发黑，有强烈臭味。
[0028]所述的步骤A中含水率< 60%的淤泥经过如下处理:淤泥来自武汉市南湖，颜色为褐色，含水率为70.8%，淤泥进行浓缩沉淀，浓缩池为4 X 25 X 60m，一次处理淤泥按5000t计，加入HAS型土壤固化剂的量为淤泥含固量的1.2%，即17.52t，搅拌后沉淀8h，排出上部水分。
[0029]处理效果:自然堆放3天后污泥颜色发生变化，趋向土褐色；臭味基本消除；污泥含水率经卤素水分测定仪检测为50.6%。本实例中污泥和淤泥含水率均较高，试剂用量和处理时间相对提高。
[0030]实施例3:
一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是:
A、取含水率< 60%的淤泥，加入含水率84%的污泥得到混合泥，污泥的质量占60%，淤泥质量占40%，每次处理按照2.5t总加入量计，污泥1.5t，淤泥It (含水率约60%左右)；
B、用输送带将污泥和淤泥送入行星式轮碾混合机然后启动混合机，同时罐装HAS型土壤固化剂经流量器匀速加入0.375t (质量为混合泥量的15%)到混合机中，添加时间为2min，继续搅拌和碾压4-6π?η，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；
C、最后将处理后污泥置于空旷区自然堆放3天，期间避免雨水冲刷。
[0031]所述的含水率为84%的污泥为昆山市石牌镇某生活污泥，颜色发黑，有强烈臭味。
[0032]所述的步骤A中含水率≤60%的淤泥经过如下处理:淤泥来自当地某施工场地，颜色偏黄，含水率为65.5%，淤泥首先进行浓缩沉淀，浓缩池为4 X 25 X 60m，一次处理淤泥按5000t计，加入HAS型土壤固化剂的量为淤泥含固量的0.5%，即8.625t，搅拌后沉淀5h，排出上部水分。
[0033]处理效果:自然堆放3天后污泥颜色发生变化，趋向土褐色；臭味基本消除；污泥含水率经卤素水分测定仪检测为49.5%。本实例中污泥含水率较高,但淤泥含水率偏低,且无机成分含量高，有利于后期干化过程的反应。
[0034]实施例4:
一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是:
A、取含水率33.5%的尾矿，加入含水率80.5%的污泥得到混合泥，污泥的质量占70%，尾矿质量占30%，每次处理按照2.5t总加入量计，污泥1.75t，尾矿0.75t ；
B、用输送带将污泥和尾矿送入行星式轮碾混合机然后启动混合机，同时罐装HAS型土壤固化剂经流量器匀速加入0.25t (质量为混合泥量的10%)到混合机中，添加时间为2min，继续搅拌和碾压3~4min，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；
C、最后将处理后污泥置于空旷区自然堆放3天，期间避免雨水冲刷。
[0035]所述的含水率为80.5%的污泥为武汉市某污水处理厂生活污泥，颜色发黑，有强烈臭味。
[0036]所述的含水率33.5%的尾矿来自黄石市某矿区，颜色偏黄。
[0037]处理效果:自然堆放3天后污泥颜色发生变化，趋向土褐色；臭味基本消除；污泥含水率经卤素水分测定仪检测为42.3%。
[0038]实施例5:
一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是:
A、取含水率25.8%的尾矿，加入含水率82%的污泥得到混合泥，污泥的质量占70%，尾矿质量占30%，每次处理按照2.5t总加入量计，污泥1.75t，尾矿0.75t ；
B、用输送带将污泥和尾矿送入行星式轮碾混合机然后启动混合机，同时罐装HAS型土壤固化剂经流量器匀速加入0.25t (质量为混合泥量的10%)到混合机中，添加时间为2min，继续搅拌和碾压3~4min，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；
C、最后将处理后污泥置于空旷区自然堆放2天，期间避免雨水冲刷。
[0039]所述的含水率为82%的污泥为武汉市某污水处理厂生活污泥，颜色发黑，有臭味。
[0040]所述的含水率25.8%的尾矿来自安庆市某铜矿矿区，颜色为黄褐色。
[0041]处理效果:自然堆放2天后污泥颜色发生变化，趋向土褐色；臭味基本消除；污泥含水率经卤素水分测定仪检测为40.5%。
[0042]实施例6:一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是:
A、 取含水率20.3%的土壤，加入含水率81.7%的污泥得到混合泥，污泥的质量占70%，土壤质量占30%，每次处理按照2.5t总加入量计，污泥1.75t，土壤0.75t ；
B、用输送带将污泥和土壤送入行星式轮碾混合机然后启动混合机，同时罐装HAS型土壤固化剂经流量器匀速加入0.25t (质量为混合泥量的10%)到混合机中，添加时间为2min，继续搅拌和碾压3~4min，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉；
C、最后将处理后污泥置于空旷区自然堆放2天，期间避免雨水冲刷。
[0043]所述的含水率为81.7%的污泥为武汉市某污水处理厂生活污泥，颜色发黑，有臭味。
[0044]所述的含水率20.3%的土壤来自武汉大学某场地,颜色为土黄。
[0045]处理效果:自然堆放2天后污泥颜色发生变化，趋向黄褐色；臭味基本消除；污泥含水率经卤素水分测定仪检测为42.1%。
【权利要求】
1.一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其步骤是: A、取含水率<60%的淤泥或砂土类物质，加入含水率78%-85%的污泥得到混合泥，污泥的质量占60%-70%，淤泥或砂土类物质质量占30% -40% ； B、将混合泥送入行星式轮碾混合机中混合，同时在混合泥中均匀添加质量为混合泥量10%-15%的HAS型土壤固化剂，添加时间为2min，继续搅拌和碾压3飞min，搅拌碾压后泥质表面无明显固化剂粉； C、避雨处自然堆放2~4d。
2.根据权利要求1所述的一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其特征在于:所述的砂土类物质为土壤或尾矿或河沙。
3.根据权利要求1所述的一种常温下污泥和淤泥混合干化的方法，其特征在于:所述的步骤(1)中含水率≤60%的淤泥经过如下处理:向含水率> 60%的淤泥中加入HAS型土壤固化剂，HAS型土壤固化剂加入的质量为淤泥含固量的0.5%~2%，搅拌均匀后，自然浓缩沉淀，浓缩沉淀时间5 -10h，沉淀后排出上部水分。
【文档编号】C02F11/12GK103936256SQ201410170126
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】周旻, 韩毅, 侯浩波, 张维昊, 王小书, 万沙, 张炎 申请人:武汉大学