一种河湖底泥的高效固化消解方法与流程

本发明涉及污泥处理，具体涉及一种河湖底泥的高效固化消解方法。

背景技术：

1、近年来，我国不断推进河道综合管理治理工程，在该过程产生大量的疏浚底泥，疏浚底泥含水量大，常常含有重金属以及有机质等污染物，如果不及时处理，可能会产生臭气，并对周边环境产生二次污染。

2、底泥的主要处理方法如下：一、物理固化方法：通过改变底泥的物理性质，使其变得坚硬，不能流动。常见的物理固化方法包括压实法、冻结法和烘干法。其中，压实法是通过压实处理使淤泥变得坚硬，这种方法适用于淤泥含水量较低的情况。二、化学固化方法：该方法是向底泥中加入固化材料，使得固化材料发生水化及水解反应，生成水化凝胶产物，使得底泥具有一定的抗压强度与水稳定性。三、生物固化方法：利用微生物将污泥中的有机物降解成无机物。具有安全环保、可大幅降低处理成本的优点。可以结合好氧、厌氧菌进行污泥降解。四、焚烧处理：利用高温氧化，在氧气气氛下对污泥进行物理、化学变化，以达到高速降解废弃物的目的。但这种处理方式会占用较大空间，同时对设备需求较大。五、填埋处理：将污泥掩埋在垃圾填埋场中，放置约15年左右，污泥在湿度和压力下自行分解、降解，其中水分蒸发，残留物矿化分解成土垫，可运用于有绿化和建筑结构的平地。上述处理方法中除了化学固化方法，其他的方法不仅工程量大，且对环境可能存在二次污染。而目前的化学固化方法虽然对环境不会造成二次污染，但是固化后的材料强度不够，不能进行二次利用，而且固化效果对于有机质含量较高的底泥效果不佳。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种河湖底泥的高效固化消解方法，该方法通过在河湖底泥中添加一定量的由硫铝酸盐水泥、硅烷改性蒙脱土、三异丙醇胺改性钢渣以及生石灰组成的固化剂，处理效果好，不受河湖底泥中有机质含量的影响，且得到的固化污泥强度大。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种河湖底泥的高效固化消解方法，将河湖底泥和硫铝酸盐水泥、硅烷改性蒙脱土、三异丙醇胺改性钢渣、生石灰充分搅拌混合，然后将得到的混合物回填至河湖内，露天自然养护10-15天，之后向河湖内重新蓄水。

4、作为上述技术方案的优选，所述河湖底泥的含水量为80-85wt％，密度为1-2g/cm3。

5、作为上述技术方案的优选，所述硫铝酸盐水泥为42.5硫铝酸盐水泥，其密度为3g/cm3。

6、作为上述技术方案的优选，所述充分搅拌混合的时间为2-3h。

7、作为上述技术方案的优选，各组分的用量以重量份计，分别为：河湖底泥110-130份、硫铝酸盐水泥4-8份、硅烷改性蒙脱土0.5-1份、三异丙醇胺改性钢渣5-12份、生石灰2-5份。

8、作为上述技术方案的优选，所述硅烷改性蒙脱土的制备方法为：向乙醇溶液中加入乙酸调节溶液ph为3-4，之后加入氨丙基三乙氧基硅烷，然后加入酸化的纳米蒙脱土，研磨处理，最后采用乙醇洗涤沉淀，制得硅烷改性蒙脱土。

9、作为上述技术方案的优选，所述纳米蒙脱土的平均粒径大小为20-30nm，所述乙醇溶液的浓度为95wt％，所述氨丙基三乙氧基硅烷、酸化的纳米蒙脱土的质量比为1：(30-50)；所述研磨处理的温度为75-85℃，时间为30-60min。

10、作为上述技术方案的优选，所述酸化的纳米蒙脱土是将纳米蒙脱土置于浓度为20-30wt％的稀硫酸中进行常温处理，处理时保持固液质量比为1:20，处理时间为10-20min。

11、作为上述技术方案的优选，所述三异丙醇胺改性钢渣的制备方法为：将钢渣粉碎过20目筛，然后与三异丙醇胺混合球磨处理，制得三异丙醇胺改性钢渣。

12、作为上述技术方案的优选，所述钢渣、三异丙醇胺的质量比为1：(0.05-0.1)；所述球磨时的转速为200-300r/min，时间为30-50min。

13、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

14、本发明在河湖底泥中加入一定量的硫铝酸盐水泥、硅烷改性蒙脱土、三异丙醇胺改性钢渣和生石灰作为混合固化剂，硫铝酸盐水泥具有较高的早期强度，并能产生一定的水化产物，例如硅酸三钙、铝酸三钙等，可与底泥中的水、黏土矿物等发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等水硬性物质，使底泥变得更加坚固，同时减少了底泥的孔隙率，提高了固化底泥的强度和稳定性。有机硅烷改性蒙脱土分散性好，且具有良好的膨胀能力和吸水特性，其可有效填充水泥水化过程中产生的裂缝和孔隙，进而提高固化底泥的强度。而且纳米蒙脱土表面的有机硅烷还可以与底泥中的黏土矿物反应，生成更加稳定的硅酸盐，进一步增强底泥的坚固性。三异丙醇胺可有效活化钢渣，生成具有粘合性的物质，替代部分水泥作为胶凝材料，不仅降低了成本，且使底泥变得更加坚固。同时，三异丙醇胺还可以改善底泥的孔隙率和渗透性，提高其防水性能。生石灰与底泥中的水分和二氧化碳发生反应，生成氢氧化钙等物质，使底泥变得更加坚固。同时，生石灰还可以提高底泥的碱性，降低其中重金属离子的活性，从而减少了其对环境的危害。

技术特征：

1.一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：将河湖底泥和硫铝酸盐水泥、硅烷改性蒙脱土、三异丙醇胺改性钢渣、生石灰充分搅拌混合，然后将得到的混合物回填至河湖内，露天自然养护10-15天，之后向河湖内重新蓄水。

2.根据权利要求1所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述河湖底泥的含水量为80-85wt％，密度为1-2g/cm3。

3.根据权利要求1所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥为42.5硫铝酸盐水泥，其密度为3g/cm3。

4.根据权利要求1所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述充分搅拌混合的时间为2-3h。

5.根据权利要求1所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：各组分的用量以重量份计，分别为：河湖底泥110-130份、硫铝酸盐水泥4-8份、硅烷改性蒙脱土0.5-1份、三异丙醇胺改性钢渣5-12份、生石灰2-5份。

6.根据权利要求1所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述硅烷改性蒙脱土的制备方法为：向乙醇溶液中加入乙酸调节溶液ph为3-4，之后加入氨丙基三乙氧基硅烷，然后加入酸化的纳米蒙脱土，研磨处理，最后采用乙醇洗涤沉淀，制得硅烷改性蒙脱土。

7.根据权利要求6所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述纳米蒙脱土的平均粒径大小为20-30nm，所述乙醇溶液的浓度为95wt％，所述氨丙基三乙氧基硅烷、酸化的纳米蒙脱土的质量比为1：(30-50)；所述研磨处理的温度为75-85℃，时间为30-60min。

8.根据权利要求6所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述酸化的纳米蒙脱土是将纳米蒙脱土置于浓度为20-30wt％的稀硫酸中进行常温处理，处理时保持固液质量比为1:20，处理时间为10-20min。

9.根据权利要求1所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述三异丙醇胺改性钢渣的制备方法为：将钢渣粉碎过20目筛，然后与三异丙醇胺混合球磨处理，制得三异丙醇胺改性钢渣。

10.根据权利要求9所述的一种河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述钢渣、三异丙醇胺的质量比为1：(0.05-0.1)；所述球磨时的转速为200-300r/min，时间为30-50min。

技术总结
本发明公开了一种河湖底泥的高效固化消解方法，涉及污泥处理技术领域，将河湖底泥和硫铝酸盐水泥、硅烷改性蒙脱土、三异丙醇胺改性钢渣、生石灰充分搅拌混合，然后将得到的混合物回填至河湖内，露天自然养护10‑15天，之后向河湖内重新蓄水。本发明通过在河湖底泥中添加一定量的由硫铝酸盐水泥、硅烷改性蒙脱土、三异丙醇胺改性钢渣以及生石灰组成的固化剂，处理效果好，不受河湖底泥中有机质含量的影响，且得到的固化污泥强度大。

技术研发人员：戴维生,董黄土,任智红,沈宁,李永刚,吴发淮,黄烨婷,王幸昌,余博识,王浩峰,金琪琪
受保护的技术使用者：绍兴市清安环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15