申请日2016.04.13
公开(公告)日2016.07.27
IPC分类号C04B28/04; C04B18/04; C02F11/00; C05F7/00
摘要
本发明公开了一种处理下水道污泥的高效固化剂及其制备方法，由生石灰、硅藻土、磺酸、粉煤灰、草木灰、硅酸盐水泥、偏铝酸钠、高锰酸钾、电石渣、活性炭粉、二氧化硅溶胶、聚乙烯醇和尿素制备而成，分别将上述原料研磨成粉末，将生石灰、硅藻土、粉煤灰、草木灰、偏铝酸钠、电石渣进行混合，加水加热搅拌，冷却干燥，研磨成粉末并溶于水中，加入磺酸、活性炭粉、二氧化硅溶胶、聚乙烯醇和尿素，快速搅拌，干燥后研磨成粉末并与硅酸盐水泥粉末、高锰酸钾粉末充分混合均匀，即可。本发明固化剂具有渗透力强、速度快、药剂用量少的优点，固化效果好，同时保证后期强度不会降低;可去除污泥臭味，减少重金属向环境中的释放。
权利要求书
1.一种处理下水道污泥的高效固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：生石灰25～27份，硅藻土36～40份，磺酸12～16份，粉煤灰24～28份，草木灰21～25份，硅酸盐水泥60～80份，偏铝酸钠13～15份，高锰酸钾11～13份，电石渣9～11份，活性炭粉24～30份，二氧化硅溶胶32～36份，聚乙烯醇7～9份，尿素21～23份。
2.一种如权利要求1所述的处理下水道污泥的高效固化剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
(1)按配比取上述各原料，分别研磨成粉末，备用;
(2)在室温条件下，将上述各原料中的生石灰、硅藻土、粉煤灰、草木灰、偏铝酸钠、电石渣进行混合，加入混合料2～3倍的水，并加热保持温度在95～105℃，搅拌3～4h，冷却至室温，在50～60℃下干燥6～8h，研磨成粉末;
(3)将步骤(2)中得到的粉末溶于水中，加入磺酸、活性炭粉、二氧化硅溶胶、聚乙烯醇和尿素，快速搅拌12～16h，在60～64℃下干燥5～7h，研磨成粉末;
(4)将步骤(3)中得到的研磨粉末与硅酸盐水泥粉末、高锰酸钾粉末充分混合均匀，即可。
说明书
一种处理下水道污泥的高效固化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，具体是一种处理下水道污泥的高效固化剂及其制备方法。
背景技术
下水道污泥成分复杂，含有大量微生物、病原体、重金属及有机污染物等。随着全球经济的发展和城市的快速发展，城市内下水道内的清淤作业工作越来越多。由于这些污泥或淤泥颗粒小、不易脱水、承载力低、有机物含量高、重金属离子含量高、流动性大等缘故，无法直接用作填海工程、堤防工程、道路工程中的工程填土。将污泥通过固化处理技术进行资源利用成为土工材料或作为填埋处置的预处理手段能够解决污泥处理中的一系列难题。开发高效污泥固化剂是该处理过程的关键。
国内外常规做法是在污泥填埋过程中添加大量的砂土等填充料，但这样做不仅使污泥填埋成本大大增加，同时也降低填埋场的有效利用率。对于污泥、淤泥的固化处理，目前普遍采用水泥、石灰等作为固化剂。普通水泥、石灰凝结硬化慢，它们在高水固比情况下将出现未凝结之前部分沉降，且污泥有机物含量高，会阻碍水泥的水化反应，固化效果差，甚至无法进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理下水道污泥的高效固化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种处理下水道污泥的高效固化剂，由以下重量份的原料制备而成：生石灰25～27份，硅藻土36～40份，磺酸12～16份，粉煤灰24～28份，草木灰21～25份，硅酸盐水泥60～80份，偏铝酸钠13～15份，高锰酸钾11～13份，电石渣9～11份，活性炭粉24～30份，二氧化硅溶胶32～36份，聚乙烯醇7～9份，尿素21～23份。
一种所述的处理下水道污泥的高效固化剂的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)按配比取上述各原料，分别研磨成粉末，备用;
(2)在室温条件下，将上述各原料中的生石灰、硅藻土、粉煤灰、草木灰、偏铝酸钠、电石渣进行混合，加入混合料2～3倍的水，并加热保持温度在95～105℃，搅拌3～4h，冷却至室温，在50～60℃下干燥6～8h，研磨成粉末;
(3)将步骤(2)中得到的粉末溶于水中，加入磺酸、活性炭粉、二氧化硅溶胶、聚乙烯醇和尿素，快速搅拌12～16h，在60～64℃下干燥5～7h，研磨成粉末;
(4)将步骤(3)中得到的研磨粉末与硅酸盐水泥粉末、高锰酸钾粉末充分混合均匀，即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明固化剂具有渗透力强、速度快、药剂用量少的优点，固化效果好，同时保证后期强度不会降低;可去除污泥臭味;减少重金属向环境中的释放。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
处理下水道污泥的高效固化剂，由以下重量份的原料制备而成：生石灰25份，硅藻土40份，磺酸12份，粉煤灰28份，草木灰21份，硅酸盐水泥80份，偏铝酸钠13份，高锰酸钾13份，电石渣9份，活性炭粉30份，二氧化硅溶胶32份，聚乙烯醇9份，尿素21份。
上述高效固化剂的制备制备步骤如下：
(1)按配比取上述各原料，分别研磨成粉末，备用;
(2)在室温条件下，将上述各原料中的生石灰、硅藻土、粉煤灰、草木灰、偏铝酸钠、电石渣进行混合，加入混合料2倍的水，并加热保持温度在95℃，搅拌4h，冷却至室温，在50℃下干燥8h，研磨成粉末;
(3)将步骤(2)中得到的粉末溶于水中，加入磺酸、活性炭粉、二氧化硅溶胶、聚乙烯醇和尿素，快速搅拌12h，在60℃下干燥7h，研磨成粉末;
(4)将步骤(3)中得到的研磨粉末与硅酸盐水泥粉末、高锰酸钾粉末充分混合均匀，即可。
将淤泥从下水道挖出，去除其中的块状物和塑料类杂物。测定淤泥的含水率为50.5%。将500g淤泥投入搅拌器内，加入30g固化剂，机械搅拌，使其均匀混合，搅拌2min后污泥逐渐变硬，停止搅拌。造粒2天后，其含水率降低至19.2%，用一轴压缩试验机测验其强度为546KN/m2，且固化后污泥无臭味，能够满足填埋和建筑填土要求，也可以利用磨具制成各种形状的砖用于建筑。
实施例2
处理下水道污泥的高效固化剂，由以下重量份的原料制备而成：生石灰26份，硅藻土38份，磺酸14份，粉煤灰26份，草木灰23份，硅酸盐水泥70份，偏铝酸钠14份，高锰酸钾12份，电石渣10份，活性炭粉27份，二氧化硅溶胶34份，聚乙烯醇8份，尿素22份。
上述高效固化剂的制备制备步骤如下：
(1)按配比取上述各原料，分别研磨成粉末，备用;
(2)在室温条件下，将上述各原料中的生石灰、硅藻土、粉煤灰、草木灰、偏铝酸钠、电石渣进行混合，加入混合料2.5倍的水，并加热保持温度在100℃，搅拌3.5h，冷却至室温，在55℃下干燥7h，研磨成粉末;
(3)将步骤(2)中得到的粉末溶于水中，加入磺酸、活性炭粉、二氧化硅溶胶、聚乙烯醇和尿素，快速搅拌14h，在62℃下干燥6h，研磨成粉末;
(4)将步骤(3)中得到的研磨粉末与硅酸盐水泥粉末、高锰酸钾粉末充分混合均匀，即可。
将淤泥从下水道挖出，去除其中的块状物和塑料类杂物。测定淤泥的含水率为51.4%。将500g淤泥投入搅拌器内，加入30g固化剂，机械搅拌，使其均匀混合，搅拌2min后污泥逐渐变硬，停止搅拌。造粒2天后，其含水率降低至18.5%，用一轴压缩试验机测验其强度为598KN/m2，且固化后污泥无臭味，能够满足填埋和建筑填土要求，也可以利用磨具制成各种形状的砖用于建筑。
实施例3
处理下水道污泥的高效固化剂，由以下重量份的原料制备而成：生石灰27份，硅藻土36份，磺酸16份，粉煤灰24份，草木灰25份，硅酸盐水泥60份，偏铝酸钠15份，高锰酸钾11份，电石渣11份，活性炭粉24份，二氧化硅溶胶36份，聚乙烯醇7份，尿素23份。
上述高效固化剂的制备制备步骤如下：
(1)按配比取上述各原料，分别研磨成粉末，备用;
(2)在室温条件下，将上述各原料中的生石灰、硅藻土、粉煤灰、草木灰、偏铝酸钠、电石渣进行混合，加入混合料3倍的水，并加热保持温度在105℃，搅拌3h，冷却至室温，在60℃下干燥6h，研磨成粉末;
(3)将步骤(2)中得到的粉末溶于水中，加入磺酸、活性炭粉、二氧化硅溶胶、聚乙烯醇和尿素，快速搅拌16h，在64℃下干燥5h，研磨成粉末;
(4)将步骤(3)中得到的研磨粉末与硅酸盐水泥粉末、高锰酸钾粉末充分混合均匀，即可。
将淤泥从下水道挖出，去除其中的块状物和塑料类杂物。测定淤泥的含水率为52.5%。将500g淤泥投入搅拌器内，加入30g固化剂，机械搅拌，使其均匀混合，搅拌2min后污泥逐渐变硬，停止搅拌。造粒2天后，其含水率降低至18.8%，用一轴压缩试验机测验其强度为576KN/m2，且固化后污泥无臭味，能够满足填埋和建筑填土要求，也可以利用磨具制成各种形状的砖用于建筑。
粉碎后的固化污泥含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素以及钙、镁、铜、铁、锌等微量元素，能够起到改变土壤结构，增加土壤肥力，促进植物生长的作用，可用作园林绿地的肥料，实现污泥的资源化利用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。