申请日2007.04.17
公开(公告)日2007.10.31
IPC分类号C02F11/00; B09C1/08; B09B3/00; C02F11/14
摘要
一种污泥胶凝固化剂及应用，涉及一种污泥胶凝固化剂，进一步涉及其应用方法。由分开包装的A、B两组分组成，A组分由MgO 50～70份，CaO 10～15份，SiO2 15～20份，Fe2O3 3～5份和Al2O3 2～3份组成。B组分由MgCl2·6H2O 45～60份，MgSO4·7 H2O 30～50份，NaSiO3 5～10份，NaCl 3～5份和KCl 3～5份组成。用上述污泥胶凝固化进行污泥固化的方法是：先将A、B两组分按1～10∶1混合，再与含水率为60～90%的污泥以1～5∶100比例混合，并加入0～5份的固化调理剂，固化调理剂由4份H3PO4和10份NH3H2PO4组成。最后施压成型后，静止固化10～15h。本发明的固化剂来源广，价格低廉，使用时不产生二次污染，并抑制污泥恶臭气体的产生。能在短时间内使污泥固化，达到填埋场填埋承重要求，且利于填埋操作。
権利要求書
1.一种污泥胶凝固化剂，其特征在于：由分别包装的粒径为50～150um粉 状固体A、B两组分组成，其中A组分由质量为50～70份MgO，10～15份 CaO，15～20份SiO2，3～5份Fe2O3和2～3份Al2O3组成;B组分由质量为 45～60份MgCl2·6H2O，30～50份MgSO4·7H2O，5～10份NaSiO3，3～5份 NaCl和3～5份KCl组成。
2.一种污泥胶凝固化剂的应用，其特征在于：先将A、B两组分按质量比 为1～10∶1份的比例量取并混合后，量取A、B两组分混合的固化剂∶含水率 为60%～90%的污泥=1～5份∶100份，然后进行混合，同时，还加入污泥质量 的0～5份固化调理剂，一起搅匀后施压成型，再静止固化，固化时间为10～15h， 固化强度达1.5MPa～4.5Mpa，满足填埋要求或做免烧砖。
3.根据权利要求2所述的一种污泥胶凝固化剂的应用，其特征在于：所述 的固化调理剂由4份质量H3PO4和10份质量NH3H2PO4组成。
说明书
一种污泥胶凝固化剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种污泥固化剂的组分，进一步涉及用该污泥固化剂在污泥填埋 前固化过程中的应用方法。属于固体废弃物处理与处置领域。
背景技术
污泥是污水处理过程中形成的以有机物为主要成分的泥状物质，有机物含 量达60%～70%(干基)，产量大，其特性是容易腐化发臭、颗粒较细、密度较小、 含水率高且不易脱水，经脱水装置脱水后的含水率仍在80%左右。目前，我国 污水厂产生的污泥主要以填埋的方式进行处理，由于含水率较高，土力学性质差， 一般很难满足填埋场的填埋承重要求，无法进行填满操作。因此，污泥需经固化 处理后，才能送生活垃圾填埋场填埋。
专利号为：“CN1075978A”名称为：“一种钻井废泥浆固化剂”的发明专利 采用硅酸盐、硫酸盐、吸附剂和调整剂为原料，通过烘干、破碎、均化、粉碎至 一定的细度而制成，用于固化水基废泥浆。专利号为：“CN1131131A”名称为： “一种水泥类土壤固化剂”的发明专利将硅酸盐水泥熟料和硬石膏，或将硅酸盐 水泥熟料、硬石膏和丙三醇混合粉磨，或分别粉磨后再混合拌匀，即得一种水泥 类土壤固化剂。该固化剂适用于固化含水率为35～60%(占干土比例)的土壤。
专利号为：“CN1289817A”名称为：“土壤凝结固化剂组合物”的发明专利 中包括A组分MgSiF630-60份，MgCl2·6H2O 10-45份，MgSO4·4H2O 15 -50份，NH4Cl10-40份;B组分：NaAlO210-45份，Na2CO340-70份，KCl 30-70份，分散剂NNO 0.5-5份。施工中取土壤配合4-10%水泥或5-10% 生石灰，再加入2-8%的A、B两组分使用，用于建筑业的免烧砖、瓦、公路 铁路的路基等。
以上专利各具特色，但应用于固化污泥时仍存在一些不足，1.固化剂加入 量较大。2.固化过程均发生水化反应，固化时间较长，且需要养护。3.处理含 水率在60%～90%左右的污泥时，固化效果较差，并产生恶臭气体。4.运行成 本较高，不适用污泥固化填埋。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于污水厂污泥胶凝固化用的材料，本发明另外一 个目的是公开用该材料在短时间内使含水率为60%～90%左右的污泥固化的方 法。用本发明进行固化的污泥能快速达到填埋场填埋承重要求，且价格低廉，不 产生二次污染和恶臭气体。
为了达到上述目的，本发明利用Ca，Mg，Si离子发生胶凝反应后形成晶体， 晶体形态主要为针状，长柱状，并且彼此相互交叉连结成网状结构，从而使固化 后的制品具有很高的机械强度的特性，经过研究和实验，获得如下由A、B两种 组合物构成的本发明的污泥胶凝固化剂配方。
本发明的污泥胶凝固化剂的组成和质量为：
A组分：
MgO 50～70份，CaO 10～15份，SiO215～20份，Fe2O33～5份和Al2O32～ 3份混合而成。
B组分：
MgCl2·6H2O 45～60份，MgSO4·7H2O 30～50份，NaSiO35～10份，NaCl 3～ 5份和KCl 3～5份混合而成。
以上组成A和B组分的原料均为市售的工业级试剂或药剂，粒径要求在50～ 150um的粉状固体，各自均匀混合，分A、B包装即可。保存和运输时应防止潮 解。现场使用时，无须水解，按比例和污泥混合均匀即可起作用。
本发明的具体使用方法是，在施工现场，先将A、B两组分按质量比为1～ 10∶1的比例量取并混合后，加到含水率为60%～90%的污泥中，进行混合，固 化剂的加入质量为，固化剂∶污泥=1～5∶100，与污泥混合同时，还要加入污泥 质量的0～5份的固化调理剂，搅匀后施压成型，然后静止固化，固化时间为10～ 15h，经检测，固化污泥的强度达1.5MPa～4.5Mpa，满足填埋场填埋承重要求(一 般填埋场作业机械的最大对地压力为50kPa左右)。
上述的固化调理剂由4份质量H3PO4和10份质量NH3H2PO4组成。
本发明具有如下的优点和效果：
1.由于本发明的固化剂采用含Ca，Mg，Si等离子的原料，因此对高含水 率，特别是含水率在60%～90%之间的污泥具有明显的固化效果，在短时间内 改善污泥的力学性能从而使承载力提高，满足污泥填埋场的填埋要求。
2.由于Ca，Mg，Si离子的作用，本发明的固化剂可对污泥中所含的重金 属离子起到固化作用，污泥经固化填埋后，渗滤液中的重金属浓度明显减少。
3.由于Ca，Mg，Si离子本身就是土壤的调理剂和改良剂，本发明的固化 剂在污泥填满中的使用可以缩短污泥填埋的稳定化过程，利于污泥填埋场的生态 修复和土壤再利用。
4.本发明的固化剂采用无机原料配比而成，价格低廉，可以大大降低填埋 成本，不会造成库容的增加，不会产生任何环境危害，并可吸收污泥产生的恶臭 气体。
5.由于本发明的固化剂固化污泥的机理是以气凝胶结构进行的，因此，时 间和水浸泡不影响其固化硬度，有利于填埋场的填埋机械操作。