公布日：2023.12.15
申请日：2023.10.07
分类号：C02F11/00(2006.01)I
摘要
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。
权利要求书
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。
发明内容
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。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
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。
（发明人：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）