CN103910503B - 一种淤泥固化免烧造粒处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种淤泥固化免烧造粒处理方法，包括以下步骤：利用振动过滤筛过滤淤泥；从而将其中的植物、石子等固体垃圾分离；将过滤后的淤泥置于固化设备中，喷洒固化剂，加入细骨料混合；利用造粒机将固化的淤泥造粒，即得石子或鹅卵石形状骨料。本发明还提供了上述的方法制得的石子或鹅卵石形状骨料在植生型多孔混凝土或其他水利构筑物制备中的应用。本发明提供的方法使用工业废物作为固化材料对淤泥进行固定，工艺简易、固化效率高，达到以废治废的良好效果。

Description

一种淤泥固化免烧造粒处理方法
技术领域
本发明属于环境工程废物处理和水利工程材料技术领域，特别涉及一种一种淤泥固化免烧造粒处理方法，还涉及利用该方法制得的石子或鹅卵石形状骨料在植生型多孔混凝土或其他水利构筑物制备中的应用。
背景技术
随着环境保护、保持生态多样性的要求不断提高，植生型多孔混凝土作为环境友好型生态混凝土的一种应运而生。它是一种具有特殊的连续空隙结构的混凝土，有着良好的透水与透气特性并且植物能在其表面上直接生长。目前的植生型多孔混凝土主要由粗骨料、混合材、水泥、化学添加剂和水等拌制而成，粗骨料一般选用石子。
淤泥是一种高含水率的粘土矿物、动植物残留体、泥沙等物质的混合体，处于流动状态，几乎没有强度，不能直接为工程所用；由于颗粒细小，粘粒和有机质含量高，渗透系数非常低，很难通过脱水固结的方法提高其强度。因此，淤泥很难直接用作工程材料。
化学固化处理方法是目前国内大规模处理淤泥最适宜的方法。通过对淤泥进行固化处理，可以将高含水率、低强度的废弃淤泥转化为工程材料加以利用；同时，可以根据工程使用要求来设计固化材料配方，一次处理便可以达到工程使用要求，具有处理量大、处理时间短的优点。
通过固化材料的调整，可以使固化淤泥制成的粗骨料在强度上满足要求，而且可以使废弃的河道淤泥得到很好的处置，达到废物利用的目的。
发明内容
发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种淤泥固化免烧造粒处理方法。
技术方案：本发明提供的一种淤泥固化免烧造粒处理方法，包括以下步骤：
（1）利用振动过滤筛过滤淤泥；从而将其中的植物、石子等固体垃圾分离；
（2）将过滤后的淤泥置于固化设备中，喷洒固化剂，加入细骨料混合；
（3）利用造粒机将固化的淤泥造粒，即得石子或鹅卵石形状骨料。
其中，步骤（2）中，所述固化剂包括硅酸盐水泥、粉煤灰、磷石膏或脱硫石膏、生石灰；所述细骨料为钢渣或炉渣。
所述固化剂中各组分的用量为：硅酸盐水泥添加量为350～550kg/m3淤泥；粉煤灰的质量为硅酸盐水泥质量的50～70%；磷石膏或脱硫石膏的质量为硅酸盐水泥质量的10～20%。
所述钢渣或炉渣的粒径为1～5mm，质量为硅酸盐水泥质量的30～50%。
本发明还提供了上述的方法制得的石子或鹅卵石形状骨料在植生型多孔混凝土或其他水利构筑物制备中的应用。
有益效果：本发明提供的方法使用工业废物作为固化材料对淤泥进行固定，工艺简易、固化效率高，达到以废治废的良好效果。
具体而言，本发明利用硅酸盐水泥、粉煤灰、磷石膏或脱硫石膏、生石灰作为固化材料，以钢渣或炉渣作为细骨料，将疏浚河道淤泥固化后制成石子或鹅卵石形状骨料，制得的骨料能够用于制备生态混凝土护坡或其他水利构筑物，能够实现废物利用的目的。
本发明方法淤泥固化造粒方法的原理为：
水泥、粉煤灰、磷石膏或脱硫石膏协同作用，使淤泥固化造粒。
其中，水泥固化产生的水化硅酸钙主要起胶结作用。粉煤灰一方面起到可充填不同的种类的工业废料的作用，另一方面与水泥一起使用从而使水泥固化过程中只产生水化硅酸钙和水化铝酸钙。
在不同条件下，固化剂与淤泥固化发生的反应机理也是不同的：在强碱性环境下，随着龄期的增长，磷石膏中的硫酸钙和淤泥中的活性氧化物发生复杂的化学反应，会生成钙矾石；添加脱硫石膏，水泥水化产物水化铝酸钙会与脱硫石膏中的CaSO4发生反应生成钙矾石；在碱性环境下，脱硫石膏中的Al2O3和SiO2与Ca(OH)2发生硬凝反应，使得固化土强度提高；钙矾石在形成过程中固相体积会增加120%左右，钙矾石自身膨胀可以填补部分孔隙，降低固化体孔隙量，使得固化强度提高。
而钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成，钢渣中含有硅酸三钙、硅酸二钙等物质，是一种具有潜在活性的胶结材料。钢渣的生成温度在1560℃以上，水泥熟料的烧成温度在1400℃左右，钢渣的生成温度高，结晶致密，晶粒较大，水化速度缓慢，因此理论上可以将钢渣称为过烧硅酸盐水泥熟料。钢渣在固化过程中主要能够提高固化的强度，钢渣用碱度来评价，碱度越高，CaO成分越多，则其潜在的水硬活性越大。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步说明。
实施例1
第一步：利用泵和管道获取水底淤泥；
第二步：采用振动过滤筛对淤泥进行预处理，将其中的植物、石子等固体垃圾分离出来，剩余的淤泥进入下一节处理单元；
第三步：使用管道将含水淤泥输入至固化设备，喷洒固化材料；固化材料中，各组分的添加量分别为：硅酸盐水泥350kg/m3淤泥，粉煤灰175kg/m3，磷石膏35kg/m3；再加入粒径为1～5mm的钢渣105kg/m3混合；
第四步：使用造粒机将固化淤泥制成石子或鹅卵石形状骨料。
实施例2
第一步：利用泵和管道获取水底淤泥；
第二步：采用振动过滤筛对淤泥进行预处理，将其中的植物、石子等固体垃圾分离出来，剩余的淤泥进入下一节处理单元；
第三步：使用管道将含水淤泥输入至固化设备，喷洒固化材料；固化材料中，各组分的添加量分别为：硅酸盐水泥350kg/m3，粉煤灰175kg/m3，脱硫石膏35kg/m3；再加入粒径为1～5mm的炉渣175kg/m3混合；
第四步：使用造粒机将固化淤泥制成石子或鹅卵石形状骨料。
实施例3
第一步：利用泵和管道获取水底淤泥；
第二步：采用振动过滤筛对淤泥进行预处理，将其中的植物、石子等固体垃圾分离出来，剩余的淤泥进入下一节处理单元；
第三步：使用管道将含水淤泥输入至固化设备，喷洒固化材料；固化材料中，各组分的添加量分别为：硅酸盐水泥500kg/m3，粉煤灰250kg/m3，磷石膏60kg/m3；再加入粒径为1～5mm的炉渣150kg/m3混合；
第四步：使用造粒机将固化淤泥制成石子或鹅卵石形状骨料。
实施例4
第一步：利用泵和管道获取水底淤泥；
第二步：采用振动过滤筛对淤泥进行预处理，将其中的植物、石子等固体垃圾分离出来，剩余的淤泥进入下一节处理单元；
第三步：使用管道将含水淤泥输入至固化设备，喷洒固化材料；固化材料中，各组分的添加量分别为：硅酸盐水泥350kg/m3，粉煤灰245kg/m3脱硫石膏70kg/m3；再加入粒径为1～5mm的钢渣150kg/m3混合；
第四步：使用造粒机将固化淤泥制成石子或鹅卵石形状骨料。
实施例5
利用实施例1至4制得的石子或鹅卵石形状骨料制备植生型多孔混凝土或其他水利构筑物，结果见表1。
表1实施例1至4制得的石子或鹅卵石形状骨料制备植生型多孔混凝土性能
由表1可知，实施例1至4制得的石子或鹅卵石形状骨料制备植生型多孔混凝土强度高，碱度也适合植物生长。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (2)

1.一种淤泥固化免烧造粒处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)利用振动过滤筛过滤淤泥；从而将其中的固体垃圾分离；
(2)将过滤后的淤泥置于固化设备中，喷洒固化剂，加入细骨料混合；所述固化剂包括硅酸盐水泥、粉煤灰、磷石膏或脱硫石膏、生石灰；所述细骨料为钢渣或炉渣，所述固化剂中各组分的用量为：硅酸盐水泥添加量为350～550kg/m3淤泥；粉煤灰的质量为硅酸盐水泥质量的50～70％；磷石膏或脱硫石膏的质量为硅酸盐水泥质量的10～20％；钢渣或炉渣的粒径为1～5mm，质量为硅酸盐水泥质量的30～50％；
(3)利用造粒机将固化的淤泥造粒，即得石子形状骨料。
2.根据权利要求1所述的方法制得的石子形状骨料在植生型多孔混凝土或其他水利构筑物制备中的应用。
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