CN104803567B

CN104803567B - 一种污泥改性剂及改性污泥成路基土的方法

Info

Publication number: CN104803567B
Application number: CN201510082467.XA
Authority: CN
Inventors: 江业庆; 朱雄芬
Original assignee: Guangzhou Zheng Yuan Genie Et Environnement
Current assignee: Guangzhou Zheng Yuan Genie Et Environnement
Priority date: 2015-02-14
Filing date: 2015-02-14
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2035-02-14
Also published as: CN104803567A

Abstract

本发明公开了一种污泥改性剂，该污泥改性剂由二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁按30％～35％：10％～15％：10％～15％：30％～35％：3％～5％比例混合，并经1200℃高温条件下反应而成。本发明还公开了一种污泥改性剂改性污泥成路基土的方法，将含水率80％的污泥与污泥改性剂按质量比4:1～5:1进行混合，并通过搅拌装置搅拌形成混合污泥，所述混合污泥经堆置熟化，污泥由胶体状态转化为晶体结构，污泥转变为路基土。本发明通过加入污泥改性剂对污泥进行彻底改性，将污泥转变成路基土，并且不再发生二次泥化，本发明改性方法简单，易于实现，可大规模产业化。

Description

一种污泥改性剂及改性污泥成路基土的方法

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，更为具体的是涉及一种污泥改性剂及改性污泥成路基土的方法。

背景技术

由于污水处理厂在污水处理过程中产生的污泥，并且污泥的含水率高达60～99％，其中还含有大量的微生物、病原体及重金属等有害物质，如果处理不当会造成严重的二次污染。

目前污泥处置主要以填埋和焚烧为主，但是由于污泥的含水率高、力学性质差、污染物含量高，这些处理方式存在环境污染大、处理成本过高或容易引起填埋场工程灾，甚至还容易产生二次污染。而污泥稳定化是近年来工业上处理污泥最为常见的一种方法，污泥稳定化处理通常采用固化剂处理的方式，通过固化剂与污泥的混合增加污泥的含固率，提高污泥的强度实现污泥的固化。但是通过固化处理的方式没有改变污泥的物理化学性质及泥质的胶体结构，固化后的污泥经雨水浸泡将还原，造成二次污泥化。固化后的污泥强度不高，达不到做为路基土的要求。污泥的化学性质没有发生改变，有机物分解过程中会产生恶臭，造成大气污染。污泥中含有的重金属没有形成稳定的化合物，通过浸蚀迁移进入水体造成水体污染。污泥中的病菌、病毒、病虫卵等没有得到有效控制，存在污染风险。

因此，亟需一种容易将污泥转变成路基土，并且不再发生二次污泥化的无害化处理方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种污泥改性剂以及能够将污泥转变成路基土，不会发生二次泥化，并且工艺简、易于实现的污泥改性成路基土的方法。

本发明的技术方案为：

一种污泥改性剂，各组分的质量比如下：

所述的污泥改性剂由上述比例的氧化物在1200℃高温条件下反应而成。

一种污泥改性成路基土的方法，包括以下步骤：

将含水率80％的污泥与污泥改性剂按质量比4:1～5:1进行混合，并通过搅拌装置搅拌形成混合泥，所述混合泥堆置反应10～30天，污泥由胶体状态转化为晶体结构，污泥转变为路基土。

所述的搅拌装置为卧式双轴搅拌机。

本发明的有益效果：

1、本发明通过加入污泥改性剂对污泥进行彻底改性，将污泥转变成路基土，并且不再发生二次泥化，改性后的污泥污染物可作为天然土的代替物，从而实现污泥的无害化处理。

2、本发明改性方法简单，易于实现，可大规模产业化，并且本发明不但实现污泥的稳定化、无害化，更实现污泥的资源化利用，回归自然。

3、改性后的污泥力学性能优良，可归类为沙质粘土，性能满足路基土的使用标准。

附图说明

图1为本发明实施例提供的工艺流程图；

图2是污泥原样经干化后的X射线衍射(XRD)图谱；

图3是经污泥改性剂处理后的干化污泥的X射线衍射(XRD)图谱；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

污泥改性剂主要由二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁按质量比30％～35％：10％～15％：10％～15％：30％～35％：3％～5％混合，后经高温1200℃化学反应而成，形成硅铁铝酸盐无机复合材料，该硅铁铝酸盐无机复合材料具有高反应活性，与污泥反应形成骨架结构，从而改变污泥的胶体状态，形成晶体结构。

如图1所示，将含水率为80％左右的污泥，按照污泥改性剂与污泥按比例为1﹕4～1﹕5进行混合，污泥改性剂中的活性矿物质材料及无机高分子复合材料与污泥进行物理化学反应，将污泥的胶体结构转化为新的晶体结构；有机质分解并与活性物质反应形成碳酸盐、硫酸盐等化合物，同时降低了硫化氢等恶臭气体的排放而大大降低污泥的臭气；污泥中吸附的水转变为自由水释放出来；污泥中含有的重金属离子与污泥改性剂反应形成难溶于水的稳定化合物；污泥中含有的病毒、病菌、病虫卵等在污泥改性剂的作用下失活而减少危害。经过10～30天的物理化学反应，污泥最终转变为稳定的土。

下面通过具体的实施例及实施效果进一步说明：

实施例1

将上述反应生成的污泥改性剂与污泥按1﹕5在卧式双轴搅拌机中进行混合，同时进行搅拌形成混合污泥，将混合污泥堆置进行物理化学反应，30天后污泥转变为稳定的路基土，而满足成为路基土需达到下述的标准，即满足普通黏性土的要求，塑性指数>10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50％。

经检测，实施例1中的改性后的污泥的其他指标参数如表1所示。

由于在本发明所述的污泥改性剂添加范围内，随着污泥改性剂的添加量的增大，其反应更完全，转化后成为路基土的各项指标更符合要求，因此，污泥改性剂与污泥按1﹕4的比例添加的过程及效果在此不作赘述。

图2、图3为污泥改性前后X射线衍射(XRD)图谱对比，从中可以看出污泥改性后结晶度大幅提高，说明污泥的胶体结构改性后变成了晶体结构。

图2是污泥原样经干化后的X射线衍射(XRD)图谱，如图所示，经干化后污泥的衍射峰可以得出：

1)干化污泥中含有一定量的砂粒，表现为3.3410的强尖峰以及A1、A2的峰值处；

2)干化污泥中含有粘土结构峰值，表现为7.1554的峰值以及B1～B5峰值处；

3)干化污泥的结晶度不高，主要表现在两方面：一是图谱中从15～30°的背景鼓包较大，二是衍射峰的强度整体都比较低。

图3是经污泥改性剂处理后的干化污泥的X射线衍射(XRD)图谱，如图所示，经干化后污泥的衍射峰可以得出：

1)结晶结构数优于图2中的未添加污泥改性剂的干化污泥，衍射峰的数量强度都获得显著提高；

2)背景鼓包较图2小，说明结晶程度提高；

3)结晶结构中粘土结构的量下降，污泥改性剂改变了污泥中粘土物质；

表1

以上表1中的各项指标的测试均按照公路土工试验规程JTG E40-2007中的测试方法进行。

实施例2

将上述反应生成的污泥改性剂与污泥按1﹕5在卧式双轴搅拌机中进行混合，同时进行搅拌形成混合污泥，将混合污泥堆置进行物理化学反应，30天后污泥转变为稳定的路基土，其满足普通黏性土的要求，塑性指数>10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50％。

实施例3

所述的污泥改性剂由上述比例的氧化物在1200℃高温条件下反应而成。将上述反应生成的污泥改性剂与污泥按1﹕5在卧式双轴搅拌机中进行混合，同时进行搅拌形成混合污泥，将混合污泥堆置进行物理化学反应，30天后污泥转变为稳定的路基土，其满足普通黏性土的要求，塑性指数>10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50％。

Claims

1.一种污泥改性剂，其特征在于：所述改性剂中各组分的质量比如下：

2.一种采用权利要求1所述的污泥改性剂改性污泥成路基土的方法，其特征在于：包括以下步骤：

将含水率80％的污泥与污泥改性剂按质量比4:1～5:1进行混合，并通过搅拌装置搅拌形成混合泥，所述混合泥经堆置熟化，污泥由胶体状态转化为晶体结构，污泥转变为路基土。

3.如权利要求2所述的改性污泥成路基土的方法，其特征在于：所述的搅拌装置为卧式双轴搅拌机。

4.如权利要求2所述的改性污泥成路基土的方法，其特征在于：所述的堆置熟化时间为10～30天。