CN105819798A

CN105819798A - 一种速凝高强污泥固结剂及其制备方法

Info

Publication number: CN105819798A
Application number: CN201510003607.XA
Authority: CN
Inventors: 符勇; 高倩; 陈益人; 常征; 张民
Original assignee: Safecleen Technologies Co Ltd
Current assignee: Safecleen Technologies Co Ltd
Priority date: 2015-01-04
Filing date: 2015-01-04
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2035-01-04
Also published as: CN105819798B

Abstract

本发明属于环保材料技术领域，公开了一种速凝高强污泥固结剂及其制备方法。所述污泥固结剂的各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥20%~40%，硅酸盐水泥20%~45%，生石灰5%~30%，膨润土5%~25%，脱硫建筑石膏5%~25%，所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土。本发明所述固结剂可显著降低市政污泥的含水率及有机质含量，且短期内产生较高强度，在污泥填埋处置工程的实际应用中，可明显缩短工期提高效果，降低处置成本，具有良好的应用前景。

Description

一种速凝高强污泥固结剂及其制备方法

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种速凝高强污泥固结剂及其制备方法。

背景技术

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高，有机物含量高，容易腐化发臭，且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态，是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。

市政污泥经机械脱水后一般含水率仍在80％左右，且含有大量细菌及重金属等有害物质，如仅用直接填埋等简单方式处置极易造成土地的二次污染。因此如何无害化、减量化处置市政污泥已成为环保行业乃至各级政府的重要工作之一。

据我国目前污泥处理处置的现状，从经济可行的角度出发，通过固化技术将污泥转化为可以再生利用的土材料，或作为填埋处置的预处理手段是符合我国国情的污泥处理及资源化的重要途径。现在常用的固化技术主要包括石灰固化、大型包胶、专用药剂固化以及水泥固化等。从经济性和技术可行性来说，以水泥作为固化材料对污泥进行固化具有较好的应用前景。水泥的固化过程主要是水泥水化形成结晶体将污泥微粒进行包裹，使得污泥中的有害物质被封闭在固化体内，从而达到无害化、稳定化的目的。由于污泥的固态无机颗粒含量低，固化处理所形成的强度和封闭、稳定效果主要依靠水泥材料本身形成的水化产物产生，另一方面，污泥中有机质含量也是影响固化效果的制约因素，研究表明有机质阻碍了固化污泥强度的形成，并随有机质含量增加阻碍作用越明显。因此，要使固化污泥满足力学性质和化学稳定性方面的要求，必须掺入大量的水泥材料(一般在30-50％之间)，致使固化处理成本提高，且水泥掺量过高，到后期容易出现裂缝。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种速凝高强污泥固结剂及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种速凝高强污泥固结剂，各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥20％～40％，硅酸盐水泥20％～45％，生石灰5％～30％，膨润土5％～25％，脱硫建筑石膏5％～25％。

按上述方案，所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土。

按上述方案，所述硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、生石灰、膨润土和脱硫建筑石膏的粒度均为200目以上。

一种速凝高强污泥固结剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、生石灰、膨润土和脱硫建筑石膏，分别粉磨至200目以上；(2)按重量配比：硫铝酸盐水泥20％～40％，硅酸盐水泥20％～45％，生石灰5％～30％，膨润土5％～25％，脱硫建筑石膏5％～25％，混匀后得到污泥固结剂。

按上述方案，所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土。

本发明利用硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥的剧烈水化反应，使污泥快速固化产生强度；同时，通过加入生石灰、膨润土、脱硫建筑石膏促进硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥的水化反应，并与硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥共同作用形成水化硅酸钙、水化铝酸钙和钙矾石等不溶于水的矿物，将污泥中大量水分转化为结晶水，进而达到迅速凝结，提高固化产物强度的目的。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述固结剂处理污泥可以固化含水率为75wt％-90wt％、有机质含量为40wt％～50wt％的市政污泥，固化处理效果显著，7d无侧限抗压强度可达200kPa，污泥含水率可降至40wt％左右，污泥中的有机质含量可降低至20wt％左右；处理后的市政污泥可以作为再生利用的土材料，或直接用作覆盖土。

(2)本发明所述固结剂的原料价格低廉，来源广泛，在固化污泥过程中，该固结剂掺量小(10wt％～20wt％)，固化成本低，便于污泥处置现场大规模使用。

具体实施方式

以下结合具体实例，对本发明进行进一步的描述，但需要说明的是，实例并不构成对本发明要求保护范围的限制。

实施例1

一种速凝高强污泥固结剂，由如下方法制备得到：

(1)分别将硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、钠基膨润土、生石灰、脱硫石膏粉磨至200目以上细度；

(2)各成分按如下重量百分比：硫铝酸盐水泥20％，硅酸盐水泥30％，生石灰10％，钠基膨润土15％，脱硫石膏25％，混合均匀即得到污泥固结剂。

将本实施例制备得到的污泥固结剂用于处理市政污泥，所述污泥的含水率为78wt％，有机质含量为42wt％，处理的工艺为：以污泥重量的百分比计掺入10wt％的固结剂，搅拌均匀，室温20±2℃养护7d后，对处理得到的污泥固化体进行相关性能指标检测，检测数据见下表1：

表1固化污泥性能指标测试结果

实施例2

一种速凝高强污泥固结剂，由如下方法制备得到：

(2)各成分按如下重量百分比：硫铝酸盐水泥40％，硅酸盐水泥20％，生石灰15％，钠基膨润土10％，脱硫石膏15％，混合均匀即得到污泥固结剂。

将本实施例制备得到的污泥固结剂用于处理市政污泥，所述污泥的含水率为82wt％，有机质含量为45wt％，处理的工艺为：以污泥重量的百分比计掺入20wt％的固结剂，搅拌均匀，室温20±2℃养护7d后，对处理得到的污泥固化体进行相关性能指标检测，检测数据见下表2：

表2固化污泥性能指标测试结果

实施例3

一种速凝高强污泥固结剂，由如下方法制备得到：

(2)各成分按重量百分比为：硫铝酸盐水泥25％，硅酸盐水泥45％，生石灰10％，钠基膨润土10％，脱硫石膏10％，混合均匀即得到污泥固结剂。

将本实施例制备得到的污泥固结剂用于处理市政污泥，所述污泥的含水率为80wt％，有机质含量为41wt％，处理的工艺为：以污泥重量的百分比计掺入15wt％的固结剂，搅拌均匀，室温20±2℃养护7d后，对处理得到的污泥固化体进行相关性能指标检测，检测数据见下表3：

表3固化污泥性能指标测试结果

实施例4

一种速凝高强污泥固结剂，由如下方法制备得到：

(2)各成分按重量百分比为：硫铝酸盐水泥20％，硅酸盐水泥20％，生石灰30％，钠基膨润土25％，脱硫石膏5％，混合均匀即得到污泥固结剂。

将本实施例制备得到的污泥固结剂用于处理市政污泥，所述污泥的含水率为82wt％，有机质含量为43wt％，处理的工艺为:以污泥重量的百分比计掺入15wt％的固结剂，搅拌均匀，室温20±2℃养护7d后，对处理得到的污泥固化体进行相关性能指标检测，检测数据见下表4：

表4固化污泥性能指标测试结果

实施例5

一种速凝高强污泥固结剂，由如下方法制备得到：

(2)各成分按重量百分比为：硫铝酸盐水泥25％，硅酸盐水泥25％，生石灰15％，钠基膨润土10％，脱硫石膏25％，混合均匀即得到污泥固结剂。

将本实施例制备得到的污泥固结剂用于处理市政污泥，所述污泥的含水率为81wt％，有机质含量为42wt％，处理的工艺为:以污泥重量的百分比计掺入15wt％的固结剂，搅拌均匀，室温20±2℃养护7d后，对处理得到的污泥固化体进行相关性能指标检测，检测数据见下表5：

表5固化污泥性能指标测试结果

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种速凝高强污泥固结剂，其特征在于，各组分按重量百分比计为：硫铝酸

盐水泥20%~40%，硅酸盐水泥20%~45%，生石灰5%~30%，膨润土5%~25%，脱硫建筑石膏5%~25%。

2.根据权利要求1所述污泥固结剂，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土或

钙基膨润土。

3.根据权利要求1所述污泥固结剂，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥、硅酸盐

水泥、生石灰、膨润土和脱硫建筑石膏的粒度均为200目以上。

4.如权利要求1所述速凝高强污泥固结剂的制备方法，其特征在于，包括如下

步骤：（1）将硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、生石灰、膨润土和脱硫建筑石膏，分别粉磨至200目以上；（2）按重量配比：硫铝酸盐水泥20%~40%，硅酸盐水泥20%~45%，生石灰5%~30%，膨润土5%~25%，脱硫建筑石膏5%~25%，混匀后得到污泥固结剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土或

钙基膨润土。