CN106045420A - 一种用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，包括如下步骤：1）采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风化晾干；2）将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100‑200目筛，收集备用；3）将底泥、P.O 42.5水泥按照质量比7:3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂；4）混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满模具，振幅为0‑5mm，振动时间为1‑5分钟，20~30小时后脱模，于湿度>95%，温度控制于19.5‑20.5℃条件下连续湿式养护7‑90天。本发明的有益效果：原材料来源广，成本低廉；机械强度好；工艺简单易量产。

Description

一种用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的制备方法
技术领域
本发明涉及，尤其是一种用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的制备方法。
背景技术
底泥通常是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。营养物质、有机污染物和重金属等污染物可通过工业废水、生活污水和地表径流等途径排放进入河流水体，纳入水体的污染大部分经过物理沉淀、化学吸附等作用由水相转入固相，最终蓄积到底泥中，对水体生态系统构成威胁。水体富营养化或水体受到污染的河流，其河底淤泥中含有大量的氮磷和重金属，在生物或物理因子作用下这些污染会被释放到水体之中，造成水体水质变坏，成为污染源。疏浚底泥作为一种水利和土木工程措施，可以扩大储水量，减少洪涝灾害对农业影响，改善航运，去除重金属污染，并一定程度上减少营养盐的总量。疏浚的方法有很多，包括水下疏浚、干河疏浚、依靠水力疏浚以及采用爆破等手段疏浚等。按照疏浚技术现状来分类，又分为工程疏浚技术、环保疏浚技术和生态疏浚技术等。其中，以减少内源污染负荷为目的的河道底泥生态疏浚技术，被认为是控制河道内源污染效果明显的工程技术措施之一。环保疏浚产生的底泥，通常被作为固体废物堆放在贮泥场中，但这种单纯堆放而不采取其他控制措施的处置方法也带来了雨多问题：一方面会占用大量土地，另一方面会由于雨水的冲刷又会产生二次污染，而且其中有益成分（如N、P及一定量的金属元素）不能得到充分利用，造成资源的浪费。
目前，大部分底泥资源化方式是将底泥制备成建材，如：中国专利号201110035907.8，专利名:一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法；中国专利号201210322843.4，专利名: 一种底泥砖的制备方法；中国专利号201310258221. 4，专利名: 一种污水处理厂污泥烧结砖及其制备方法；中国专利号201410326354.5，专利名：一种用疏浚底泥免烧结制砖的方法。这些方法的资源化方式单一，应用范围较小。
发明内容
为了解决现有技术中对于疏浚底泥的利用方式单一，应用范围小的技术问题，本发明提供了一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，本方法无需烧结，节省能耗，避免造成二次污染的泡沫底泥砖，利用P.O 42.5水泥、固化剂制备而成，材料易得、来源广泛、价格便宜。不仅节能环保且方法简单，满足重金属浸出性低、材料亲遍、容易规模生产等要求，而且对疏浚底泥进行了资源化利用。本发明技术简单，成本低廉，节省能耗，避免造成二次大气污染；低重金属浸出，具备可抗水冲刷的力学强度。
本发明为了解决技术问题所采用的技术手段是：一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，包括如下步骤：
1）采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风化晾干，使其含水率<10%；
2）将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100-200目筛，收集备用；
3）将底泥、P.O 42.5水泥按照质量比7:3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂，于室温条件下采用搅拌器先以125-135r/min的速度搅拌3~4分钟，再以57-67r/min的速度搅拌50~80秒，此时物料中的水固比在室温条件下为0.3-0.6；
4）混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满模具，振幅为0-5mm，振动时间为1-5分钟，20~30小时后脱模，于湿度>95%，温度控制于19.5-20.5℃条件下连续湿式养护7-90天，制得泡沫底泥砖。
步骤3）所述的固化剂为安徽定基新材料科技有限公司生产的土壤固化剂。
步骤3）中，物料中的水固比在室温条件下为0.3-0.6。
所述的模具为磨光砂浆三联试模。
本发明的有益效果是：
（1）制备所用原材料来源广，成本低廉。重金属污染疏浚底泥、水泥和特制固化剂作为主要原料，在制作工艺上不会对环境产生危害。采用免烧结工艺，具有节能的优势，同时降低了二次污染的风险；
（2）重金属浸出浓度低：水泥的水解水化反应产生凝胶化合物包裹污染底泥的颗粒，同时水泥水化作用产生的的高pH值也会促使重金属生成沉淀，水泥水化产物中含有的大量钙离子可以与重金属离子发生离子交换，大大降低重金属的浸出；
（3）机械强度好：经过水泥固化后，孔隙率降低，能达到较好的无侧限抗压强度，符合轻质材料的强度标准；
（4）疏浚底泥资源化利用：有效地解决了底泥资源化的问题，同时也拓宽了底泥制备材料的应用范围，制成的材料属于新型环保材料；
（5）工艺简单易量产：制备条件为室温，无需加热和加压设备，工艺流程简单，易实现生产线自动化生产。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但实施例并不用于限制本发明。
实施例一：
一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，包括如下步骤：
1）采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风化晾干，使其含水率<10%；
2）将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100-200目筛，收集备用；
3）将底泥、P.O 42.5水泥按照质量比7:3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂，该固化剂为安徽定基新材料科技有限公司生产的土壤固化剂，于室温条件下采用搅拌器先以125-135r/min的速度搅拌3分钟，再以57-67r/min的速度搅拌60秒，并严格控制水固比于室温条件下为0.3；
4）混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满模具，振幅为0-5mm，防止将泥浆压实在模具中，振动时间为1-3分钟，24小时后脱模，放置于湿度>95%，温度控制于19.5-20.5℃条件下连续湿式养护7-90天，制得泡沫底泥砖。泡沫底泥砖的规格可控制在直径0.5-5cm之间，此处使用的模具为磨光砂浆三联试模，规格为70.7x70.7x70.7mm，制造标准为JG3019-94标准。
所述泡沫底泥砖的无侧限抗压强度≥4MPa。
所述泡沫底泥砖的质量密度为 0.3g/cm3~0.5g/cm3。
根据实验：底泥多孔吸附材料的比表面积约为20m2/g，平均密度为372.47kg/m3，泡沫底泥砖的密度等级、抗压强度等均满足GBT17431.1-2010《轻集料及其试验方法-第1部分：轻集料》中的要求。
根据HJ/T 299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》和和HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》对多孔吸附材料进行重金属浸出实验，结果如表1所示。
表1 免烧结多孔吸附材料浸出性和相关国家标准
注：–：表示检测不出；
本发明制备的泡沫底泥砖采用两种浸出性检测方法得出结果均满足GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》，GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》和GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准。证明材料重金属浸出性极低，在一般情况下，不会对自然环境产生危害。

Claims (3)

1.一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）采集河道疏浚底泥，自然通风后，静置24~48h，倒去上覆水，将底泥在自然条件下风化晾干，使其含水率<10%；
2）将风干后结块的底泥经过粉碎机破碎研磨，过100-200目筛，收集备用；
3）将底泥、P.O 42.5水泥按照质量比7:3混合，然后加入占水泥质量2%的固化剂，于室温条件下采用搅拌器先以125-135r/min的速度搅拌3~4分钟，再以57-67r/min的速度搅拌50~80秒，此时物料中的水固比在室温条件下为0.3-0.6；
4）将搅拌后的材料混合均匀后浇铸于模具中，将模具置于振动台上，机械振动至填满模具，振幅为0-5mm，振动时间为1-5分钟，20~30小时后脱模，于湿度>95%，温度控制于19.5-20.5℃条件下连续湿式养护7-90天，制得泡沫底泥砖。
2.根据权利要求1所述的一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，其特征在于，步骤3）所述的固化剂为安徽定基新材料科技有限公司生产的土壤固化剂。
3.根据权利要求1-3所述的一种采用疏浚底泥制备泡沫底泥砖的方法，其特征在于，所述的模具为磨光砂浆三联试模。
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