CN106348569A

CN106348569A - 一种低掺量泥浆固化剂组合物及其制备方法、应用方法

Info

Publication number: CN106348569A
Application number: CN201610904301.6A
Authority: CN
Inventors: 苏笮斌; 李立君
Original assignee: Of Sichuan New Building Materials Co
Current assignee: Of Sichuan New Building Materials Co
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2017-01-25

Abstract

本发明公开了一种低掺量泥浆固化剂组合物及其制备方法、应用方法。本发明是由重量百分比为60～90%的聚丙烯酰胺系列、10～20%的无机盐、0.5～10%的纤维素醚组成；其中，上述各原料的重量百分比之和为100%。本发明具备掺量低、絮凝快、固化物稳定、使用简易、运输方便、绿色环保、无毒无污染等特点。

Description

一种低掺量泥浆固化剂组合物及其制备方法、应用方法

技术领域

本发明涉及一种低掺量泥浆固化剂组合物及其制备方法、应用方法。

背景技术

城市交通和城市大规模建设，产出了大量的废弃泥浆，废弃泥浆是液态的，易流动、难处理。

废弃泥浆中通常含有对周围环境有害的有机物、重金属离子、油类和可溶性盐等物质，直接排放或遗弃于废泥浆池内，会对周围水系和生态环境产生有害影响。

目前，废弃泥浆处理工作主要是采用密封罐车外运到环保部门许可的地方遗弃，等待自然沉降、固化，此种方法对于转运车辆的要求较高，处理费用同样高，要有专业技术人员进行，具有难度，受到一定的限制，而且废弃物占用大量的土地面积。因此一些不法机构将泥浆偷排、偷倒至城市管网，严重的破坏生态环境。当前国家正在倡导文明施工，如果不及时处理废泥浆，也不利于实现国家的现代化建设，因此我们亟需解决废泥浆带来的污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低掺量泥浆固化剂组合物及其制备方法，能够快速絮凝泥浆，使其失去流动性，释放游离水。

本发明通过下述技术方案实现：

一种低掺量泥浆固化剂组合物，所述组合物由重量百分比为60～90%的聚丙烯酰胺系列、10～20%的无机盐、0.5～10%的纤维素醚组成；其中，上述各原料的重量百分比之和为100%。

进一步地，所述组合物由重量百分比为75～89%的聚丙烯酰胺系列、10～20%的无机盐、1～5%的纤维素醚组成；其中，上述各原料的重量百分比之和为100%。

具体地，所述组合物包括以下七种方案：

方案一：聚丙烯酰胺系列80%、无机盐18%、纤维素醚2%；

方案二：聚丙烯酰胺系列75%、无机盐20%、纤维素醚5%；

方案三：聚丙烯酰胺系列85%、无机盐10%、纤维素醚5%；

方案四：聚丙烯酰胺系列89%、无机盐10%、纤维素醚1%；

方案五：聚丙烯酰胺系列77%、无机盐20%、纤维素醚3%；

方案六：聚丙烯酰胺系列82%、无机盐14%、纤维素醚4%；

方案七：聚丙烯酰胺系列87%、无机盐12%、纤维素醚1%。

具体地，所述聚丙烯酰胺系列选自阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺、超高分子量聚丙烯酰胺中的一种或多种。聚丙烯酰胺在本发明中的主要作用是做助凝剂或絮凝剂用。聚丙烯酰胺可通过吸附电中和及吸附架桥两种作用，使带负电荷的胶体颗粒和其他污染物质脱稳而得到去除，因而具有良好的除浊、脱色等功能，特别适用于胶体物质含量高的废水、污泥脏水和有色废水的处理。由于聚丙烯酰胺的分子链中含有一定量的极性基团能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的絮凝物，因此可加速沉降；同时，聚丙烯酰胺中的正离子同污水中的负离子中和，消除静电斥力，也能加速沉淀。

具体地，所述无机盐选自硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐中的一种或多种。无机盐的主要作用是无机盐吸附剂。

具体地，所述纤维素醚选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、氰乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、苯基纤维素中的一种或多种。纤维素醚的作用是由于纤维素结构中含有羟基和醚键，羟基和醚键基团上的氧原子与水分子缔合成氢键，使游离水变成结合水，缠绕水，从而起到保水作用。

具体地，所述硫酸盐选自硫酸钙、硫酸钡、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸铝钾、硫酸钠、硫酸铝中的一种或多种。硫酸盐的主要作用是用作沉淀剂和絮凝剂，和硫化物、磷酸盐等生成沉淀物，从而去除硫化物、磷酸盐。

具体地，所述碳酸盐选自碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾中的一种或多种。碳酸盐的主要作用是利用其表面吸附作用、孔道的过滤性作用、矿层间的离子交换作用吸附过滤废水中的重金属离子。

具体地，所述硅酸盐选自硅酸铝、硅酸钾、硅酸钠、五水偏硅酸钠、硅酸钾钠、硅酸、二氧化硅粉、超细二氧化硅粉中的一种或多种。硅酸盐的主要作用是作为无机分散剂和电解质，过滤多价金属离子。由于其带负电的硅酸盐聚集体很小，中和泥浆中pH至中性后，会凝聚而形成三维网状硅酸盐凝胶结构，从而与多价金属离子（如Zn、Cu、Cr、Hg等）反应生成不溶沉淀物。

一种低掺量泥浆固化剂组合物的制备方法，包括以下步骤：在混料釜中加入硫酸丙烯酰胺系列、无机盐和纤维素醚在常温混料釜中混合1～1.5小时，即可得到粉体泥浆固化剂；

或，在混料釜中加入硫酸丙烯酰胺系列、无机盐和纤维素醚在常温混料釜中混合1～1.5小时，即可得到粉体泥浆固化剂；再向上述粉体泥浆固化剂中加入粉体泥浆固化剂重量的80～90%的水，在25～45℃时充分搅拌1～2小时，即得液体产品。

一种低掺量泥浆固化剂组合物的应用方法，包括以下步骤：将低掺量泥浆固化剂组合物均匀的喷洒在泥浆中，搅拌5～10min，静置10min，等待泥浆絮凝固化后，采用引流的方法使其中水分流出，剩余成分转变为无污染的固体。下面举例说明：

本发明处理城市地下管网泥浆的使用方法：①在积污池设置一道出口连接至城市污水管网的水泵出口，用于排放处理后的游离水；②再将本发明产品均匀喷洒至泥浆中，均匀搅拌5～10min；③待泥浆絮凝固化后，将处理后的游离水通过水泵泵入指定城市污水管网；④待泥浆含水率小于5%后，由普通车辆运输污泥至地下管网外进行处理。

本发明在隧道中的使用方法：①隧道中泥浆较多时，在隧道口附近挖一沉淀池，将泥浆引至沉淀池；②再将本发明产品均匀喷洒至泥浆中，均匀搅拌5～10min；③待泥浆絮凝固化后，将处理后的游离水排放至附近山沟；④一轮次的泥浆处理后，污泥留在沉淀池，继续下一轮泥浆处理；⑤待最终产生的污泥的含水率低于5%时，可通过就近填埋的方式处理。

本发明在隧道中的另一种使用方法：①隧道中泥浆较少时，就在泥浆沉积池中处理；②将本发明产品均匀喷洒至泥浆中，均匀搅拌5～10min；③待泥浆絮凝固化后，将处理后的游离水排放至附近山沟；④待泥浆的含水率低于5%时，可通过就近填埋的方式处理。

本发明在污水处理厂中的使用方法：①在污水池设置一道出口连接至净水管道，用于排放处理后的游离水；②再将本发明产品均匀喷洒至泥浆中，均匀搅拌5～10min；③待泥浆絮凝固化后，将处理后的游离水排放至净水管道；④待污泥的含水率低于5%时，由普通车辆运输污泥至指定地方处理。

本发明具有以下优点及有益效果：

（1）本发明具备掺量低、絮凝快、固化物稳定、使用简易、运输方便、绿色环保、无毒无污染等特点。

（2）本发明适应性广，适用于河道泥浆治理、松软土质硬化、洪水后淤泥清理、污水处理厂淤泥处理、地铁隧道施工中的污泥处理等工程中。

（3）本发明对泥浆处理速度快，将本发明产品投入泥浆后，仅需搅拌5～10min，泥浆就会完成絮凝，含水率迅速降至10%以下。

（4）本发明对泥浆处理效果显著，每立方米的泥浆处理仅需1～6%的本发明产品，且无反弹吸水。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入阴离子聚丙烯酰胺850kg、硫酸铝50kg、碳酸钙45kg、硅酸铝50kg、甲基纤维素5kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

另外，当混料均匀后，可加入800～900kg的水，在25～45℃条件下充分搅拌1～2小时，即得液体产品。

实施例2

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入非离子聚丙烯酰胺800kg、碳酸钙80kg、硫酸钡50kg、硅酸钠50kg、羟乙基甲基纤维素20kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

实施例3

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入两性离子聚丙烯酰胺750kg、硫酸钠80kg、碳酸镁60kg、硅酸钾60kg、羧甲基纤维素50kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

实施例4

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入超高分子量聚丙烯酰胺850kg、硫酸铜30kg、碳酸钾30kg、硅酸钾钠40kg、基纤维素50kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

实施例5

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入阴离子聚丙烯酰胺450kg、两性离子聚丙烯酰胺440kg、硫酸铝40kg、碳酸钠40kg、二氧化硅粉20kg、羧甲基羟乙基纤维素10kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

实施例6

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入阴离子聚丙烯酰胺770kg、硫酸铝钾30kg、硫酸钠40kg、碳酸镁50kg、碳酸钾40kg、硅酸铝40kg、氰乙基纤维素30kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

实施例7

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入非离子聚丙烯酰胺820kg、硫酸铝钾50kg、碳酸钙40kg、硅酸钾钠20、硅酸30kg、甲基纤维素40kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

实施例8

以制备1000kg产品为例

制备低掺量泥浆固化剂组合物，其配比按照重量计，在混料罐中依次投入两性离子聚丙烯酰胺500kg、阴离子聚丙烯酰胺370kg、硫酸钙20kg、硫酸钡20kg、碳酸钾30kg、硅酸钾20kg、硅酸钠30kg、羧甲基羟乙基纤维素10kg，加入完备搅拌20min，使其混料均匀后停机、装袋，即制得粉体产品。

本发明产品的性能指标如下：

低掺量泥浆固化剂组合物的检测项目和技术要求,分为匀质性指标和物理性能指标，检测项和技术指标见表1和表2。

表1产品的匀质性指标检测项和技术指标

检测项目	单位	指标
			外观	/	灰白色固体粉末
含水率	%	≤3
			pH	/	8.0±1.0
吸水率	%	10000
			碱含量	%	≤5.0
氯离子含量	%	≤0.2
			有害物质含量	PPM	执行IEC62321-2013标准

表2 物理性能（泥浆固化后指标）检测项和技术指标

产品项目	单位	指标
			泥浆流动度比	%	≤30
游离水释放率	%	≥20
			游离水固溶物含量	%	≤0.5
泥浆固化物稠度	mm	≤150
			适应性	/	良好

应当说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述组合物由重量百分比为60～90%的聚丙烯酰胺系列、10～20%的无机盐、0.5～10%的纤维素醚组成；其中，上述各原料的重量百分比之和为100%。

2.根据权利要求1所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述组合物由重量百分比为75～89%的聚丙烯酰胺系列、10～20%的无机盐、1～5%的纤维素醚组成；其中，上述各原料的重量百分比之和为100%。

3.根据权利要求1或2所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述聚丙烯酰胺系列选自阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺、超高分子量聚丙烯酰胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述无机盐选自硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述纤维素醚选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、氰乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、苯基纤维素中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述硫酸盐选自硫酸钙、硫酸钡、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸铝钾、硫酸钠、硫酸铝中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述碳酸盐选自碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾中的一种或多种。

8.根据权利要求4所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物，其特征在于，所述硅酸盐选自硅酸铝、硅酸钾、硅酸钠、五水偏硅酸钠、硅酸钾钠、硅酸、二氧化硅粉、超细二氧化硅粉中的一种或多种。

9.权利要求1～8任一项所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在混料釜中加入硫酸丙烯酰胺系列、无机盐和纤维素醚在常温混料釜中混合1～1.5小时，即可得到粉体泥浆固化剂；

10.权利要求1～8任一项所述的一种低掺量泥浆固化剂组合物的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：将低掺量泥浆固化剂组合物均匀的喷洒在泥浆中，搅拌5～10min，静置10min，等待泥浆絮凝固化后，采用引流的方法使其中水分流出，剩余成分转变为无污染的固体。