CN107445428A - 一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，由以下原料按照重量份组成：熟料5‑30份、防水剂2‑8份、膨润土2‑5份、石灰2‑5份、石膏5‑8份、抗水分散剂0.04‑1份和激发剂0.5‑5份，熟料采用硅酸盐和铝酸盐的混合物。该产品能在水中硬化各种淤泥，改良淤泥土团粒结构，能封闭重金属离子、氰化物、氟化物等有毒有害物质，该产品在生产制备和应用过程中均是无毒无污染，不会对环境造成危害；该产品处理后的淤泥具有较好的整体抗水分散性、抗水流冲刷性、硬化快、不需要特别养护等特点，上面能够生长植物，可供造穴栖息，满足生态多样性功能，有利于生态环境的修复，使用效果好。

Description

一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂

技术领域

本发明涉及淤泥固化领域，具体是一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂。

背景技术

我国具有丰富的河湖及滩涂资源，然而河湖及滩涂淤泥具有高含水率、高压缩性、渗透系数低、有机质含量高等特性，其力学性能和抗流水冲刷能力差，常水位变动区水土流失严重，生态环境难以改善，导致难以实现河湖及滩涂资源科学化、合理化利用。

淤泥固化技术是近多年研发出来的一种用于淤泥固化、稳定的技术工艺，通过淤泥固化剂激活少量硅、铝酸盐熟料中的有效成分，去进一步激活淤泥中一些成分的活性，胶结淤泥颗粒、填充孔隙，把流动性高含水率的淤泥凝结成具有一定承载力、抗渗透力以及耐水性的固化淤泥土。目前针对各类淤泥，已研制出不少淤泥固化剂，而各类淤泥固化剂处理效果不甚理想，虽能处理高含水率、高有机质淤泥，但是水中固化效果不佳，且未能达到环保要求；而能达到环保要求的固化剂，不能直接带水施工作业，还有的需要做降低含水率的处理才能固化，处理工序复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，由以下原料按照重量份组成：熟料5-30份、防水剂2-8份、膨润土2-5份、石灰2-5份、石膏5-8份、抗水分散剂0.04-1 份和激发剂0.5-5份，熟料采用硅酸盐和铝酸盐的混合物。

作为本发明进一步的方案：防水剂采用酚醛树脂、聚乙烯醇和胶粉按一定比例混合而成。

作为本发明进一步的方案：石膏采用生石膏。

所述用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂的制备方法，具体步骤如下：称取各种原料，将各种原料加入搅拌机中混合均匀，即可得到成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该产品能在水中硬化各种淤泥，改良淤泥土团粒结构，能封闭重金属离子、氰化物、氟化物等有毒有害物质，该产品在生产制备和应用过程中均是无毒无污染，不会对环境造成危害；该产品处理后的淤泥具有较好的整体抗水分散性、水下凝结性、抗水流冲刷性、硬化快、生态环保无毒性、不需要特别养护等特点，上面能够生长植物，可供造穴栖息，满足生态多样性功能，有利于生态环境的修复，使用效果好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

先测淤泥的含水量，根据淤泥含水量及目标固化强度，在实验室进行固化剂不同掺入比试验，测试出淤泥含水量、目标固化强度和既定固化剂配比的固化剂掺量关系图，可以作为实际使用调整中的参照依据，固化剂的比表面积大于350m2/kg。

实施例1

选用淤泥重量含水量为96％。

一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，由以下原料按照重量份组成：熟料15份、聚合物防水剂4份、膨润土2份、石灰3份、石膏6份、聚丙烯酰胺抗水分散剂0.1份和激发剂0.1份。将各组分混合均匀后得到一种水下不分散淤泥固化剂。

实施例2

选用淤泥重量含水量为64％。

一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，由以下原料按照重量份组成：熟料9份、聚合物防水剂2份、膨润土1份、石灰4份、石膏5份、聚氯化铝0.06份和激发剂0.1份。将各组分混合均匀后得到一种水下不分散淤泥固化剂。

实施例3

选用淤泥重量含水量为146％。

一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，由以下原料按照重量份组成：熟料20份、聚合物防水剂6份、膨润土3份、石灰5份、石膏5份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.4份和激发剂0.2份。将各组分混合均匀后得到一种水下不分散淤泥固化剂。

将实施例1-3中的淤泥通过泥浆泵计量送入搅拌罐，将配置好的散装水下不分散固化剂投入储料罐，按掺比计量，通过输送导管将水下不分散固化剂掺入搅拌罐中的高含水量的淤泥中，均匀搅拌后，泵入水下进行固化试验，对固化淤泥土进行浸出液毒性测试，测试结果见表1。

表1

元素	浸出液测试结果	水质标准
			汞	<0.0002	<0.0005
镉	<0.001	<0.005
			铜	<0.01	<0.01
铅	<0.01	<0.05
			锌	<0.07	<0.1
砷	<0.05	<0.05
			镍	<0.05	<0.05
铬	<0.06	<0.1
			氰化物	<0.005	<0.005
氟化物	<0.06	<0.1

由表1可知浸出液毒性检测符合渔业用水水质要求。

硅酸盐和铝酸盐中的至少一种制作的熟料与淤泥拌合后，熟料所含的矿物与淤泥中的水发生强烈的水化、水解等一系列反应，产物中会生成氢氧化钙，同时形成水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物，水化产物使淤泥土颗粒凝结在一起，同时填充淤泥土中的孔隙，使整个结构密实。淤泥固化体系中掺入少量有机防水剂，可以缩短淤泥固化体系的凝结时间，其原理为酚醛树脂等和淤泥及固化剂中一些成分发生化学反应，形成网状立体聚合物，把淤泥和水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物材料包络在网状体之中，使线型防水剂变成坚韧的体型固体。膨润土主要成分为蒙脱石，由于蒙脱石晶体特殊的空间结构，使得膨润土具有很强的增稠性及胶凝性能力，因而膨润土水化后，整体黏性增强，使得颗粒内聚力增强，形成稳定的凝胶体，最终达到提高强度的目的。石灰是提供高价电荷阳离子的物质，通过离子交换取代淤泥土离子周围的低价阳离子，从而能够减少水化离子半径、减薄双层电的目的，促进淤泥土自身的凝聚，使淤泥土结成团。石膏可以提供足够的膨胀性水化物钙矾石，它能让固体体积膨胀一倍以上，挤压淤泥土体从而填充加固淤泥土中的部分孔隙，同时钙矾石晶体较粗大并且呈针柱状，它们会在孔隙中相互交叉，同水化硅酸钙一起构成空间结构，起到支撑孔隙、减少固化剂空隙的作用，弥补了部分孔隙造成的强度损失，进一步提高固化土的强度。抗水分散剂具有优良的黏聚性，可以作为一种优良的淤泥固化土抗分散剂，主要起到絮凝脱水抗分散的作用；使黏稠效果更显著，从而使整个淤泥固化土体系呈絮凝粘稠状，不容易在水中分散。激发剂可以加速熟料体系的硬化，进一步缩短凝结时间，经XRD、孔结构分析表明:在熟料中有一些沉淀物生成，加速了铝酸钙的水化。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：熟料5-30份、防水剂2-8份、膨润土2-5份、石灰2-5份、石膏5-8份、抗水分散剂0.04-1份和激发剂0.5-5份，熟料采用硅酸盐和铝酸盐的混合物。

2.根据权利要求1所述的用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，其特征在于，所述防水剂采用酚醛树脂、聚乙烯醇和胶粉混合而成。

3.根据权利要求1或2所述的用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂，其特征在于，所述石膏采用生石膏。

4.一种如权利要求1-3任一所述的用于生态修复的环保型水下不分散淤泥固化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：称取各种原料，将各种原料加入搅拌机中混合均匀，即可得到成品。