CN107555741A - 淤泥微孔生态固化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种淤泥微孔生态固化方法，包括如下步骤：S1)先将淤泥吸到搅拌机内进行均质流态化处理；S2)接着在均质化后的淤泥浆液中加入淤泥固化剂，进入静态搅拌器内进行混合，快速形成土壤内部的骨架结构；S3)再加入淤泥激活剂，激活淤泥自然活性，使淤泥中具有胶凝性的材料凝结成细小的土壤颗粒，使土壤凝聚成大颗粒结构，堵住能使土壤膨胀的通水通道，并且使水分子从淤泥结构中快速排出；S4)最后在脱水后的淤泥结构中加入土壤膨胀材料进行搅拌，使其内部形成大量均匀分布又相互贯通的气孔，得到微孔化的淤泥。本发明处理后的淤泥具有重量轻，整体性稳定，耐水浸泡，吸水保水性能力强，可大量用于城市立体绿化、屋顶绿化的基材应用。

Description

淤泥微孔生态固化方法

技术领域

本发明涉及一种河道淤泥净化处理方法，尤其涉及一种淤泥微孔生态固化方法。

背景技术

淤泥是城市河道生态系统重要的组成部分，是河道水生态环境治理不可缺少的重要环节。同时河道淤泥也是污染物富集的载体，是河道水体的重要的污染源，污染的河道淤泥对水体和底栖生物的危害，已经是世界范围的一个环境问题。

黑臭河道河底淤泥的处理，现在的主要手段是疏浚，疏浚过程中会清理出大量的淤泥，如何将清理出来的淤泥无害化处置或资源化利用一直是一个急待解决的课题。由于淤泥含水量普遍＞80％，淤泥中固形物渗透性差，颗粒细小，水不易排除，干化后收缩率大，并且会含有成分复杂的有害物质和杂质，种种因素限制了淤泥的再利用。

高含水的淤泥脱水是一件时间长，难度大的事。现在淤泥干化一般都是自然干化，需要占用大量土地资源，也会将污染物转移到干净的土壤内。如采用机械干化淤泥，则耗能高，效率低，脱出来的水后续处理工艺复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种淤泥微孔生态固化方法，处理后的淤泥具有重量轻，整体性稳定，耐水浸泡，吸水保水性能力强，还可以大量用于城市立体绿化、屋顶绿化的基材应用。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种淤泥微孔生态固化方法，包括如下步骤：S1)先将淤泥吸到搅拌机内进行均质流态化处理；S2)接着在均质化后的淤泥浆液中加入淤泥固化剂，进入静态搅拌器内进行混合，快速形成土壤内部的骨架结构；S3)再加入淤泥激活剂，激活淤泥自然活性，使淤泥中具有胶凝性的材料凝结成细小的土壤颗粒，使土壤凝聚成大颗粒结构，堵住能使土壤膨胀的通水通道，并且使水分子从淤泥结构中快速排出；S4)最后在脱水后的淤泥结构中加入土壤膨胀材料进行搅拌，使其内部形成大量均匀分布又相互贯通的气孔，得到微孔化的淤泥。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的淤泥微孔生态固化方法，通过在淤泥中添加淤泥固化药剂，在固化剂的物理化学变化中快速破裂淤泥中的水分子的双离子层膜，解除土颗粒与水分子的相互吸引力，堵住土颗粒中的结构水的通道，改变淤泥颗粒的吸水膨胀的特性，再通过微孔膨胀剂的作用，增大淤泥空隙扩大淤泥比表面积，扩大气液交换通道，从淤泥颗粒的内、外部同时排除多余的结构水，达到快速脱水的目的；脱水后的淤泥，由于大量的空隙存在，原有的渗透性差的淤泥变化成可以储存空气，水分；养料和自我强制净化的新性质土壤，扩大了淤泥的应用范围，使得淤泥真正成为可循环利用的物质。

附图说明

图1为本发明淤泥微孔生态固化流程示意图；

图2为本发明淤泥微孔生态固化工艺图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明淤泥微孔生态固化流程示意图；图2为本发明淤泥微孔生态固化工艺图。

请参见图1和图2，本发明提供的淤泥微孔生态固化方法，包括如下步骤：

步骤S1：将含水量＞80％，自然空隙比e＞1.5的淤泥吸到强制搅拌机内进行完全的均质流态化处理。

步骤S2：均质化后的淤泥浆液中加入3～8％新型淤泥固化剂，进入静态搅拌器内进行强制混合，快速形成土壤内部的骨架结构。固化剂的主要成分是改性复合硅酸盐类材料,主要成分有膨润土、偏高岭土、活性氧化钙、凹凸棒、矿物材料、硅酸盐等等组合。

步骤S3：再加入体积的3％的淤泥激活剂，激活唤醒淤泥自然活性，使淤泥中具有胶凝性的材料凝结细小的土壤颗粒，使土壤凝聚成大颗粒结构，堵住能使土壤膨胀的通水通道，并且使水分子从淤泥结构中快速排出。淤泥激活剂的主要成分有硅酸钠钾、铝硅酸盐、高分子絮凝材料、高分子纤维材料等等。

步骤S4：加入适量的土壤专用膨胀材料，使其体积增大，内部出现大量均匀分布又相互贯通的气孔，最后得到微孔化的淤泥。主要的材料成分是高分子表面活性剂，使用的设备是双棍强制搅拌机。

步骤S5：微孔化的淤泥通过输送泵直接浇注，修复河道、河堤；也可以浇注入模成型为微生物的载体；海绵城市建设需要的有毛细孔性能、吸水、储水、自我净化功能的储槽；屋顶绿化，垂直绿化用的轻质吸水保水的营养体。本发明可广泛应用于水利工程、江河道、湖泊生态修复；养殖业的池塘生态修复；道路工程的基础用材；农田土壤调节透水透气功能，提高土壤的肥力；海绵城市建设应用，城市绿化建设中应用以及建筑材料的应用。

本发明提供的淤泥微孔生态固化工艺，使大量快速安全利用淤泥成为可能。利用新型淤泥微孔生态固化技术，大幅度增加土壤透水率和土颗粒比表面积率，为气液交换提供大量的空间，同时该技术能够快速将淤泥中的结构水从分子结构中分离出来，达到了脱水固化的目的。另一方面利用微孔增加的体积，冲抵了因水排除后的体积收缩因素，保证了淤泥再利用时的工程稳定性。

利用本发明对河底淤泥的处理，除可以用来修复被水流冲蚀的河堤外，还可以对河道底部进行修复，使河底淤泥能够成为动植物、微生物的生存载体，大大提高水体自我净化能力。

经本发明处理后的淤泥具有重量轻，整体性稳定，耐水浸泡，吸水保水性能力强，还可以大量用于城市立体绿化、屋顶绿化的基材应用。

本发明提供的淤泥微孔生态固化工艺，技术优势如下：

1、首创的淤泥微孔化处理主要是通过物理化学的原理改变了原来淤泥性质，真正使高含水，不透气，大量存在着厌氧菌的黑臭淤泥，变成了一种无臭味空隙度达到＞10％以上的多孔材料。经过处理的淤泥由于改变了其分子结构，有效的堵住了土壤吸水膨胀的通道，使变性后的淤泥土壤成为可以容纳大量空气、水分、养料的绿色新型生态建设材料。

2、技术实施简化，可靠，施工工期短：微孔化的淤泥处理时间短，工艺并不复杂，一般只需要24h就能完成淤泥的微孔固结的要求，减少了大量的土地占用，等待时间。

3、污染土壤直接治理，杜绝二次污染：污染的淤泥土壤经过处理，封闭了有害物质的浸出，保证了使用的安全。淤泥直接利用，无危害中转堆存场地。

以安徽合肥市南淝河淤泥检测报告为例，微孔化处理后的淤泥的浸出液符合渔业养殖用水标准。

由上检测报告证明经过技术处理的淤泥浸出液完全符合安全标准。

4、本发明的经济效益明显，工程造价与传统的河道生态治理工艺相比，可节约大量的时间、人力、物力、财力。更主要的节约了堆放清出的淤泥占用的干净空地，彻底杜绝二次污染的状况。

与上海地区疏浚河道的价格分析对比

2017年以水利系统的现场施工的清淤综合价格清淤为35～40元/m³，含清淤边坡初步整治修理和500m以内的管道运距。超出500m淤泥运出费用另计约100～150元/m³，河堤生态恢复(以插木桩为例)1600元/m左右。另外淤泥堆放场地的租金费(业主承担)价格不菲。在不考虑租金的前提下合计1800～2200元/延长米左右。

淤泥微孔生态固化工艺(一种新型河道自净能力强化技术)主要的成本是固化剂，350元/m³，处理工艺的人工费，部分工具费200元/m。生态恢复费用450元/m。淤泥就地处理，无输送堆放费用，合计1000～1100元/延长米。

对比工程的综合造价就节约了一半的费用。

更主要是淤泥就地应用处理，节约了大量的一次性资源并且无二次污染的可能性。

5、淤泥循环利用价值高：淤泥微孔化可作绿色产品销售，在城市海绵化、城市绿化中的用途宽广。

淤泥微孔化的技术应用生产的生物载体产品。载体内部含有大量的空隙，比表面积大是有利于微生物的生存的环境，由此生产的生物处理载体可大量用于已清淤的河道中，利用其生物自我修复生态环境的功能修复河道，达到净化的目的。

淤泥微孔材料是一种良好的吸水、保水的材料，材料容重轻，一般在0.8～1.2t/m³符合屋顶绿化用材。又有一定的强度很合适细根植物的生长，合适制作成垂直绿化的应用材料。美化环境，增加城市绿化面积。

海绵城市的建设工程中，淤泥微孔材料的吸水、保水、自我净化功能可以吸取大量的雨水，并利用其毛细孔功能将雨水一部分回流到地下水，一部份在晴天时期通过毛细管的作用，局部区域内水分起到自我调节作用。

淤泥微孔化技术在渔业养殖业行中的应用也很大，是快速原位修复池塘堤坎的优选的技术，也是池塘淤泥快速处理达到养殖要求的技术。用此技术处理后的养殖场地更适合微生物、动植物的生长。本发明处理后的淤泥封闭了重金属的渗出和抗生素的渗出，有利于在生态环境中养殖水产品。

本发明提供的淤泥固化药剂配合淤泥空隙化工艺，合理调节淤泥空隙度，达到如下目的：1、土壤结构水由引力富集变为重力富集，再通过空隙从高含水率淤泥中排出，使淤泥达到快速脱水的目的；2、解决脱水后的淤泥体积大量收缩问题；3、解决淤泥的透水性差，SOD耗量高，不利于河道的自我净化的问题；4、封闭淤泥中的有害物质的浸出；5、降低固化淤泥容重，控制在0.6～1.2t/m³范围内。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种淤泥微孔生态固化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)先将淤泥吸到搅拌机内进行均质流态化处理；

S2)接着在均质化后的淤泥浆液中加入淤泥固化剂，进入静态搅拌器内进行混合，快速形成土壤内部的骨架结构；

S3)再加入淤泥激活剂，激活淤泥自然活性，使淤泥中具有胶凝性的材料凝结成细小的土壤颗粒，使土壤凝聚成大颗粒结构，堵住能使土壤膨胀的通水通道，并且使水分子从淤泥结构中快速排出；

S4)最后在脱水后的淤泥结构中加入土壤膨胀材料进行搅拌，使其内部形成大量均匀分布又相互贯通的气孔，得到微孔化的淤泥。

2.如权利要求1所述的淤泥微孔生态固化方法，其特征在于，所述步骤S1)中淤泥的含水量＞80％，自然空隙比e＞1.5。

3.如权利要求1所述的淤泥微孔生态固化方法，其特征在于，所述步骤S2)中的淤泥固化剂占加入后淤泥浆液的质量百分比为3～8％。

4.如权利要求3所述的淤泥微孔生态固化方法，其特征在于，所述步骤S2)中的淤泥固化剂包含如下组分：膨润土、偏高岭土、活性氧化钙、凹凸棒、矿物材料和硅酸盐。

5.如权利要求1所述的淤泥微孔生态固化方法，其特征在于，所述步骤S3)中的淤泥激活剂占加入后淤泥浆液的体积百分比为3％。

6.如权利要求5所述的淤泥微孔生态固化方法，其特征在于，所述步骤S3)中的淤泥激活剂包含如下组分：硅酸钠钾、铝硅酸盐、高分子絮凝材料和高分子纤维材料。

7.如权利要求1所述的淤泥微孔生态固化方法，其特征在于，所述步骤S4)中的土壤膨胀材料为高分子表面活性剂，所述步骤S4)采用双棍搅拌机进行搅拌。