CN107986588A

CN107986588A - 一种基于粘土的污泥处理剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN107986588A
Application number: CN201711336530.3A
Authority: CN
Inventors: 张亚欣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2018-05-04

Abstract

本发明公开了一种基于粘土的污泥处理剂及其制备方法和应用，该污泥处理剂，按照重量份的原料包括：粘土28‑36份、聚环氧琥珀酸13‑21份、铝硅石20‑30份、乙二醇单甲醚7‑15份、聚乙酸乙烯酯3‑7份。将粘土粉碎、加入聚环氧琥珀酸溶液，升温密封搅拌，加入聚乙酸乙烯酯搅拌，离心分离洗涤制得混合物A；将铝硅石粉碎、与乙二醇单甲醚溶液混合加热密封搅拌处理，然后加入混合物A并搅拌，超声，烘干后洗涤，再次烘干、煅烧即得。本发明对污泥中的重金属（铜、铅、锌、镍、铬）、有机物（六氯苯、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽）污染物具有很好的稳定化效果，稳定化速度快，投加量小，稳定化效果好，降低了污染污泥的浸出毒性。

Description

一种基于粘土的污泥处理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体是一种基于粘土的污泥处理剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业企业在生产过程中会产生大量含重金属和有机物的污泥，以及城市污水处理厂污水处理的最终产物也含有大量重金属和有机物，受污染的河流、湖泊中的重金属和有机物经过长期物理化学过程及生物过程最终进入沉积物中。这些含有重金属和有机物的底泥和污泥，都面临着如何进行安全处理的迫切需求，对它们进行安全、快捷、高效的处理是目前环境治理和保护领域中的重点课题和研究课题之一，也是目前该领域中的热点课题。稳定固化技术是一种较为成熟且经济有效的技术，但该技术所使用的固化剂主要采用水泥、石灰、石膏等水硬性材料，往往使得污泥或其它固废产生硬化、增容等问题，不利于后续的处置和利用。现有技术中很少使用粘土(由于其结构的特殊性及不稳定性)作原料，而且用水湿润后具有可塑性，在较小压力下可以变形并能长久保持原状，而且比表面积大，颗粒上带有负电性，因此有很好的物理吸附性和表面化学活性，具有与其他阳离子交换的能力，但是交换能力不高，而且对污泥中有机物的吸附作用小。需要一种改进的材料使其在污泥稳定中作用显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于粘土的污泥处理剂及其制备方法和应用,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：

一种基于粘土的污泥处理剂，按照重量份的原料包括：粘土28-36份、聚环氧琥珀酸13-21份、铝硅石20-30份、乙二醇单甲醚7-15份、聚乙酸乙烯酯3-7份。

作为本发明进一步的方案：所述基于粘土的污泥处理剂，按照重量份的原料包括：粘土30-34份、聚环氧琥珀酸15-19份、铝硅石22-28份、乙二醇单甲醚9-13份、聚乙酸乙烯酯4-6份。

作为本发明进一步的方案：所述基于粘土的污泥处理剂，按照重量份的原料包括：粘土32份、聚环氧琥珀酸17份、铝硅石25份、乙二醇单甲醚11份、聚乙酸乙烯酯5份。

一种基于粘土的污泥处理剂的制备方法，包括以下原料：

1)将聚环氧琥珀酸与其质量5-6倍的去离子水混合，制得聚环氧琥珀酸溶液；将乙二醇单甲醚与其质量14-15倍的乙醇混合，制得乙二醇单甲醚溶液；

2)将粘土粉碎、过100-120目筛，然后加入聚环氧琥珀酸溶液，升温至75-80℃并在该温度下密封搅拌处理0.7-0.8h，然后升温至155-160℃并加入聚乙酸乙烯酯，然后在该温度下继续搅拌85-90min，离心分离洗涤制得混合物A；

3)将铝硅石粉碎、过120-150目筛，与乙二醇单甲醚溶液混合，置入反应釜中并在85-90℃的温度下密封搅拌处理1.4-1.5h，然后加入混合物A并在70-75℃下搅拌处理1.8-2h，然后超声处理40min，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧4.5-5h即得稳定剂。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，搅拌速度为120r/min。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，离心转速为3000r/min，离心时间为5-10min。

作为本发明进一步的方案：步骤3)中，超声功率为1000W。

作为本发明进一步的方案：步骤3)中，搅拌速度为200r/min。

本发明另一目的是提供所述稳定剂在重金属污染污泥处理中的应用。

本发明另一目的是提供所述稳定剂在有机物污染污泥处理中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用上述原料及制备工艺制得的稳定剂对污泥中的重金属(铜、铅、锌、镍、铬)、有机物(六氯苯、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽)污染物具有很好的稳定化效果，稳定化速度快，投加量小，稳定化效果好，降低了污染污泥的浸出毒性。本发明原料简单、制备工艺简单，不会产生二次污染，施工方便，处理量大，快速、高效，成本低，产品安全环保，适于工业化生产。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，一种基于粘土的污泥处理剂，包括以下原料：粘土28kg、聚环氧琥珀酸13kg、铝硅石20kg、乙二醇单甲醚7kg、聚乙酸乙烯酯3kg。

将聚环氧琥珀酸与其质量5倍的去离子水混合，制得聚环氧琥珀酸溶液；将乙二醇单甲醚与其质量14倍的乙醇混合，制得乙二醇单甲醚溶液。将粘土粉碎、过100目筛，然后加入聚环氧琥珀酸溶液，升温至75℃并在该温度下密封搅拌处理0.7h，搅拌速度为120r/min，然后升温至155℃并加入聚乙酸乙烯酯，然后在该温度下继续搅拌85min，离心分离洗涤制得混合物A；离心转速为3000r/min，离心时间为5min。将铝硅石粉碎、过120目筛，与乙二醇单甲醚溶液混合，置入反应釜中并在85℃的温度下密封搅拌处理1.4h，然后加入混合物A并在70℃下搅拌处理1.8h，搅拌速度为200r/min，然后超声处理40min，超声功率为1000W，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧4.5h即得稳定剂。

实施例2

本发明实施例中，一种基于粘土的污泥处理剂，包括以下原料：粘土36kg、聚环氧琥珀酸21kg、铝硅石30kg、乙二醇单甲醚15kg、聚乙酸乙烯酯7kg。

将聚环氧琥珀酸与其质量6倍的去离子水混合，制得聚环氧琥珀酸溶液；将乙二醇单甲醚与其质量15倍的乙醇混合，制得乙二醇单甲醚溶液。将粘土粉碎、过120目筛，然后加入聚环氧琥珀酸溶液，升温至80℃并在该温度下密封搅拌处理0.8h，搅拌速度为120r/min，然后升温至160℃并加入聚乙酸乙烯酯，然后在该温度下继续搅拌90min，离心分离洗涤制得混合物A；离心转速为3000r/min，离心时间为10min。将铝硅石粉碎、过150目筛，与乙二醇单甲醚溶液混合，置入反应釜中并在90℃的温度下密封搅拌处理1.5h，然后加入混合物A并在75℃下搅拌处理2h，搅拌速度为200r/min，然后超声处理40min，超声功率为1000W，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧5h即得稳定剂。

实施例3

本发明实施例中，一种基于粘土的污泥处理剂，包括以下原料：粘土30kg、聚环氧琥珀酸15kg、铝硅石22kg、乙二醇单甲醚9kg、聚乙酸乙烯酯4kg。

将聚环氧琥珀酸与其质量6倍的去离子水混合，制得聚环氧琥珀酸溶液；将乙二醇单甲醚与其质量15倍的乙醇混合，制得乙二醇单甲醚溶液。将粘土粉碎、过120目筛，然后加入聚环氧琥珀酸溶液，升温至80℃并在该温度下密封搅拌处理0.8h，搅拌速度为120r/min，然后升温至160℃并加入聚乙酸乙烯酯，然后在该温度下继续搅拌88min，离心分离洗涤制得混合物A；离心转速为3000r/min，离心时间为5-10min。将铝硅石粉碎、过150目筛，与乙二醇单甲醚溶液混合，置入反应釜中并在90℃的温度下密封搅拌处理1.5h，然后加入混合物A并在72℃下搅拌处理2h，搅拌速度为200r/min，然后超声处理40min，超声功率为1000W，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧5h即得稳定剂。

实施例4

本发明实施例中，一种基于粘土的污泥处理剂，包括以下原料：粘土34kg、聚环氧琥珀酸19kg、铝硅石28kg、乙二醇单甲醚13kg、聚乙酸乙烯酯6kg。

实施例5

本发明实施例中，一种基于粘土的污泥处理剂，包括以下原料：粘土32kg、聚环氧琥珀酸17kg、铝硅石25kg、乙二醇单甲醚11kg、聚乙酸乙烯酯5kg。

对比例1

除不含有聚环氧琥珀酸外，其原料及制备工艺与实施例5一致。

对比例2

只有粘土，其制备工艺与实施例5一致。

对比例3

只有粘土、聚环氧琥珀酸，其制备工艺与实施例5一致。

对比例4

将各原料直接混合，加入实施例5添加的其它物质，在72℃下搅拌处理2h，搅拌速度为200r/min，然后烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧5h即得。各原料的添加量与实施例5一致。

实施例6

河南某地被有机物污染，该污泥中的有机物主要为六氯苯、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽，最大浓度为28.52mg/kg、16.78mg/kg和11.82mg/kg。经检测确定污染范围和深度后，将上述污泥挖出后分别与实施例1-5、对比例1-4的污泥稳定剂搅拌均匀。养护10天后，检测所述有机物污染污泥的有机物浸出浓度。结果如表1所示。

表1

	六氯苯(mg/kg)	苯并(a)芘(mg/kg)	苯并(b)荧蒽(mg/kg)
				实施例1	2.2	未检出	未检出
实施例2	1.3	未检出	未检出
				实施例3	未检出	未检出	未检出
实施例4	未检出	未检出	未检出
				实施例5	未检出	未检出	未检出
对比例1	15.52	4.25	5.39
				对比例2	27.52	15.88	10.35
对比例3	19.22	9.42	7.35
				对比例4	8.04	9.89	2.39

本发明采用上述原料及制备工艺制得的稳定剂处理后污泥中六氯苯含量大幅度减少，实施例3-5均未检出，苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽含量均未检出，本发明对有机污染物具有极为优异的还原降解稳定作用。

实施例7

河南某河道疏浚底泥中超标重金属为铜、铅、锌、镍、铬，最大浓度分别为2071mg/kg、872mg/kg、3353mg/kg、2520mg/kg、918mg/kg。经检测确定污染范围和深度后，将上述污泥挖出后分别与实施例1-5、对比例1-4的污泥稳定剂搅拌均匀。养护7天后，检测所述重金属污染污泥的重金属浸出毒性和含量。结果如表2所示。

表2

本发明采用上述原料及制备工艺制得的污泥稳定剂处理后污泥中铜、铅、锌、镍、铬的浸出浓度含量显著低于对比例1-4，实施例3-5较优均未检出，本发明对铜、铅、锌、镍、铬等重金属污染物具有极为优异的稳定作用。

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

1.一种基于粘土的污泥处理剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：粘土28-36份、聚环氧琥珀酸13-21份、铝硅石20-30份、乙二醇单甲醚7-15份、聚乙酸乙烯酯3-7份。

2.根据权利要求1所述的基于粘土的污泥处理剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：粘土30-34份、聚环氧琥珀酸15-19份、铝硅石22-28份、乙二醇单甲醚9-13份、聚乙酸乙烯酯4-6份。

3.根据权利要求1所述的基于粘土的污泥处理剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：粘土32份、聚环氧琥珀酸17份、铝硅石25份、乙二醇单甲醚11份、聚乙酸乙烯酯5份。

4.一种如权利要求1-3任一所述的基于粘土的污泥处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下原料：

1）将聚环氧琥珀酸与其质量5-6倍的去离子水混合，制得聚环氧琥珀酸溶液；将乙二醇单甲醚与其质量14-15倍的乙醇混合，制得乙二醇单甲醚溶液；

2）将粘土粉碎、过100-120目筛，然后加入聚环氧琥珀酸溶液，升温至75-80℃并在该温度下密封搅拌处理0.7-0.8h，然后升温至155-160℃并加入聚乙酸乙烯酯，然后在该温度下继续搅拌85-90min，离心分离洗涤制得混合物A；

3）将铝硅石粉碎、过120-150目筛，与乙二醇单甲醚溶液混合，置入反应釜中并在85-90℃的温度下密封搅拌处理1.4-1.5h，然后加入混合物A并在70-75℃下搅拌处理1.8-2h，然后超声处理40min，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧4.5-5h即得稳定剂。

5.根据权利要求4所述的基于粘土的污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中，搅拌速度为120r/min。

6.根据权利要求4所述的基于粘土的污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中，离心转速为3000r/min，离心时间为5-10min。

7.根据权利要求4所述的基于粘土的污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤3）中，超声功率为1000W。

8.根据权利要求4所述的基于粘土的污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤3）中，搅拌速度为200r/min。

9.如权利要求1-3任一所述的稳定剂在重金属污染污泥处理中的应用。

10.如权利要求1-3任一所述的稳定剂在有机物污染污泥处理中的应用。