CN108558337A - 利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法 - Google Patents

利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，将淤泥进行除臭处理后与有机合成固化剂反应，再将改良淤泥、硅酸盐水泥、粉煤灰等混合得到有机活性混凝土。该方法采用以淤泥为主作为原材料，有机合成固化剂参合在淤泥中并搅拌的方法，有机合成固化剂能将淤泥中重金属分解消除，降低淤泥中有害化学元素含量，生成的混凝土保留了淤泥土体基本构造，而且增加了混凝土中植物所需营养成分，对植物起到良好生长效果，还具有抗虫性、透气性、耐久性、承载性；该混凝土制作工艺简单，生产成本低，解决了淤泥随意排放囤积问题，提高淤泥再生利用价值和农业用土质量，有助于植物生长条件，优化了生态环境。

Description

利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法
技术领域
本发明具体涉及淤泥改性制备混凝土领域。
背景技术
淤泥是粘土矿物等细小颗粒在粒间静电力和分子引力的作用下，在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成的蜂窝状结构物质。淤泥按来源分类主要包括天然河道淤泥和污水处理厂产生的淤泥。游泥其天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、透水性差，具有触变性且处于流动状态，因此不能直接为工程所用。淤泥组分复杂，对环境具有严重的潜在危害，包括：①淤泥盐分污染，盐量高会提高土壤的导电率，破坏植物养分平衡；②病原微生物，淤泥中检测到的病原体多达千种，且大多是危害较大的寄生虫；⑤氮磷养分污染，氮磷等养分造成水体富营养化；④有机污染物，主要是苯、酚类等有机污染物；⑤重金属污染，重金属污染主要来源于工业排放的污泥，也有家庭生活管道的如铜、锌等重金属，重金属溶解度小，比较稳定，容易在人体和动物体内不断的停留积累，从而危害人和动物的健康。将淤泥有效资源化利用，变废为宝，通过充分利用微泥中的有用成分，达到可持续发展的目的。因不同国家和地区经济状况和法规不同，各国对淤泥的处置方法也不尽相同。主要包括抛泥处理、吹填造地、物理脱水、化学固化、焚烧等方法。化学固化是在淤泥中添加固化剂，通过搅拌混合，固化剂和水发生一系列物理化学反应，从而改善淤泥的高含水率和低强度的性质。化学固化的优点突出，可以通过控制固化剂的配方以满足各种工程的需要，具有时间调节的优点，一次可以处理很多量的淤泥，且处理的时间较短。化学固化还可以降低二次污染，固化过程中游泥中的污染物彼吸附包裹，污染物不易扩散很难再次流出。淤泥经过固化处理后可广泛用于市政工程、道路工程和堤防的加固，并且可以作为良好的土方填筑材料使用，因此化学固化是解决大产量泌泥的较佳方法。淤泥固化后固结沉降较低，可以通过控制固化剂的掺量来满足各种工程的需要。如制备混凝土、做河道堤防建筑、填筑道路路基等等。
本发明提供了一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，以淤泥为主作为原材料，有机合成固化剂参合在淤泥中并搅拌的方法对淤泥改良，改良淤泥制备得到的混凝土具有抗虫性、透气性、耐久性、承载性；该混凝土制作工艺简单，生产成本低，解决了淤泥随意排放囤积问题，提高淤泥再生利用价值和农业用土质量，有助于植物生长条件，优化了生态环境。
发明内容
本发明提供了利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法和有机活性混凝土。为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤：
(1)将淤泥进行除臭处理后与有机合成固化剂混合均匀，在25-40℃保温6-24小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与硅酸盐水泥、河沙、粉煤灰石子混合均匀，加水、混合均匀，得到有机活性混凝土。
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将75-150份淤泥进行除臭处理后与5-50份有机合成固化剂混合均匀，在25-45℃保温6-24小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与100-400份硅酸盐水泥、30-120份河沙、40-160份粉煤灰、500-1500份石子混合后以30-100转/分钟的转速搅拌30-180s，加入80-240份水，以30-100转/分钟的转速搅拌40-240s，得到有机活性混凝土。
所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：5％-30％硅酸钠、10％-30％吸水树脂、3％-12％滑石粉、3％-18％河沙、1％-8％聚乙烯醇，余量为生石灰。
所述有机合成固化剂进一步优选为包括下述质量百分比的的组分：12％-18％硅酸钠、14％-20％吸水树脂、6％-8％滑石粉、6％-12％河沙、4％-6％聚乙烯醇，余量为生石灰。
将各原料混合均匀即得有机合成固化剂。
本发明所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其中步骤(1)所述除臭处理具体为：将75-150份淤泥与3-15份生物降解液混合均匀后在25-45℃保温5-12小时。
所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过20-50目筛，得到小麦秸秆粉，将30-80g小麦秸秆粉、35-70gN,N-二甲基甲酰胺、2-8g有机酸、30-80g乙醇混合后在100-130℃油浴加热下以50-300转/分钟的转速搅拌60-240分钟，过100-300目筛，将滤渣在40-70℃干燥6-24小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将30-90g丙烯酸、30-90g水混合均匀，再加入60-240g质量分数为15％-30％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.02-0.2gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在70-110℃油浴加热条件下以50-300转/分钟的转速搅拌10-50分钟，加入20-60g凹凸棒土，继续在70-110℃以50-300转/分钟的转速搅拌10-40分钟，加入0.5-5g过硫酸钾、0.5-5g亚硫酸钠、0.5-5g硝酸铈铵，继续在70-110℃以50-300转/分钟的转速搅拌3-12小时，过200-500目筛，将滤渣在60-90℃干燥24-48小时，得到吸水树脂。
上述有机酸进一步优选为植酸和咖啡酸按质量比为(1-3):(1-3)的混合物。
所述生物降解液的制备方法包括下述步骤：将小麦麸、穿心莲、桑枝、马齿苋分别粉碎后过20-50目筛，将30-120g穿心莲、20-60g桑枝、10-30g马齿苋加入到100-500g、质量分数为50％-90％的乙醇水溶液中，在40-70℃水浴下以100-400转/分钟的转速搅拌40-120分钟，过100-300目筛，将滤液在0.04-0.07MPa、45-75℃减压浓缩至干基含水量为1.5％-5％，得到植物提取物，将全部的植物提取物与50-120g粉碎后的小麦麸、800-2500g质量分数为1％-5％的蔗糖水溶液、30-80g尿素、5-20g葡萄糖酸钙、20-50g磷酸二氢钾混合均匀，得到发酵培养基，向发酵培养基中加入10-60g发酵菌，混合均匀后发酵12-48小时，过100-500目筛，得到生物降解液，发酵期间控制温度为30-45℃、通气量为0.5-5m3/h。
上述发酵菌为黑曲霉和绿色木霉按质量比为(3-5)：(3-5)的混合物。
本发明对发酵菌中黑曲霉和绿色木霉的质量比进行优选，以获得更好的提高淤泥的粘合性、降低含水量的技术效果，发酵菌优选为黑曲霉和绿色木霉按质量比为1：1的混合物。
本发明还提供一种有机活性混凝土，采用权利要求上述方法制备而成。
本发明提供了一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法；该方法采用以淤泥为主作为原材料，有机合成固化剂参合在淤泥中并搅拌的方法，有机合成固化剂能将淤泥中重金属分解消除，降低淤泥中有害化学元素含量，生成的混凝土保留了淤泥土体基本构造，而且增加了混凝土中植物所需营养成分，如磷、钙、钾、氨等元素，不仅对植物起到良好生长效果，而且具有抗虫性、透气性、耐久性、承载性；该混凝土制作工艺简单，生产成本低，解决了淤泥随意排放囤积问题，提高淤泥再生利用价值和农业用土质量，有助于植物生长条件，优化了生态环境。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以任意组合，即得本发明各较佳实施例。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所用主要原料及仪器如下：
石子，粒径为5-7mm的石灰岩碎石。
河沙，细度模数为2.55，符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中的Ⅱ区配级。
滑石粉，细度1000目，型号MJ-TCHS，苏州名匠精细化工有限公司生产。
淤泥，使用浙东沿海海洋淤泥，淤泥成分如下：含水率：30％，灰分：10.54％，干基挥发分：7.76％、固定碳：1.63％、全硫：0.40％、碳：5.43、％氢：0.94％、氮0.68％、氧：1.96％。
硅酸盐水泥，强度：P.O.42.5，执行标准GB175-2007，广州市越堡水泥有限公司生产。
粉煤灰，符合GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的F类、Ⅱ级标准。
生石灰，氧化钙含量95％，粒径325目，购自辽宁壹丹钙业有限公司。
硅酸钠，CAS号1344-09-8，模数：2.0-3.3，粒径100目，购买自唐山市丰南区安利化工有限公司。
聚乙烯醇，平均聚合度2400-2500，分子量118000-124000。型号：2488，厂家：任丘市鹏宇化工有限公司。
小麦秸秆，禾本科、小麦属小麦(拉丁学名：Triticum aestivum L.)的秸秆，具体使用的小麦品种为中麦895，审定编号：国审麦2012010。
N,N-二甲基甲酰胺，CAS号：68-12-2。
乙醇，CAS号：64-17-5。
丙烯酸，CAS号：79-10-7。
氢氧化钾，CAS号：1310-58-3。
N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，CAS号：110-26-9。
凹凸棒土，粒径120目。主要成份及其含量：SiO2：49.76％，TiO2：0.72％，Al2O3：15.54％，Fe2O3：6.76％，MgO：5.89％，CaO：2.01％，K2O：3.75％，P2O5：14.64％，购买自江苏汇鑫凹土有限公司。
过硫酸钾，CAS号：7727-21-1。
硝酸铈铵，CAS号：16774-21-3。
亚硫酸钠，CAS号：7757-83-7。
植酸，CAS号：83-86-3。
咖啡酸，CAS号：331-39-5。
小麦麸，禾本科小麦属植物Triticum aestivum L.小麦磨取面粉后筛下的种皮。具体使用的小麦品种为中麦895，审定编号：国审麦2012010。
穿心莲，爵床科植物穿心莲Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees.的地上干燥全株，产地福建。
马齿苋，马齿苋科、马齿苋属，拉丁学名：Portulaca oleracea L.，具体使用新鲜马齿苋的地上全株，产地辽宁。
桑枝，为桑科植物桑Morus alba L.的干燥枝。
蔗糖，CAS号：57-50-1。
尿素，CAS号：57-13-6。
葡萄糖酸钙，CAS号：299-28-5。
磷酸二氢钾，CAS号：7778-77-0。
黑曲霉，拉丁学名：Aspergillus niger，广泛分布于世界各地的粮食、植物性产品和土壤中，是重要的发酵工业菌种。本发明的黑曲霉粉购买自山东长泰生物科技有限公司，含量10亿cfu/g。
绿色木霉，拉丁学名：Trichoderma viride，绿色木霉能产生多种具有生物活性的酶系，所产纤维素酶活性最高的菌株之一，所产生的纤维素酶对作物有降解作用。本发明使用的绿色木霉购买自山东五福生生态工程有限公司，含量10亿CFU/g。
下述实施例中，所用测试方法及主要仪器如下：
淤泥改良改性制备有机活性混凝土的强度测试：将步骤(2)得到的淤泥改良改性制备有机活性混凝土做成尺寸为150mm×150mm×150mm的块，待试块成型后立即用塑料薄膜覆盖表面，置于温度为20±2℃、相对湿度为95％的环境下氧化28d龄期。按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》测试抗压强度。
抗冻性能测试：将步骤(2)得到的淤泥改良改性制备有机活性混凝土按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的快冻法进行制件和测试，测定冻融循环等级F。
混凝土表面植物生长状况测试：有机活性混凝土做成尺寸为150mm×150mm×150mm的块，待试块成型后立即用塑料薄膜覆盖表面，置于温度为20±2℃、相对湿度为95％的环境下氧化28d龄期，得到有机活性混凝土试块。取天然土壤平铺在透水性种植筐底层作为底基土，厚度约为5cm，将有机活性混凝土试块平铺放在底基土上，稍用力按压使混凝土底层没入土壤；取占天然土壤质量比为5％的复合肥(含有的N、P2O5、K2O的质量百分比分别为：15％、15％、15％，执行标准：GB15063-2009，购买自景县德沃多肥料有限公司)与天然土壤充分混合得到植生基材，填充到有机活性混凝土试块的孔隙间，并适当洒水，使植生基材渗透到下层的孔隙间，用天然土壤在表面覆盖，厚度约为3cm，然后播撒紫苏(拉丁学名：Perillafrutescens)种子，每日洒水、自然光照以保证植物的正常发芽。统计紫苏子植株的成活率。(播种所在气候环境为3月份、山东)
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，如无特殊说明，所采用的份数均为重量份数。
实施例1
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将100份淤泥与5份生物降解液混合均匀后在30℃保温6小时进行除臭处理，然后加入15份有机合成固化剂混合均匀，在30℃保温12小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与140份硅酸盐水泥、50份河沙、50份粉煤灰、800份石子混合后以50转/分钟的转速搅拌60s，加入110份水，以50转/分钟的转速搅拌60s，得到有机活性混凝土。
所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：12％硅酸钠、16％吸水树脂、7％滑石粉、10％河沙、5％聚乙烯醇，余量为生石灰。将各原料混合均匀即得有机合成固化剂。
所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过50目筛，得到小麦秸秆粉，将50g小麦秸秆粉、45gN,N-二甲基甲酰胺、6g有机酸、60g乙醇混合后在110℃油浴加热下以150转/分钟的转速搅拌120分钟，过100目筛，将滤渣在45℃干燥12小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂，所述有机酸为植酸。
所述生物降解液的制备方法包括下述步骤：将小麦麸、穿心莲、桑枝、马齿苋分别粉碎后过50目筛，将50g穿心莲、30g桑枝、12g马齿苋加入到200g、质量分数为75％的乙醇水溶液中，在55℃水浴下以200转/分钟的转速搅拌50分钟，过100目筛，将滤液在0.05MPa、50℃减压浓缩至干基含水量为3.5％，得到植物提取物，将全部的植物提取物与80g粉碎后的小麦麸、1000g质量分数为1.5％的蔗糖水溶液、35g尿素、10g葡萄糖酸钙、25g磷酸二氢钾混合均匀，得到发酵培养基，向发酵培养基中加入40g发酵菌，混合均匀后发酵12小时，过200目筛，得到生物降解液，发酵期间控制温度为35℃、通气量为1.2m3/h。所述发酵菌为黑曲霉和绿色木霉按质量比为5:3的混合物。
实施例2
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将100份淤泥与5份生物降解液混合均匀后在30℃保温6小时进行除臭处理，然后加入15份有机合成固化剂混合均匀，在30℃保温12小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与140份硅酸盐水泥、50份河沙、50份粉煤灰、800份石子混合后以50转/分钟的转速搅拌60s，加入110份水，以50转/分钟的转速搅拌60s，得到有机活性混凝土。
所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：12％硅酸钠、16％吸水树脂、7％滑石粉、10％河沙、5％聚乙烯醇，余量为生石灰。将各原料混合均匀即得有机合成固化剂。
所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过50目筛，得到小麦秸秆粉，将50g小麦秸秆粉、45gN,N-二甲基甲酰胺、6g有机酸、60g乙醇混合后在110℃油浴加热下以150转/分钟的转速搅拌120分钟，过100目筛，将滤渣在45℃干燥12小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂，所述有机酸为植酸。
所述生物降解液的制备方法包括下述步骤：将小麦麸、穿心莲、桑枝、马齿苋分别粉碎后过50目筛，将50g穿心莲、30g桑枝、12g马齿苋加入到200g、质量分数为75％的乙醇水溶液中，在55℃水浴下以200转/分钟的转速搅拌50分钟，过100目筛，将滤液在0.05MPa、50℃减压浓缩至干基含水量为3.5％，得到植物提取物，将全部的植物提取物与80g粉碎后的小麦麸、1000g质量分数为1.5％的蔗糖水溶液、35g尿素、10g葡萄糖酸钙、25g磷酸二氢钾混合均匀，得到发酵培养基，向发酵培养基中加入40g发酵菌，混合均匀后发酵12小时，过200目筛，得到生物降解液，发酵期间控制温度为35℃、通气量为1.2m3/h。所述发酵菌为黑曲霉和绿色木霉按质量比为1:1的混合物。
实施例3
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将100份淤泥与5份生物降解液混合均匀后在30℃保温6小时进行除臭处理，然后加入15份有机合成固化剂混合均匀，在30℃保温12小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与140份硅酸盐水泥、50份河沙、50份粉煤灰、800份石子混合后以50转/分钟的转速搅拌60s，加入110份水，以50转/分钟的转速搅拌60s，得到有机活性混凝土。
所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：12％硅酸钠、16％吸水树脂、7％滑石粉、10％河沙、5％聚乙烯醇，余量为生石灰。将各原料混合均匀即得有机合成固化剂。
所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过50目筛，得到小麦秸秆粉，将50g小麦秸秆粉、45gN,N-二甲基甲酰胺、6g有机酸、60g乙醇混合后在110℃油浴加热下以150转/分钟的转速搅拌120分钟，过100目筛，将滤渣在45℃干燥12小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂，所述有机酸为植酸。
所述生物降解液的制备方法包括下述步骤：将小麦麸、穿心莲、桑枝、马齿苋分别粉碎后过50目筛，将50g穿心莲、30g桑枝、12g马齿苋加入到200g、质量分数为75％的乙醇水溶液中，在55℃水浴下以200转/分钟的转速搅拌50分钟，过100目筛，将滤液在0.05MPa、50℃减压浓缩至干基含水量为3.5％，得到植物提取物，将全部的植物提取物与80g粉碎后的小麦麸、1000g质量分数为1.5％的蔗糖水溶液、35g尿素、10g葡萄糖酸钙、25g磷酸二氢钾混合均匀，得到发酵培养基，向发酵培养基中加入40g发酵菌，混合均匀后发酵12小时，过200目筛，得到生物降解液，发酵期间控制温度为35℃、通气量为1.2m3/h。所述发酵菌为黑曲霉和绿色木霉按质量比为3:5的混合物。
实施例4
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将100份淤泥与5份生物降解液混合均匀后在30℃保温6小时进行除臭处理，然后加入15份有机合成固化剂混合均匀，在30℃保温12小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与140份硅酸盐水泥、50份河沙、50份粉煤灰、800份石子混合后以50转/分钟的转速搅拌60s，加入110份水，以50转/分钟的转速搅拌60s，得到有机活性混凝土。
所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：12％硅酸钠、16％吸水树脂、7％滑石粉、10％河沙、5％聚乙烯醇，余量为生石灰。将各原料混合均匀即得有机合成固化剂。
所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过50目筛，得到小麦秸秆粉，将50g小麦秸秆粉、45gN,N-二甲基甲酰胺、6g有机酸、60g乙醇混合后在110℃油浴加热下以150转/分钟的转速搅拌120分钟，过100目筛，将滤渣在45℃干燥12小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂，所述有机酸为咖啡酸。
所述生物降解液的制备方法包括下述步骤：将小麦麸、穿心莲、桑枝、马齿苋分别粉碎后过50目筛，将50g穿心莲、30g桑枝、12g马齿苋加入到200g、质量分数为75％的乙醇水溶液中，在55℃水浴下以200转/分钟的转速搅拌50分钟，过100目筛，将滤液在0.05MPa、50℃减压浓缩至干基含水量为3.5％，得到植物提取物，将全部的植物提取物与80g粉碎后的小麦麸、1000g质量分数为1.5％的蔗糖水溶液、35g尿素、10g葡萄糖酸钙、25g磷酸二氢钾混合均匀，得到发酵培养基，向发酵培养基中加入40g发酵菌，混合均匀后发酵12小时，过200目筛，得到生物降解液，发酵期间控制温度为35℃、通气量为1.2m3/h。所述发酵菌为黑曲霉和绿色木霉按质量比为1:1的混合物。
实施例5
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将100份淤泥与5份生物降解液混合均匀后在30℃保温6小时进行除臭处理，然后加入15份有机合成固化剂混合均匀，在30℃保温12小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与140份硅酸盐水泥、50份河沙、50份粉煤灰、800份石子混合后以50转/分钟的转速搅拌60s，加入110份水，以50转/分钟的转速搅拌60s，得到有机活性混凝土。
所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的组分：12％硅酸钠、16％吸水树脂、7％滑石粉、10％河沙、5％聚乙烯醇，余量为生石灰。将各原料混合均匀即得有机合成固化剂。
所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过50目筛，得到小麦秸秆粉，将50g小麦秸秆粉、45gN,N-二甲基甲酰胺、6g有机酸、60g乙醇混合后在110℃油浴加热下以150转/分钟的转速搅拌120分钟，过100目筛，将滤渣在45℃干燥12小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂，所述有机酸为植酸和咖啡酸按质量比为1:1的混合物。
所述生物降解液的制备方法包括下述步骤：将小麦麸、穿心莲、桑枝、马齿苋分别粉碎后过50目筛，将50g穿心莲、30g桑枝、12g马齿苋加入到200g、质量分数为75％的乙醇水溶液中，在55℃水浴下以200转/分钟的转速搅拌50分钟，过100目筛，将滤液在0.05MPa、50℃减压浓缩至干基含水量为3.5％，得到植物提取物，将全部的植物提取物与80g粉碎后的小麦麸、1000g质量分数为1.5％的蔗糖水溶液、35g尿素、10g葡萄糖酸钙、25g磷酸二氢钾混合均匀，得到发酵培养基，向发酵培养基中加入40g发酵菌，混合均匀后发酵12小时，过200目筛，得到生物降解液，发酵期间控制温度为35℃、通气量为1.2m3/h。所述发酵菌为黑曲霉和绿色木霉按质量比为1:1的混合物。
对比例1
一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将100份淤泥与入15份有机合成固化剂混合均匀，在30℃保温12小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与140份硅酸盐水泥、50份河沙、50份粉煤灰、800份石子混合后以50转/分钟的转速搅拌60s，加入110份水，以50转/分钟的转速搅拌60s，得到有机活性混凝土。
所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：12％硅酸钠、16％吸水树脂、7％滑石粉、10％河沙、5％聚乙烯醇，余量为生石灰。将各原料混合均匀即得有机合成固化剂。
所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过50目筛，得到小麦秸秆粉，将50g小麦秸秆粉、45gN,N-二甲基甲酰胺、6g有机酸、60g乙醇混合后在110℃油浴加热下以150转/分钟的转速搅拌120分钟，过100目筛，将滤渣在45℃干燥12小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂，所述有机酸为植酸和咖啡酸按质量比为1:1的混合物。
对比例2
本对比例2所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法与实施例5基本相同，区别仅在于，在本对比例2中，所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过50目筛，得到小麦秸秆粉，将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将50g小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂。
对比例3
本对比例3所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法与实施例5基本相同，区别仅在于，在本对比例3中，所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将60g丙烯酸、60g水混合均匀，再加入120g质量分数为25％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部的溶液A、0.08gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在80℃油浴加热条件下以150转/分钟的转速搅拌30分钟，加入40g凹凸棒土，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌15分钟，加入1g过硫酸钾、1.5g亚硫酸钠、1.5g硝酸铈铵，继续在80℃以150转/分钟的转速搅拌5小时，过300目筛，将滤渣在70℃干燥36小时，得到吸水树脂。
测试例
表1：抗压强度和透水系数测试结果表
本发明将脱臭淤泥与有机合成固化剂反应进行固化处理，固化后的改良淤泥用于制备有机活性混凝土，具有良好的抗虫性、透气性、耐久性、承载性，抗压强度、抗冻性能提高，应用地域广泛。通过淤泥和有机合成固化剂的物理、化学反应，降低淤泥的含水量，提高淤泥的强度和硬度。淤泥脱臭是通过微生物、酶的代谢作用和酵素的催化作用，降低淤泥中臭味物质、毒害有机物和重金属离子，降低淤泥的含水量，增强淤泥粒子之间粘合性。利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土营养丰富，毒害物质含量低，能充分满足植物的根系生长，混凝土中含有的吸水树脂具有保水作用，能满足植物的水分需求，种植的植物具有良好的成活率，可以用于边坡防护。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将淤泥进行除臭处理后与有机合成固化剂混合均匀，在25-40℃保温6-24小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与硅酸盐水泥、河沙、粉煤灰石子混合均匀，加水、混合均匀，得到有机活性混凝土。
2.一种利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将75-150份淤泥进行除臭处理后与5-50份有机合成固化剂混合均匀，在25-45℃保温6-24小时，得到改良淤泥；
(2)将步骤(1)的改良淤泥与100-400份硅酸盐水泥、30-120份河沙、40-160份粉煤灰、500-1500份石子混合后以30-100转/分钟的转速搅拌30-180s，加入80-240份水，以30-100转/分钟的转速搅拌40-240s，得到有机活性混凝土。
3.根据权利要求2所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：5％-30％硅酸钠、10％-30％吸水树脂、3％-12％滑石粉、3％-18％河沙、1％-8％聚乙烯醇，余量为生石灰。
4.根据权利要求2所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，所述有机合成固化剂包括下述质量百分比的的组分：12％-18％硅酸钠、14％-20％吸水树脂、6％-8％滑石粉、6％-12％河沙、4％-6％聚乙烯醇，余量为生石灰。
5.根据权利要求1或2所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，所述除臭处理具体为：将75-150份淤泥与3-15份生物降解液混合均匀后在25-45℃保温5-12小时。
6.根据权利要求4所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，所述吸水树脂的制备方法包括如下步骤：将小麦秸秆粉碎后过20-50目筛，得到小麦秸秆粉，将30-80g小麦秸秆粉、35-70gN,N-二甲基甲酰胺、2-8g有机酸、30-80g乙醇混合后在100-130℃油浴加热下以50-300转/分钟的转速搅拌60-240分钟，过100-300目筛，将滤渣在40-70℃干燥6-24小时，得到改性小麦秸秆粉备用，将30-90g丙烯酸、30-90g水混合均匀，再加入60-240g质量分数为15％-30％的氢氧化钾水溶液，混合均匀，得到溶液A，将全部改性小麦秸秆粉与全部的溶液A、0.02-0.2gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合，在70-110℃油浴加热条件下以50-300转/分钟的转速搅拌10-50分钟，加入20-60g凹凸棒土，继续在70-110℃以50-300转/分钟的转速搅拌10-40分钟，加入0.5-5g过硫酸钾、0.5-5g亚硫酸钠、0.5-5g硝酸铈铵，继续在70-110℃以50-300转/分钟的转速搅拌3-12小时，过200-500目筛，将滤渣在60-90℃干燥24-48小时，得到吸水树脂。
7.根据权利要求5所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，所述生物降解液的制备方法包括下述步骤：将小麦麸、穿心莲、桑枝、马齿苋分别粉碎后过20-50目筛，将30-120g穿心莲、20-60g桑枝、10-30g马齿苋加入到100-500g、质量分数为50％-90％的乙醇水溶液中，在40-70℃水浴下以100-400转/分钟的转速搅拌40-120分钟，过100-300目筛，将滤液在0.04-0.07MPa、45-75℃减压浓缩至干基含水量为1.5％-5％，得到植物提取物，将全部的植物提取物与50-120g粉碎后的小麦麸、800-2500g质量分数为1％-5％的蔗糖水溶液、30-80g尿素、5-20g葡萄糖酸钙、20-50g磷酸二氢钾混合均匀，得到发酵培养基，向发酵培养基中加入10-60g发酵菌，混合均匀后发酵12-48小时，过100-500目筛，得到生物降解液，发酵期间控制温度为30-45℃、通气量为0.5-5m3/h。
8.根据权利要求6所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，所述有机酸为植酸和咖啡酸按质量比为(1-3):(1-3)的混合物。
9.根据权利要求7所述的利用淤泥改良改性制备有机活性混凝土的方法，其特征在于，所述发酵菌为黑曲霉和绿色木霉按质量比为(3-5)：(3-5)的混合物。
10.一种有机活性混凝土，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述方法制备而成。
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