CN108609817A - 一种河道污泥的固化方法 - Google Patents

一种河道污泥的固化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种河道污泥的固化方法，涉及河道污泥处理技术领域，采用将加入固化剂的污泥滤饼在冰冻室内循环冻融1~7次，再经过热空气负压除湿后，得到疏松多孔的固化污泥产物。本发明采用的一种河道污泥的固化方法得到的固化污泥产物除去了绝大部分的病原体、微生物，且污泥汗水率低，同时形成了稳定的疏松多孔状态，质量轻盈，可以作为多孔材料用于保温、降噪、干燥、排水等多种应用，使其应用广泛，污泥回收利用率高。

Description

一种河道污泥的固化方法
技术领域
本发明涉及河道污泥处理技术领域，具体涉及一种河道污泥的固化方法。
背景技术
随着水环境治理工程的广泛开展，河湖疏浚工程中产生了大量的河道淤泥。河道污泥使一种含水量非常高的多介质的物质，其中除了含有大量的水分外，还含有病原体、微生物、有机物以及重金属、盐类等物质。经过压滤处理后的污泥含水率在70％到80％不等。较高的含水率会对后期污泥处理带来很大的麻烦，处置不当会造成严重的二次污染。
目前，河道淤泥的用途主要是填埋、焚烧、作农用肥，其干燥固化方法大多采用加入固化剂后经过烘干或晾干得到除湿干燥的污泥块，干燥后的污泥块常常只能填埋或焚烧，导致大量的污泥块随意堆砌。因此，河道淤泥的安全廉价处理问题日益突出。
发明内容
本发明针对现有技术，提供了一种能得到多功能用途的固化污泥产物的河道污泥的固化方法，将添加固化剂的河道淤泥通过压滤、循环冻融、除湿干燥得到疏松多孔的固化污泥产物。
本发明通过下述技术方案实现：一种河道污泥的固化方法，用于河道污泥的固化处理，包括将加入固化剂的污泥滤饼先在冰冻室内循环冻融1～7次，再经过热空气负压除湿后，得到疏松多孔的固化污泥产物。
进一步地，所述固化剂包括25～35份硅酸盐水泥、生石灰5～8份、粉煤灰10～12份、干稻草段4～8份、煤渣25～35份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的3.5～5％。
优选地，所述固化剂包括28份硅酸盐水泥、生石灰7份、粉煤灰10份、干稻草段7份、煤渣30份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的4％。
进一步地，所述河道污泥的固化方法具体为包括以下步骤：
步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥滤饼放入冰冻室中冰冻后，再在养护室中融化，交替循环1～7次，得到冻融污泥饼；
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的冻融污泥饼在热泵除湿装置中除湿干燥，得到含水率为20～35％的多孔泥饼。
进一步地，所述循环冻融包括交替进行的冰冻过程和融化过程，所述冰冻过程为污泥滤饼在温度不高于-15℃的冰冻室内冰冻18～30h；所述融化过程为经过冰冻的污泥滤饼在20～25℃的养护箱内融化18～30h。
进一步地，所述步骤E中冻融污泥的除湿温度为45～60℃，其除湿干燥的时间为5～10分钟，冻融污泥在热泵除湿装置中的气压为30～50kPa。
进一步地，所述步骤B之前还有步骤A，所述步骤A为过筛：将河道淤泥投入振动筛中振筛过滤。
优选地，所述河道污泥的固化方法具体为包括以下步骤：
步骤A：过筛：将河道淤泥投入振动筛中振筛过滤，除去直径大于10mm的块状杂质；
步骤B：投料：将过筛后的河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼，并切割为长宽高均不超过50cm的污泥块；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥块放入-20℃的冰冻室内冰冻24h后，再在20～22℃的养护箱内融化24h中融化，交替循环3～5次，得到冻融污泥块；
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的冻融污泥块在热泵除湿装置中除湿干燥5～10分钟，其除湿温度为45～60℃、气压为30～50kPa，得到含水率为20～35％的多孔泥饼。
所述热空气负压除湿在热泵除湿装置中进行，所述热泵除湿装置包括烘干室、布设在烘干室内的传送装置和与烘干室连通的干热空气运行系统；所述干热空气运气系统包括依次相连的抽风机、冷凝器、循环热泵、吹风机，所述抽风机设置在烘干室上方且与烘干室连通；所述吹风机设置在烘干室下方且与烘干室连通。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明所提供的一种河道污泥的固化方法将添加固化剂的河道淤泥通过压滤、循环冻融、除湿干燥得到疏松多孔的固化污泥产物，得到的固化污泥产物除去了绝大部分的病原体、微生物，且污泥汗水率低，同时形成了稳定的疏松多孔状态，质量轻盈，可以作为多孔材料用于保温、降噪、干燥、排水等多种应用，使其应用广泛，污泥回收利用率高。
(2)本发明所提供的一种河道污泥的固化方法采用含有硅酸盐水泥和干稻草段的固化剂对污泥进行固化，增加固化污泥产物强度，增加其应用范围。
(3)本发明所提供的一种河道污泥的固化方法采用负压除湿干燥在低温下对冻融污泥饼进行热空气除湿干燥，使其除湿干燥快速，得到的固化污泥产物含水率低。
(4)本发明所提供的一种河道污泥的固化方法在河道淤泥加入固化剂之前还设置有过筛步骤，将河道淤泥中的大块固体杂质筛出，避免大块固体杂质与河道淤泥一起固化，影响河道淤泥的性能和应用。
附图说明
图1为本发明对照实施例1得到的固化产物的SEM图；
图2为本发明实施例1得到的多孔泥饼的SEM图；
图3为本发明实施例5得到的多孔泥饼的SEM图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
本发明中采用的用于河道污泥固化的仪器或装置均为市售的现有装置，因此，在本发明中不对河道污泥固化方法应用过程中使用的仪器或装置结构进行详述。
所述步骤E：除湿干化这一步骤在热泵除湿装置中进行，所述热泵除湿装置包括烘干室、布设在烘干室内的传送装置和与烘干室连通的干热空气运行系统；所述干热空气运气系统包括依次相连的抽风机、冷凝器、循环热泵、吹风机，所述抽风机设置在烘干室上方且与烘干室连通；所述吹风机设置在烘干室下方且与烘干室连通。所述传送装置包括用于传送冻融污泥饼的传送带和驱动传送带运动的驱动装置，所述传送带优选为网状传送带，使吹风机吹送入烘干室内的干热空气与冻融污泥块充分接触。
所述吹风机吹入的干热空气流速小于抽风机抽出的湿热空气流速，使烘干室内产生并保持负压，使冻融污泥块中的水分更易挥发，使冻融污泥块干燥更快。
实施例1
一种河道污泥的固化方法，包括以下步骤：
步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼，并切割为尺寸为30cm*30cm*20cm的污泥块；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥滤饼放入-15℃的冰冻室内冰冻18h后，再在20℃的养护箱内融化18h中融化，交替循环3次，得到冻融污泥饼；
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的冻融污泥饼在热泵除湿装置中除湿干燥5分钟，其除湿温度为60℃、气压为30kPa，得到含水率为25％的多孔泥饼。
所述固化剂采用以下配方制备：所述固化剂包括35份硅酸盐水泥、生石灰5份、粉煤灰10份、干稻草段8份、煤渣25份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的3.5％。
实施例2
一种河道污泥的固化方法，包括以下步骤：
步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼，并切割为尺寸为30cm*30cm*20cm的污泥块；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥滤饼放入-15℃的冰冻室内冰冻32h后，再在20℃的养护箱内融化32h中融化，交替循环1次，得到冻融污泥饼；
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的冻融污泥饼在热泵除湿装置中除湿干燥5分钟，其除湿温度为60℃、气压为30kPa，得到含水率为22％的多孔泥饼。
所述固化剂采用以下配方制备：所述固化剂包括25份硅酸盐水泥、生石灰8份、粉煤灰12份、干稻草段5份、煤渣35份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的5％。
实施例3
一种河道污泥的固化方法，包括以下步骤：步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤A：过筛：将河道淤泥投入振动筛中振筛过滤，除去直径大于10mm的块状杂质；
步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼，并切割为尺寸为30cm*30cm*20cm的污泥块；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥滤饼放入-25℃的冰冻室内冰冻18h后，再在25℃的养护箱内融化18h中融化，交替循环3次，得到冻融污泥饼；
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的冻融污泥饼在热泵除湿装置中除湿干燥10分钟，其除湿温度为50℃、气压为40kPa，得到含水率为25％的多孔泥饼。
所述固化剂采用以下配方制备：所述固化剂包括35份硅酸盐水泥、生石灰5份、粉煤灰10份、干稻草段8份、煤渣25份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的4％。
实施例4
一种河道污泥的固化方法，包括以下步骤：步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤A：过筛：将河道淤泥投入振动筛中振筛过滤，除去直径大于10mm的块状杂质；
步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼，并切割为尺寸为30cm*30cm*20cm的污泥块；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥滤饼放入-20℃的冰冻室内冰冻24h后，再在20℃的养护箱内融化24h中融化，交替循环5次，得到冻融污泥饼；
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的冻融污泥饼在热泵除湿装置中除湿干燥8分钟，其除湿温度为50℃、气压为35kPa，得到含水率为21％的多孔泥饼。
所述固化剂采用以下配方制备：所述固化剂包括35份硅酸盐水泥、生石灰5份、粉煤灰10份、干稻草段8份、煤渣25份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的3.5％。
实施例5
本实施例是在实施例4基础上进行改进，其改进之处在于：所述固化剂采用以下配方制备：所述固化剂包括28份硅酸盐水泥、生石灰7份、粉煤灰10份、干稻草段7份、煤渣30份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的4％。本实施例得到含水率为20％的多孔泥饼。
本实施例中其他部分与实施例4基本相同，故不再一一赘述。
试验例：
将经过步骤A、B、C、E的污泥饼作为对照实施例1和将在常压下进行除湿干燥的污泥饼做为对照实施例2。所述对照实施例1经过步骤C之后得到的污泥块在常温下晾晒，晾晒时长与实施例5中步骤D的循环冻融时间相同，所述对照实施例1与实施例5的其余部分相同，故不再一一赘述。所述对照实施例2与实施例5在步骤A、B、C、D基本相同，故不再一一赘述。将对照实施例1、对照实施例2、实施例1和实施例5中得到的固化产物(即对照实施例2、实施例1、实施例5得到多孔泥饼和对照实施例1得到的固化泥饼)进行空隙率、含水量的检测和SEM检测，其空隙率如表1所示：
表1
如图1所示，未经过循环冻融的固化产物中，结构紧密、孔隙微小，没有明显的大孔隙；如图2所示，经过1次循环冻融后的多孔泥饼较未经循环冻融的固化产物疏松，出现明显的密集孔隙；如图3所示，经过5次循环冻融后的多孔泥饼，结构呈蜂窝状，疏松多孔，且其孔径尺寸较均匀集中。若图3中圈出的部分，其孔径尺寸较大的孔隙开始出现，并且孔隙之间出现了相互贯通。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种河道污泥的固化方法，其特征在于：将加入固化剂的污泥滤饼先在冰冻室内循环冻融1~7次，再经过热空气负压除湿后，得到疏松多孔的固化污泥产物。
2.根据权利要求1所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于：所述固化剂包括25~35份硅酸盐水泥、生石灰5~8份、粉煤灰10~12份、干稻草段4~8份、煤渣25~35份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的3.5~5%。
3.根据权利要求3所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于：所述固化剂包括28份硅酸盐水泥、生石灰7份、粉煤灰10份、干稻草段7份、煤渣30份；所述固化剂的添加量为河道淤泥质量的4%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤B：投料：将河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥滤饼放入冰冻室中冰冻后，再在养护室中融化，交替循环1~7次，得到冻融污泥饼；
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的冻融污泥饼在热泵除湿装置中除湿干燥，得到含水率为20~35%的多孔泥饼。
5.根据权利要求4所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于：所述循环冻融包括交替进行的冰冻过程和融化过程，所述冰冻过程为污泥滤饼在温度不高于-15℃的冰冻室内冰冻18~30h；所述融化过程为经过冰冻的污泥滤饼在20~25℃的养护箱内融化18~30h。
6.根据权利要求4所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于：所述步骤E中冻融污泥的除湿温度为45~60℃，其除湿干燥的时间为5~10分钟，冻融污泥在热泵除湿装置中的气压为30~50kPa。
7.根据权利要求4所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于：所述步骤B之前还有步骤A，所述步骤A为过筛：将河道淤泥投入振动筛中振筛过滤。
8.根据权利要求1~3、5~7中任一项所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：过筛：将河道淤泥投入振动筛中振筛过滤，除去直径大于10mm的块状杂质；
步骤B：投料：将过筛后的河道淤泥投加到混合搅拌机中，加入固化剂，常温下搅拌混合均匀；
步骤C：压滤：将步骤B中加入了固化剂的污泥在压滤机中压滤，得到污泥滤饼，并切割为长宽高均不超过50cm的污泥块；
步骤D：循环冻融：将步骤C得到的污泥块放入-20℃的冰冻室内冰冻24h后，再在20~22℃的养护箱内融化24h中融化，交替循环3~5次，得到冻融污泥块，
步骤E：除湿干化：将步骤D中的到的污泥块饼在热泵除湿装置中除湿干燥5~10分钟，其除湿温度为45~60℃、气压为30~50kPa，得到含水率为20~35%的多孔泥饼。
9.根据权利要求1~3、5~7中任一项所述的一种河道污泥的固化方法，其特征在于：所述热空气负压除湿在热泵除湿装置中进行，所述热泵除湿装置包括烘干室、布设在烘干室内的传送装置和与烘干室连通的干热空气运行系统；所述干热空气运气系统包括依次相连的抽风机、冷凝器、循环热泵、吹风机，所述抽风机设置在烘干室上方且与烘干室连通；所述吹风机设置在烘干室下方且与烘干室连通。
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