CN108862947A - 一种化学处理淤泥的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学处理淤泥的方法及其应用。该方法将淤泥置于搅拌罐中，调节其含水率至20‑99%得淤泥浆；向淤泥浆A中加入高分子粘结材料、淤泥改良剂和功能性添加剂，混合搅拌，并通入气体，得淤泥净化物。该淤泥净化物根据应用场所及应用目的的需要，可通过喷射、涂刷、流涎、填充、浇灌等方式，得到力学性能优良的多孔状固态产品，产品无淤泥溶出，不容易散裂，有利于储存运输，使用时轻巧卫生，另外，淤泥净化物固化后多孔透气、亲水保水、养分充足，可为植物提供良好的根系生态环境，促进淤泥的无害化自然降解，淤泥处理前无需沉降、过滤、干燥、焚烧或填埋，解决传统淤泥处理方法遇到的能耗高、周期长、成本高、工序繁杂等问题。

Description

一种化学处理淤泥的方法及其应用

技术领域

本发明属于淤泥处理领域，具体涉及一种化学处理淤泥的方法及其应用。

背景技术

河道、湖泊等环境水体常用的清淤方式有排干开挖式、泵吸外排式、水底挖取式、绞吸脱水式等。上述清淤方式，步骤繁琐，效率低下，且取出后的淤泥体积大，稀淤泥很难用普通卡车运输，如运输或堆放措施不当，随着雨水冲刷会污染周围土壤，造成水体的二次污染和淤积。污水厂淤泥的各种处理技术，也存在效率低，每天处理量很有限且设备与运行费用较高、脱水效果有限等问题。其常见的处理方法包括淤泥过滤、脱水、消毒、干燥或烧制等工艺。

目前关于湖泊、河道、城市水体、污水处理厂等淤泥的化学处理特别是发泡成型的专利文献未见报道，但是有将淤泥过滤、干燥后进行焚烧的报道，也有通过微生物菌对淤泥进行无害化处理的报道。但传统处理方法均存在周期长、效率低、成本高、能耗大、工艺繁琐等问题。

申请号201610406731.5，公开了一种无机聚合物淤泥固化砂浆及其制备方法。首先，将近海工程中产生的含有重金属淤泥经过物理化学处理后得到淤泥颗粒；然后，将粉煤灰溶解于水玻璃激发剂溶液中，加入处理过的淤泥、石粉进行搅拌混合，最后加入固体氧化钙进行搅拌，即得。虽然该专利避免了传统水泥淤泥固化材料制备过程中需大量使用水泥的缺点，减少了水泥生产过程中CO₂等温室气体的产生、工业粉尘排放对环境的影响；充分利用粉煤灰、废石粉等工业废弃物来制备淤泥固化砂浆，使得工业废弃物得到充分的循环再生利用；同时固体氧化钙的加入吸收了混合物中多余的自由水并且加速了无机聚合物水化反应的进行，无机聚合物淤泥固化砂浆具有优异的早期力学性能。但是，在该淤泥处理专利中，使用的是淤泥固化砂浆的方法，需要事先对淤泥进行干燥、粉碎、球磨、焚烧等步骤，周期长、效率低、能耗大，淤泥处理量有限。在处理过程中还需对淤泥成分进行分析，以确定用于淤泥固化的胶凝材料的用量。但在实际应用过程中，不同地方不同地段的淤泥组分不尽相同，因此收集的不同批次的淤泥，需要不断检测其成分来获得相应的胶凝材料用量，否则很难保证固化砂浆的一致性。再则，淤泥制成固化砂浆后，其固化过程仍需较长的固化时间与精心的固化养护，人工成本较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种化学处理淤泥的方法及其应用，该处理方法简单，易行，成本低廉，且处理后的淤泥可直接喷涂或铺设在河堤、湖岸上作为植物生长的基质，也可以固化后作为建筑材料使用。

一种化学处理淤泥的方法，包括以下步骤：

步骤1，淤泥收集

将淤泥置于搅拌罐中，调节其含水率至20-99%得淤泥浆A；

步骤2，淤泥化学处理

向淤泥浆A中加入高分子粘结材料、淤泥改良剂和功能性添加剂，混合搅拌，并通入气体，得淤泥净化物；其中，高分子粘结材料的重量为淤泥浆A的3-30%倍，淤泥改良剂的重量为淤泥浆A的10-100%，功能性添加剂的重量为淤泥浆A的0.1-15%倍。

作为改进的是，步骤2中所述高分子粘结材料为聚乙烯醇缩甲醛、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、聚醚多元醇、异氰酸酯、聚氨酯预聚体、纤维素、脲醛树脂或密胺树脂中一种或多种混合；所述淤泥改良剂为沸石粉、高岭土、膨润土、硅藻土、草炭土、蛭石、珍珠岩、秸秆粉碎物、菇渣、水苔或腐叶粉碎物中的一种或多种混合；所述功能性添加剂为淤泥降解微生物、植物种子、EDTA二钠、磷酸钠、三乙醇胺、盐酸、双氧水、灭藻醌、多菌灵、波尔多液、戊二醛、硼砂、氯化钙、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的至少两种混合。

在上述的处理方法中，化学处理方法是以淤泥发泡成型为主要目的，辅以消毒、灭藻、重金属固定等化学处理。其中，化学处理方法中所述高分子粘结材料起到粘合、固化、定型、发泡、包覆、锁水、亲水等作用。所述改良剂起到吸附、缓冲、透气、增强、养分调节、盐分调节等作用；所述淤泥改良剂起到吸附、缓冲、透气、增强、养分调节、盐分调节等作用；所述功能性添加剂起到重金属吸附、杀菌、灭藻、交联、充气、稳泡、pH调节、植物繁殖、淤泥降解等作用。

作为改进的是，步骤1中淤泥浆A的含水率为85%。

上述淤泥净化物在植物生长基质或建筑材料上的应用。

作为改进的是，上述淤泥净化物在植物生长基质上的应用将淤泥净化物喷涂或撒泼在绿化带、河堤、山体或墙体附着表面，经常温常压反应固化1-200分钟，得到作为植物的生长基质层。由于淤泥颗粒表面被亲水高分子材料结构所包覆，淤泥不易渗出，发泡产生的多孔结构透水透气，有利于植物根系的生长和穿插，加速淤泥的无害化进程。

有益效果：

在淤泥处理过程中，将各类组分恰当地配比混合，得到具有一定粘结力的流体，在该流体固化成型前，根据应用场所及应用目的的需要，可通过喷射、涂刷、流涎、填充、浇灌等方式，得到力学性能优良的多孔状固态产品，产品无淤泥溶出，不容易散裂，十分有利于储存运输，在使用过程中也十分轻巧卫生。产品多孔透气、亲水保水、养分充足，可为植物提供良好的根系生态环境，促进淤泥的无害化自然降解。本发明在不需要对淤泥进行沉降、过滤、干燥、焚烧、填埋等情况下，解决传统淤泥处理方法遇到的能耗高、周期长、成本高、工序繁杂等问题。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。

实施例1

收集淤泥100kg，含水率为85%，加入0.05kg磷酸钠、1kg草籽、3kg沸石粉、3公斤硅藻土、3公斤膨润土、5公斤秸秆粉碎物、0.3公斤盐酸、0.05公斤十二烷基三甲基氯化铵、15kg聚乙烯醇缩甲醛溶液、10公斤聚氨酯预聚体，快速搅拌均匀后撒铺在裸露的绿化带上，撒铺厚度约2—3cm，1-20分钟后发泡固定成型，得到厚度约4—8cm的多孔生长基质层。往基质层上浇水，水可快速渗入，吸水倍率为2-5倍，吸水过饱和后，渗出的水为透明状，说明高分子粘结材料对淤泥等颗粒起到有效的包覆和截留作用。养护7-15天，便可长出小草嫩芽，为草本提供良好的生长环境，促进淤泥自然降解进程。

上述淤泥净化物的测试指标如下表所示。

实施例2

往搅拌罐中加入1000公斤水、100公斤高岭土、50公斤蛭石、50公斤珍珠岩、100公斤硅藻土、3公斤三乙醇胺、1.5公斤聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂、0.05kgEDTA二钠、3公斤双氧水、50公斤三聚氰胺树脂，搅拌均匀后得到组分1；

剪接混合头处连接有A、B、C共4个进料口，进料口A为含水率为75%的淤泥浆；进料口B连接上述组分1；进料口C连接聚氨酯预聚体，预聚体NCO含量12%；启动剪接混合头，同时启动A、B、C进料泵，按4:2:1的进料比例混合后喷射到做表面固定处理后的边坡上，常温常压下反应定型1-60min，得到用于护坡的植物生长基质层。基质层连续一体，不起尘不流失，耐冲刷性能好，吸水倍率可达到自身干重的4-6倍，有机质含量丰富，适合植被生长。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种化学处理淤泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，淤泥收集

将淤泥置于搅拌罐中，调节其含水率至20-99%得淤泥浆A；

步骤2，淤泥化学处理

向淤泥浆A中加入高分子粘结材料、淤泥改良剂和功能性添加剂，混合搅拌，并通入气体，得淤泥净化物；其中，高分子粘结材料的重量为淤泥浆A的3-30%倍，淤泥改良剂的重量为淤泥浆A的10-100%，功能性添加剂的重量为淤泥浆A的0.1-15%倍。

2.根据权利要求1所述的一种化学处理淤泥的方法，其特征在于，步骤2中所述高分子粘结材料为聚乙烯醇缩甲醛、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、聚醚多元醇、异氰酸酯、聚氨酯预聚体、纤维素、脲醛树脂或密胺树脂中一种或多种混合；所述淤泥改良剂为沸石粉、高岭土、膨润土、硅藻土、草炭土、蛭石、珍珠岩、秸秆粉碎物、菇渣、水苔或腐叶粉碎物中的一种或多种混合；所述功能性添加剂为淤泥降解微生物、植物种子、EDTA二钠、磷酸钠、三乙醇胺、盐酸、双氧水、灭藻醌、多菌灵、波尔多液、戊二醛、硼砂、氯化钙、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的至少两种混合。

3.根据权利要求1所述的一种化学处理淤泥的方法，其特征在于，步骤1中淤泥浆A的含水率为85%。

4.基于权利要求1所得的淤泥净化物在植物生长基质或建筑材料上的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述淤泥净化物在植物生长基质上的应用将淤泥净化物喷涂或撒泼在绿化带、河堤、山体或墙体附着表面，经常温常压反应固化1-200分钟，得到作为植物的生长基质层。