CN109653255A - 一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法 - Google Patents

一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，包括：将一定配比的改性高岭土、污泥和微晶高岭石混合搅拌，先以第一搅拌速度搅拌，边搅拌边按水灰比0.3‑0.5加入水，然后搅拌速度在第一搅拌速度和第二搅拌速度间交替切换，持续3‑4h第二搅拌速度大于第一搅拌速度；其中，改性高岭土由以下步骤制成：将50‑100重量份的高岭土置于制备机内，不搅拌，仅升温至100－110℃时，保温5～10分钟，接着将25‑50重量份的共聚尼龙以及少量的交联剂、引发剂、蒸馏水混合成反应溶剂，再将反应溶剂加入制备机内，加热温度控制在145－155℃，搅拌6－10分钟，冷却至95～105℃，加入少量硬脂酸即可。

Description

一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法
技术领域
本发明涉及一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法。本发明是申请号：2017106638541，申请日：2017.08.06，发明名称：一种垃圾填埋场防渗材料的铺设方法的分案申请。
背景技术
随着全球淡水资源危机的加剧，水资源短缺成为制约人类发展的主要因素之一，合理利用水资源成为各领域研究的重要内容。合理利用水资源主要体现在增加水资源量、提高水的利用率和节约水资源等方面。目前我国地表水资源受生活垃圾污染，为此越来越多使用生活垃圾填埋场防渗材料，生活垃圾填埋场防渗材料的作用是通过防渗层结构将垃圾填埋物和周围地层完全隔离，形成垃圾填埋场独立而封闭的环境，进而阻止垃圾渗滤液渗入地下对填埋场周围地下水造成污染。垃圾填埋场防渗层结构的有效锚固是实现其功能的保证，是生活垃圾填埋场防渗系统功能有效必不可少的工程措施，但是，目前常规防渗工程的造价较高，且防渗效果仍然不是很显著。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
本发明提供一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，包括：将一定配比的改性高岭土、污泥和微晶高岭石混合搅拌，先以第一搅拌速度搅拌，边搅拌边按水灰比0.3-0.5加入水，然后搅拌速度在第一搅拌速度和第二搅拌速度间交替切换，持续3-4h第二搅拌速度大于第一搅拌速度；其中，改性高岭土由以下步骤制成：将50-100重量份的高岭土置于制备机内，不搅拌，仅升温至100－110℃时，保温5～10分钟，接着将25-50重量份的共聚尼龙以及少量的交联剂、引发剂、蒸馏水混合成反应溶剂，再将反应溶剂加入制备机内，加热温度控制在145－155℃，搅拌6－10分钟，冷却至95～105℃，加入少量硬脂酸即可。
优选地，所述第一转速为150转/分至180转/分。
优选地，所述第二转速为300转/分至350转/分。
优选地，所述制备机包括机头和机座，机头内设有用于容纳物料的混合容器，混合容器内设有搅拌杆，机座具有封闭的容纳空间，容纳空间的外壁与机座的内壁之间形成第一冷却空间，第一冷却空间的底部开有出风孔。
优选地，所述容纳空间内设有带有第一连通孔的隔板，隔板将容纳空间分为上容纳空间和下容纳空间，下容纳空间的底部具有进风孔，下容纳空间内设有驱动体，驱动体的上部设有上驱动杆，上驱动杆依次贯穿上容纳空间、混合容器后与搅拌杆传动连接，驱动体的下部设有下驱动杆，下驱动杆传动连接有叶轮。
优选地，所述上容纳空间设有电圈，混合容器底部包覆有金属盘，电圈发生交变磁场使得金属盘发热，金属盘具有底壁和侧壁，底壁与混合容器的底部紧贴，侧壁与混合容器下部的侧壁紧贴。
优选地，所述上容纳空间的上侧部具有第二连通孔，第二连通孔与第一冷却空间相通。
优选地，所述第一冷却空间外壁与竖直方向之间的夹角为3—4°。
优选地，在制备改性高岭土时，将50重量份的高岭土置于混合容器内，驱动体不工作，使得搅拌杆和叶轮不工作，仅电圈工作，使得混合容器升温至105℃时，保温7分钟，接着将25重量份的共聚尼龙以及1重量份交联剂、1重量份引发剂、1重量份蒸馏水混合成反应溶剂，交联剂选用N，N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂选用过氧化苯酰胺，再将反应溶剂加入混合容器内，通过电圈将加热温度控制在150℃，驱动体工作，搅拌杆搅拌9分钟，叶轮工作吸风，最后控制混合容器冷却至100℃，加入0.5重量份硬脂酸即可。
优选地，所述混合容器为金属容器。
附图说明
图1为本实施例中铺设方法的流程示意图；
图2为本实施例中制备机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例的制备垃圾填埋场防渗材料的方法包括：
(1)清理待铺装防渗材料的场地，并将场地的原土层夯实或压实。
(2)使用钻孔机在场地上钻出若干孔槽，并清理钻出的土层。孔槽的直径为5cm-10cm，深度为3-4cm，相邻的两个孔槽之间的间距为15-20cm，
(3)将含泥量较小的中砂或粗砂铺设在场地上，并平整、密实。这样泥量较小的中砂或粗砂会先填满若干孔槽，然后再平铺在场地上，能够起到一定的防渗作用。
(4)将防渗材料倒入场地上，并平整、密实，完成第一次铺设。
(5)将细沙倒入场地上，并平整、密实。
(6)将防渗材料倒入场地上，并平整、密实，完成第二次铺设。
经过两次铺设防渗材料，且防渗材料与场地之间，两层防渗材料之间均由细沙隔离，提高了防渗效果。防渗材料由以下步骤制成：选用35重量份的改性高岭土、80重量份的污泥、12份的微晶高岭石混合搅拌，先以160转/分搅拌，边搅拌边按水灰比0.4加入水，然后搅拌速度在160转/分和320转/分间交替切换，持续3.5h即可制成。
本实施例的改性高岭土由以下步骤制成：将50重量份的高岭土置于制备机内，不搅拌，仅升温至105℃时，保温7分钟，接着将25重量份的共聚尼龙以及1重量份交联剂、1重量份引发剂、1重量份蒸馏水混合成反应溶剂，再将反应溶剂加入制备机内，加热温度控制在150℃，搅拌9分钟，冷却至100℃，加入0.5重量份硬脂酸即可，硬脂酸与高岭土间产生均匀的包裹层，特别是有利于在包裹层与被包裹物间形成共价健结合，提高了改性高岭土性能指标，且还能改善非金属性能。本发明的制备垃圾填埋场防渗材料的方法，具有优异的防渗性能，结构简单，价格便宜，施工方便，对环境不会造成二次污染，采用高岭土作为防渗材料，不仅成本低廉，而且通过高岭土的层间交换和吸附性，并通过共聚尼龙与高岭土的层间和表面相互作用，改变了高岭土的层间和表面结构，提高了其吸湿时的膨胀能力，能够有效防渗。此外，本发明使用专用的制备机制备防渗材料，制备效率高，且制备机的散热性极好，不要发生烫伤用户的现象。
下面详细介绍本实施例的制备机。如图2所示，本实施例中的制备机100包括机头101和机座102，机头101具有腔体，腔体内设有用于物料的混合容器103，混合容器103为桶状，腔体上方设有机头盖104，以盖合混合容器103，机头盖104上设有压力阀125，以控制混合容器103内的压力值。
混合容器103内设有搅拌杆105，机座102具有封闭的容纳空间106，容纳空间106的外壁与机座的内壁之间形成第一冷却空间107，第一冷却空间107的底部开有出风孔108，容纳空间107内设有带有第一连通孔109的隔板110，隔板110将容纳空间106分为上容纳空间111和下容纳空间112，上容纳空间111和下容纳空间112通过第一连通孔109连通，下容纳空间112的底部具有进风孔113，下容纳空间112内设有驱动体114，驱动体114可以是电机，驱动体114的上部设有上驱动杆115，上驱动杆115依次贯穿上容纳空间111、混合容器103后与搅拌杆105传动连接，搅拌杆105的底部与混合容器103的底部之间具有间隙，以防止摩擦，且搅拌杆105的横截面尺寸由内到外递减，以提高搅拌效果，因为物料往往推挤于混合容器103底部中间位置，加大搅拌杆105靠近混合容器103底部中间位置的尺寸，利于搅拌效率的提高。驱动体114的下部设有下驱动杆116，下驱动杆116传动连接有叶轮117，叶轮117主要用于带动风循环，实现散热。上容纳空间111设有电圈118即电磁线圈，混合容器103底部包覆有金属盘119，电圈118被控制器控制发生交变磁场使得金属盘119发热，金属盘119具有底壁和侧壁，底壁与混合容器103的底部紧贴，侧壁与混合容器103下部的侧壁紧贴，对混合容器103进行立体加热，加热效率极高。上容纳空间111的上侧部具有第二连通孔120，第二连通孔120与第一冷却空间107相通，使得制备机工作时，电圈118对金属盘119发热，同时驱动体114带动搅拌杆105和叶轮117旋转，搅拌杆105搅动混合容器103内的物料，叶轮117将外界风从进风孔113吸入下容纳空间112对驱动体114进行冷却，接着进入上容纳空间112对电圈118冷却，最后进入第一冷却空间107并通过出风孔108排出(参加图2中箭头流向)，使得本实施例的制备机100能够连续工作，顺利完成多次制备改性高岭土，原因在于，驱动体114带动搅拌杆105持续工作时，驱动体114会产生较多热量，而且工作过程中电圈118也会产生热量，如果这些热量持续累积，得不得散发，会发生故障。由于驱动体114产生的热量远远大于电圈118产生的热量，因此驱动体114的散热最为紧迫，故叶轮117将外界风从进风孔113先吸入下容纳空间112对驱动体114进行冷却，确保驱动体114的温度不会过高，接着与驱动体114发生热交换的冷却风会进入上容纳空间112对电圈118冷却，最后进入第一冷却空间107并通过出风孔108排出，这种冷却机制，将驱动体114和电圈118分别置于不同的空间，一方面可以保证两者工作温度环境不同，另一方面能够实现先对驱动体114进行充分冷却。
为了进一步提高冷却效果，将第一冷却空间107的横截面自上而下依次逐渐增大，例如第一冷却空间107外壁与竖直方向之间的夹角为3—4°，这样便于出风孔108排风，使得内部形成负压，利于进风孔113进风，加快了冷风循环。出风口108位于进风口113的外围，进风口113位于叶轮117的下方且处于叶轮117的外围，第一连通孔109位于电圈118的下方且处于电圈118的内围，便于对电圈118充分接触，对电圈118散热，该电圈118通过电圈架121设于上驱动杆115周围，电圈架121套接于上驱动杆115上，电圈118绕制于电圈架121上。由于叶轮117的作用，因此本实施例的机座102的外壁的温度不会过高，不会发生烫伤现象。为了保证机头102的外壁也不会发生烫伤现象，本实施例在混合容器103的外壁与机头101的内壁之间形成第二冷却空间122，第二冷却空间122和第一冷却空间107之间通过第三连通孔123连通，混合容器103的外壁还开设有与第二冷却空间122连通的第四连通孔124，第三连通孔123为上大下小，当出风孔108排风时，会使得第三连通孔123处形成文丘里效应，使得外界冷风会从第三连通孔123进入第二冷却空间122，确保机头102的外壁的温度不会很高，不会烫伤用户，而且第二冷却102空间的横截面自上而下依次逐渐减小，使得冷风充分对机头102进行散热。
在制备改性高岭土时，将50重量份的高岭土置于混合容器103内，驱动体114不工作，使得搅拌杆105和叶轮117不工作，仅电圈118工作，使得混合容器103升温至105℃时，保温7分钟，接着将25重量份的共聚尼龙以及1重量份交联剂、1重量份引发剂、1重量份蒸馏水混合成反应溶剂，交联剂选用N，N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂选用过氧化苯酰胺，再将反应溶剂加入混合容器103内，通过电圈118将加热温度控制在150℃，驱动体114工作，搅拌杆105搅拌9分钟，叶轮117工作吸风，最后控制混合容器103冷却至100℃，加入0.5重量份硬脂酸即可。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，包括：将一定配比的改性高岭土、污泥和微晶高岭石混合搅拌，先以第一搅拌速度搅拌，边搅拌边按水灰比0.3-0.5加入水，然后搅拌速度在第一搅拌速度和第二搅拌速度间交替切换，持续3-4h第二搅拌速度大于第一搅拌速度；其中，改性高岭土由以下步骤制成：将50-100重量份的高岭土置于制备机内，不搅拌，仅升温至100－110℃时，保温5～10分钟，接着将25-50重量份的共聚尼龙以及少量的交联剂、引发剂、蒸馏水混合成反应溶剂，再将反应溶剂加入制备机内，加热温度控制在145－155℃，搅拌6－10分钟，冷却至95～105℃，加入少量硬脂酸即可。
2.根据权利要求1所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述第一转速为150转/分至180转/分。
3.根据权利要求1所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述第二转速为300转/分至350转/分。
4.根据权利要求1所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述制备机包括机头和机座，机头内设有用于容纳物料的混合容器，混合容器内设有搅拌杆，机座具有封闭的容纳空间，容纳空间的外壁与机座的内壁之间形成第一冷却空间，第一冷却空间的底部开有出风孔。
5.根据权利要求4所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述容纳空间内设有带有第一连通孔的隔板，隔板将容纳空间分为上容纳空间和下容纳空间，下容纳空间的底部具有进风孔，下容纳空间内设有驱动体，驱动体的上部设有上驱动杆，上驱动杆依次贯穿上容纳空间、混合容器后与搅拌杆传动连接，驱动体的下部设有下驱动杆，下驱动杆传动连接有叶轮。
6.根据权利要求5所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述上容纳空间设有电圈，混合容器底部包覆有金属盘，电圈发生交变磁场使得金属盘发热，金属盘具有底壁和侧壁，底壁与混合容器的底部紧贴，侧壁与混合容器下部的侧壁紧贴。
7.根据权利要求6所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述上容纳空间的上侧部具有第二连通孔，第二连通孔与第一冷却空间相通。
8.根据权利要求4所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述第一冷却空间外壁与竖直方向之间的夹角为3—4°。
9.根据权利要求1所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，在制备改性高岭土时，将50重量份的高岭土置于混合容器内，驱动体不工作，使得搅拌杆和叶轮不工作，仅电圈工作，使得混合容器升温至105℃时，保温7分钟，接着将25重量份的共聚尼龙以及1重量份交联剂、1重量份引发剂、1重量份蒸馏水混合成反应溶剂，交联剂选用N，N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂选用过氧化苯酰胺，再将反应溶剂加入混合容器内，通过电圈将加热温度控制在150℃，驱动体工作，搅拌杆搅拌9分钟，叶轮工作吸风，最后控制混合容器冷却至100℃，加入0.5重量份硬脂酸即可。
10.根据权利要求1所述的一种制备垃圾填埋场防渗材料的方法，其特征在于，所述混合容器为金属容器。
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