淤泥固化調(diào)質(zhì)劑及其制備方法和用圖
【專利摘要】本發(fā)明提供一種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑，淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的主要組分為：金屬氧化物Na2O、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO；非金屬氧化物SiO2、SO3；NaOH溶液和三聚硫氰酸三鈉鹽(C3N3S3Na3)水溶液。淤泥固化調(diào)質(zhì)劑能對(duì)淤泥泥漿的極細(xì)顆粒進(jìn)行從疏松結(jié)構(gòu)變?yōu)橹旅芙Y(jié)構(gòu)的調(diào)質(zhì)處理，從而降低淤泥極細(xì)顆粒固化的諸多不利因素，使其極細(xì)顆粒間能迅速緊密粘結(jié)或發(fā)生團(tuán)聚，從而能在使用擠壓機(jī)械設(shè)備的條件下對(duì)淤泥泥漿進(jìn)行快速有效地進(jìn)行固化處理。本發(fā)明還提供該種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的制備方法：系將金屬氧化物和非金屬氧化物進(jìn)行高溫焙燒和微波輻射，使其具有所需的活性，然后按確定的組分和確定的質(zhì)量分量配制，并磨細(xì)至所需的細(xì)度，配合使用具有激發(fā)作用的NaOH和C3N3S3Na3溶液即可。
【專利說明】
淤泥固化調(diào)質(zhì)劑及其制備方法和用途
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種水環(huán)境領(lǐng)域中淤泥固化用的淤泥調(diào)質(zhì)劑及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 淤泥是泥水環(huán)境的重要組成部分。是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基本因素，對(duì)區(qū) 域的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持能力起著至關(guān)重要的作用。由于歷史的累積和近期經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速 發(fā)展等原因，我國90%以上的城市的泥水環(huán)境問題日益嚴(yán)峻。表現(xiàn)為城市河道的嚴(yán)重淤積、 水資源短缺、水污染過重、水生態(tài)平衡遭到破壞等。從而使城市的持續(xù)發(fā)展越來越受到嚴(yán)重 阻礙，人居環(huán)境越來越受到嚴(yán)重威脅。
[0003] 我國的八大流域特別是長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲地區(qū)的河網(wǎng)水系，隨著工農(nóng)業(yè)的 迅猛發(fā)展，大量工農(nóng)業(yè)廢水通過多種途徑流入河道水體。由于河流水動(dòng)力與載荷污染物質(zhì) 量的能力失調(diào)，致使污染物最終沉積進(jìn)入河流水體底泥中，并逐步累積形成重度污染淤泥 的沉積層。由此產(chǎn)生諸多河流、湖泊出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化，頻繁發(fā)生的水華現(xiàn)象、河湖的黑臭 已成了各流域城市河網(wǎng)湖泊中的一種普遍現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了居民生活、城市形象和城市生 態(tài)、景觀環(huán)境。
[0004] 淤泥污染問題已經(jīng)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境以及人居生活造成了很大的脅迫和壓 力，河湖淤泥對(duì)城市的進(jìn)一步發(fā)展的確產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響。因此，河湖清淤和對(duì)受污染 淤泥的"減量化"、"無害化"、"穩(wěn)定化"、"資源化"處理處置已成為當(dāng)前各級(jí)政府部門一個(gè)迫 在眉睫的重要任務(wù)。
[0005] 河湖淤泥的粒徑極細(xì)，中值粒徑一般為微米級(jí)。表1、表2、表3所列的數(shù)據(jù)表明，淤 泥中顆粒粒徑在75微米以下的極細(xì)淤泥廣州市獵德涌淤泥占67.2%、云南滇池淤泥占 99.5%、武漢黃孝河淤泥占67.9%。這種高比例極細(xì)粒徑的情況使得淤泥的固化十分困難， 且固化后具有的強(qiáng)度很低。另一方面，河湖淤泥含有大量的有機(jī)成分，這從另一個(gè)角度給淤 泥的固化帶來困難。因此，淤泥固化前需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，營(yíng)造出淤泥極細(xì)顆粒能快速固化 的環(huán)境條件，降低淤泥極細(xì)顆粒固化的不利因素，使其極細(xì)顆粒間能緊密粘結(jié)或發(fā)生團(tuán)聚， 從而能快速有效地進(jìn)行固化。這就是本發(fā)明的宗旨。
[0006] 表1廣州市獵德涌淤泥顆粒分析
[0008] 表2云南滇池淤泥顆粒分析


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明目的為處理處置淤泥的固化階段提供一種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑及其制備方法 和用途，淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的功能是對(duì)淤泥固化前進(jìn)行調(diào)質(zhì)，營(yíng)造有助于淤泥固化的一種內(nèi) 生性的環(huán)境條件。
[0013] -種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑，各組分按重量百分計(jì)，其特征在于由以下各組分組成：
[0014] 金屬氧化物他2〇、厶12〇3^62〇3、〇3〇、]\^0，其質(zhì)量分量分別為:似2〇0.5~2.1%， Al2〇3 11.4~21.8%，F(xiàn)e2〇3 6.3~13.5%，Ca0 13.3~20.2%，Mg0 3.2~5.6%;
[0015] 非金屬氧化物Si02、S03，Si〇2以Si032-形態(tài)存在，SO 3以S〇42-形態(tài)存在，其質(zhì)量分量 分別為：Si〇2 25.2~44.5%，S〇3 7.6~11.8%;
[0016] NaOH溶液，質(zhì)量分量為0.2~0.7%。
[0017] 三聚硫氰酸三鈉鹽(分子式C3N3S3Na3)質(zhì)量分量為1.6~10.5 %，總量為100 %。
[0018] -種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0019] ( - )A 組分
[0020] (1)將金屬氧化物和非金屬氧化物分別在焙燒爐中按1000 °Clh，1100°Clh，1200 °C 2h的順序焙燒；
[0021] (2)將步驟(1)制得的各組分物質(zhì)冷卻后按確定的組分及質(zhì)量分量配制成混合料；
[0022] (3)將步驟(2)配制出的混合料用磨機(jī)粉磨至比表面積2 400m2/kg的細(xì)粉；
[0023] (4)將步驟(3)磨出的細(xì)粉置于頻率為2450兆赫的微波場(chǎng)中輻射加熱2h;
[0024] (5)拌合步驟(4)制得的細(xì)粉至均勻后即得到淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的A組分成品。
[0025] (二)B組分
[0026] 按NaOH的質(zhì)量分量稱取，并按水:NaOH=49:1的比例溶解制得NaOH儲(chǔ)備液，使用時(shí) 用水稀釋至所需濃度即可；
[0027] 市售三聚硫氰酸三鈉鹽(C3N3S3Na 3)為含C3N3S3Na3 15 %的水溶液，按C3N3S3Na3的質(zhì) 量分量稱取，并稀釋至水:C3N3S3Na3 = 49:1的比例即制得C3N3S3Na3儲(chǔ)備液，使用時(shí)用水稀釋 至所需濃度即可。
[0028](三)A組分和B組分溶液組成淤泥固化調(diào)質(zhì)劑。
[0029]所述的淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的用途，其特征在于:使用時(shí)，每IOOkg淤泥中加入2~4kg 淤泥固化調(diào)質(zhì)劑，先加完B組分，B組分中先加入NaOH，后加入C3N3S3Na 3，然后再加入A組分； 先后加入NaOH和C3N3S3Na3的加入時(shí)間間隔為1分鐘；先后加入B組分和A組分時(shí)間間隔為2~ 3分鐘;待淤泥固化調(diào)質(zhì)劑與被固化淤泥拌合均勻后再用板框壓濾機(jī)壓榨。
[0030] 本發(fā)明的淤泥固化調(diào)質(zhì)劑能對(duì)淤泥泥漿中的固態(tài)成分的結(jié)構(gòu)性能、理化性能和力 學(xué)性能進(jìn)行內(nèi)在調(diào)質(zhì)，營(yíng)造有助于淤泥泥漿固化的一種內(nèi)生性的環(huán)境條件。這是因?yàn)楸居?泥固化調(diào)質(zhì)劑中含有能促進(jìn)淤泥固化時(shí)發(fā)生的水化反應(yīng)、火山灰反應(yīng)、離子交換反應(yīng)和碳 酸化反應(yīng)的組分，且其中含有三種可以促進(jìn)這些反應(yīng)的堿性激發(fā)組分。特別是能使那些在 淤泥中含量在67%以上的微米級(jí)極細(xì)顆粒進(jìn)行膠結(jié)與團(tuán)聚，從而易于固化。
[0031] 本發(fā)明還提供該種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的制備方法:系將金屬氧化物和非金屬氧化物 進(jìn)行高溫焙燒和微波輻射，使其具有所需的活性，然后按確定的組分和確定的質(zhì)量分量配 制，并磨細(xì)至所需的細(xì)度，配合使用NaOH和C 3N3S3Na3即可。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 表1.是本發(fā)明實(shí)施例1~3所用原料及配比。
[0033] 表1各實(shí)施例所用原料及配比單位：％
[0035]表2.是按表1.是所示的實(shí)施例1~3所用原料及配比對(duì)淤泥固化處理的結(jié)果。
[0036] 表2對(duì)淤泥固化處理的結(jié)果
[0038] 淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：
[0039] (一)A組分
[0040] (1)將金屬氧化物和非金屬氧化物分別在焙燒爐中按1000 °Clh，1100°Clh，1200 °C 2h的順序焙燒；
[0041] (2)將步驟(1)制得的各組分物質(zhì)冷卻后按確定的組分及質(zhì)量分量配制成混合料； [0042] (3)將步驟(2)配制出的混合料用磨機(jī)粉磨至比表面積2 400m2/kg的細(xì)粉；
[0043] (4)將步驟(3)磨出的細(xì)粉置于頻率為2450兆赫的微波場(chǎng)中輻射加熱2h;
[0044] (5)拌合步驟(4)制得的細(xì)粉至均勻后即得到淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的A組分成品。
[0045] (二)B組分
[0046] 按NaOH的質(zhì)量分量稱取，并按水:NaOH=49:1的比例溶解制得NaOH儲(chǔ)備液。使用時(shí) 用水稀釋至所需濃度即可。
[0047] 市售三聚硫氰酸三鈉鹽(C3N3S3Na3)為含C 3N3S3Na3 15 %的水溶液。按C3N3S3Na3的質(zhì) 量分量稱取，并稀釋至水:C3N3S3Na3 = 49:1的比例即制得C3N3S3Na3儲(chǔ)備液。使用時(shí)用水稀釋 至所需濃度即可。
[0048](三)A組分和B組分溶液組成淤泥固化調(diào)質(zhì)劑。
[0049] 所述的淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的用途，其特征在于:使用時(shí)，每IOOkg淤泥中加入2~4kg 淤泥固化調(diào)質(zhì)劑，先加完B組分，B組分中先加入NaOH，后加入C3N3S3Na3,然后再加入A組分。 先后加入NaOH和C3N3S3Na3的加入時(shí)間間隔為1分鐘；先后加入B組分和A組分時(shí)間間隔為2 ~3分鐘。待淤泥固化調(diào)質(zhì)劑與被固化淤泥拌合均勻后再用板框壓濾機(jī)壓榨。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑，各組分按重量百分計(jì)，其特征在于由以下各組分組成： 金屬氧化物他20^1203、？6203、030、]\^0，其質(zhì)量分量分別為 :他20 0.5~2.1%41203 11.4~21.8%，F(xiàn)e2〇3 6.3~13.5%，CaO 13.3~20.2%，Mg0 3.2~5.6%; 非金屬氧化物Si〇2、S03，Si02以Si032_形態(tài)存在，S0 3以S〇A形態(tài)存在，其質(zhì)量分量分別 為：Si〇2 25.2~44.5%，S〇3 7.6~11.8%; NaOH溶液，質(zhì)量分量為0.2~0.7 %。 三聚硫氰酸三鈉鹽(分子式C3N3S3Na3)質(zhì)量分量為1.6~10.5 %，總量為100 %。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行： (一) A組分 (1) 將金屬氧化物和非金屬氧化物在焙燒爐中按1000°(：111，1100°(：111，12001€211的順序 焙燒； (2) 將步驟(1)制得的各組分物質(zhì)冷卻后按確定的組分及質(zhì)量分量配制成混合料； (3) 將步驟⑵配制出的混合料用磨機(jī)粉磨至比表面積2 400m2/kg的細(xì)粉； (4) 將步驟(3)磨出的細(xì)粉置于頻率為2450兆赫的微波場(chǎng)中輻射加熱2h; (5) 拌合步驟(4)制得的細(xì)粉至均勻后即得到淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的A組分成品。 (二) B組分 按NaOH的質(zhì)量分量稱取，并按水:NaOH = 49:1的比例溶解制得NaOH儲(chǔ)備液，使用時(shí)用水 稀釋至所需濃度即可； 市售三聚硫氰酸三鈉鹽(C3N3S3Na3)為含C 3N3S3Na3 15 %的水溶液;按C3N3S3Na3的質(zhì)量分 量稱取，并稀釋至水:C3N3S3Na3 = 49:1的比例即制得C3N3S3Na3儲(chǔ)備液。使用時(shí)用水稀釋至所 需濃度即可； (三) A組分和B組分溶液組成淤泥固化調(diào)質(zhì)劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淤泥固化調(diào)質(zhì)劑的用途，其特征在于:使用時(shí)，每100kg淤 泥中加入2~4kg淤泥固化調(diào)質(zhì)劑，先加完B組分，B組分中先加入NaOH，后加入C 3N3S3Na3,然 后再加入A組分，先后加入NaOH和C3N 3S3Na3的加入時(shí)間間隔為1分鐘；先后加入B組分和A組 分時(shí)間間隔為2~3分鐘，待淤泥固化調(diào)質(zhì)劑與被固化淤泥拌合均勻后再用板框壓濾機(jī)壓 榨。
【文檔編號(hào)】C02F11/00GK105859065SQ201610230128
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】陳士強(qiáng), 葉旺
【申請(qǐng)人】武漢美麗東方環(huán)保有限公司