用于处理含水泥浆的方法,由此制备的材料及其用途技术

本发明专利技术涉及一种通过只加入阴离子聚合物絮凝剂而对挖泥处置区中的泥浆，特别是来自河流和港口的泥浆加速脱水的方法和由该方法所得材料的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,由此制备的材料及其用途的制作方法
本专利技术涉及一种通过添加聚合物絮凝剂而使泥浆处置区中的泥浆、尤其是来自河流和港口的泥浆加速脱水的方法，以及按照这种方法得到的材料的用途。河流总是将无机和有机沉积物向下游输送。这些沉积物在河流和港口中沉积下来。在GB 1,116,290中推荐在这种沉积物的较深层中注入聚合物溶液并由此导致絮凝，这总的来说导致沉积物的解体和其通过水流动自然移走。作为聚合物尤其可以提及聚丙烯酸和聚丙烯酰胺。共聚物含有至少50Mol％的丙烯酸或者甲基丙烯酸。此外还记载了阳离子聚合物也是合适的。迄今为止这种沉积物通常仍然通过疏浚而从水中除去。所述沉积物经常含有对环境有害的组分，其例如为配位结合的重金属离子形式或者有机的有害物质形式，这些物质使得不能再允许过去经常使用在深水区域进行倾倒内进行沉积，而是需要以环境友好的方式堆积在陆地上。为了可以有序地堆积，必须对根据来源可以具有高达20重量％的有机含量的所述沉积物进行相应处理。按照目前在实践中进行的方法，被挖掘出来的沉积泥浆在驳船中被输送到用于泥浆处理的设备并以1000-6000m3/h的速率通过导管冲入到相应的脱水处理区中。在沉积过程中，所述泥浆的脱水通过在排水装置中渗出、通过排出在沉积时形成的上层水和通过自然干燥而进行。在达到半固态的稠度后，泥浆的干燥通过多次机械翻腾继续进行(DE 197 26 899 A1，HeinrichGirdes GmbH，1998)。由于气候影响，额外的湿气进入导致泥浆的重新浸透并由此导致干燥过程延迟。取决于环境，一年中高达超过8个月的雨水进入抵消了蒸发干燥。泥浆处理的整个过程需要高达一年的时间，而且该过程可能由具有较高的0.06mm和更小的微细泥浆部分含量明显延长到达18个月，这种泥浆的沉积形成对于水近乎不渗透的沉积物层并阻塞了通过排水装置的渗出。(参见Prof.Fritz Gehbauer，Institut fürMashinenwesen im Baubetrieb，Universitt Fridericiana，imbVerffentlichung，Reihe V/Heft 20，Nassbaggertechnik，Kap.3.2.Definitionen，29页)。由于微细泥浆的较低密度，在相同的填充量时脱水池含有较少的干物质，即相对于粗泥浆泥浆处理量降低。为了达到对于再加工干燥泥浆所需的足够的桨剪切强度，必须使微细泥浆干燥到60重量％的含水量，而粗泥浆在65-70重量％时已经满足强度要求。在US 3,312,070(Dailchi Kogyo Seiyaku Kabushiki Kaisha，1967)中推荐在采掘泥浆时使用起凝结作用的表面活性助剂，如果不添加这种助剂则泥浆趋于分离为微细组分和粗组分。结果由此得到再次获得的泥浆的不同材料特性。在该专利文件中尤其使用例如丙烯酰胺与羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯酰胺和苯胺-尿素-甲醛树脂的混合物以及磺甲基化聚丙烯酰胺的反应产物。所述助剂被计量添加入泥浆的进料导管中进入沉降池。在EP 346 159 A1(Aoki Corp.，1989)中实施了传统的泥浆脱水方法，其中载有负电荷的泥浆颗粒用阳离子盐或者阳离子聚合物处理，其在絮凝效果和成本方面是不利的。可替换的是，推荐相继加入阴离子和阳离子聚合物凝结剂并视需要加入其他的阴离子絮凝剂以用于泥浆脱水。由于絮凝剂在进入泥浆沉降池之前混入快速流动的含水泥浆流中的实际情况，两种或者三种不同絮凝剂的有效彼此调节计量加入和它们的相互作用不能确保形成沉积的泥浆絮凝物。从EP 0 500 199 B1(Detlef Hegemann GmbH&Co.，1996)可知一种用于将污染的水域沉积物后处理成为长期对环境友好的建筑材料的方法，其中所述沉积物在干燥至约120-140％的含水量后与黏土材料和水泥/石灰水合物形成环境友好的建筑材料。本专利技术的任务在于提供一种对来自河流和港口和浅滩或海底的泥浆进行脱水的方法，其可以快速和成本有效地脱水和尽可能简单地在现场脱水的现有设备中进行。考虑到高的泥浆采掘速度和由此遇到的高剪切应力，提供的方法应能导致快速絮凝和稳定的絮凝物。该方法尤其还应有利地用于由于其细粒部分而特别难于脱水的泥浆。在实施本方法时，对于所述干燥泥浆的再利用还要注意避免环境有害的产物。此外，所提供的方法的任务在于使分离上层水和排水装置水后部分脱水的泥浆的自然干燥时间最小化。本专利技术的另一任务在于将存在于含水泥浆中的有害物质牢固地附着在脱水泥浆上，使得可以降低或者避免额外加入附着有害物质的物质，并使得经干燥的泥浆可以直接再加工或者储存。本专利技术的任务通过一种泥浆的脱水方法得以实现，其中该泥浆-通过添加水调节到可以能泵送的浓度-通过导管填冲入脱水处理区-在输送期间与聚合絮凝剂的水溶液反应-在脱水处理区中沉积并部分脱除上层水和/或排水装置水，并随后进行自然蒸发干燥，该方法的特征在于，所述絮凝用水溶性阴离子聚合物絮凝剂进行。根据本专利技术所用的阴离子聚合物具有大于1.0×107，优选大于1.2×107和尤其优选大于1.5×107的平均分子量Mw。根据本专利技术所用的阴离子聚合物由水溶性非离子和阴离子单体组分形成。所用的非离子单体的实例是丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，丙烯酸和甲基丙烯酸的羟基烷基酯、优选2-羟基乙酯和2-羟基丙酯，丙烯腈、乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基乙酰胺以及它们的混合物。优选使用丙烯酰胺。所用的阴离子单体的实例是不饱和单羧酸和二羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、乙烯基磺酸、丙烯酰胺烷基磺酸、乙烯基膦酸和/或它们与碱金属、铵、(烷基)胺或者链烷醇胺的盐和这些单体的混合物。优选使用丙烯酸和其碱金属盐。本专利技术所用的聚合物可以含有高达10重量％的其他的非水溶性或者低水溶性的单体以改进聚合物性能，只要这些其他单体不影响聚合物的水溶性。这些单体的实例是乙酸乙烯酯和丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙基己酯。在本专利技术所用的阴离子聚合物中阴离子单体组分的含量为1-40重量％、优选5-30重量％和尤其优选10-20重量％。对于略粗的泥浆已经表明，在一些情况下具有30-40重量份阴离子含量的阴离子聚丙烯酰胺表现出特别好的絮凝效果。在本专利技术的另一有利的实施方案中使用了两种不同阴离子絮凝剂的混合物，其中所述不同既可以是阴离子单体组分的化学结构不同，也可以是阴离子单体组分的重量含量不同。优选使用具有不同阴离子单体组分重量含量的聚合物的混合物。替代由非离子单体和阴离子单体合成的聚合物也可以使用初始由非离子单体组分形成的那些聚合物，这些聚合物的阴离子基团通过部分水解由酯类和/或酰胺类的非离子组分产生。对此可以示例性举出通过聚丙烯酰胺共聚物的水解得到的阴离子聚丙烯酰胺。所述阴离子聚丙烯酰胺可以按照各种聚合方法制备，例如按照凝胶聚合方法，其中单体水溶液在引发后绝热聚合为凝胶，该凝胶随后粉碎、干燥并研磨成聚合物粉末。为了改善溶解性，该聚合物粉末在其表面经常用微细的高分散硅胶(Aerosil)或者用水玻璃涂覆。此外该聚合物还可以油包水分散体形式存在，其在使用前逆转为水包油分散体。优选使本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对泥浆进行脱水的方法，其中所述泥浆：－通过添加水调节到能泵送的浓度，－通过导管冲入脱水处理区，－在输送期间与聚合物絮凝剂的水溶液反应，－在脱水处理区中沉积并部分排出上层水或者排水装置水并随后进行自然蒸发干 燥，该方法的特征在于，所述絮凝用水溶性阴离子聚合物絮凝剂进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T布登伯格，H赫尔曼，H帕维尔，O施勒尔斯，W赫普纳，V哈特曼，
申请(专利权)人：亚什兰许可和知识产权有限公司，德特莱夫赫格曼两合公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]