一种河湖淤泥资源化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种河湖淤泥固化剂及河湖淤泥资源化利用方法。固化剂组成按质量百分数计如下：高炉矿渣10％～40％；硅酸盐水泥20％～35％；铁尾矿5％～35％；建筑垃圾微粉5％～25％；脱硫建筑石膏5％～25％。资源化利用方法，包括除杂、脱水、共混固化剂、摊铺养护和性能检测，最后得到工程用土。本发明专利技术固化剂可以处理化含水率为45‑70wt％的河湖淤泥，所得工程用土7天无侧限抗压强度达到0.40‑0.98MPa，28天无侧限抗压强度达到0.65‑1.08MPa，液限为32.1％‑45％，塑性指数9‑17，CBR值2％‑3％，压实度85％‑90％，自由膨胀率为40％‑55；可以作为合格的工程用土材料。

A method of resource utilization of silt in river and lake

The invention discloses a solidifying agent for river and lake sludge and a resource utilization method for river and lake silt. The composition of the curing agent is as follows: blast furnace slag 10% ~ 40%; Portland cement 20% ~ 35%; iron tailings 5% ~ 35%; construction waste powder 5% ~ 25%; desulphurization building gypsum 5% to 25%. Resource utilization methods include impurity removal, dehydration, blending curing agent, paving maintenance and performance testing. Finally, the engineering soil is obtained. The curing agent can treat the river lake silt with a water content of 45 70wt%. The 7 day unconfined compressive strength of the engineering soil is 0.40 0.98MPa, the unconfined compression strength of the 28 days is 0.65 1.08MPa, the liquid limit is 32.1% 45%, the plastic index 9 is 17, the CBR value 2% is 3%, the compaction degree 85% 90%, the free expansion rate. It is 40% to 55 and can be used as a qualified engineering soil material.

【技术实现步骤摘要】
一种河湖淤泥资源化利用方法
本专利技术属于环境工程
，具体涉及一种河湖淤泥固化剂及河湖淤泥资源化利用方法。
技术介绍
随着我国经济的发展和环保要求的提高，沿海和内陆河流湖泊的环保清淤工作越来越多，随之每年产生的淤泥也是高达数百亿方。河湖淤泥主要来源为城镇内湖或城镇周边的河湖、河道，沿岸的生活垃圾、生活污水等未经过处理排入，导致一些有机或无机污染物在河湖淤泥中富集，一般有机质含量3～15％，总氮含量0.2～17g/Kg，总磷含量0.1～14g/Kg，含水率10-90％。清淤工程产生的淤泥一般天然孔隙比小，颗粒细，粒度主要分布在5～50μm的范围内，含水率也普遍较高(60-70％)，处理比较难度大。河湖淤泥不仅处理体量大，占据堆存空间，同时也是造成水体二次污染的潜在污染源(在湖泊或河道流域环境发生变化时，淤泥中的污染物会重新释放出来进入水体，使水体遭受严重污染)。因此，在此生态环境受到破坏的背景影响下，淤泥处置问题亟需得到合理解决。目前淤泥的处置方法主要有两种：一种就是脱水固结后堆放；另一种就是直接自然风干抛弃。两种处置方法都严重影响到堆放场周边生态环境。据此，国家环保部门特制定相关法规，将淤泥作为污染废弃物加以处理，不能随便堆放，需寻求经济、环保的处置方法，避免其对环境的二次污染。因此，处置淤泥最有效的方法就是实现其资源化。我国目前淤泥资源化主要用作建材的制备原材料、园林用土及工程回填用土等，但从经济可行的角度出发，通过固化技术将淤泥转化为可以再生利用工程填土材料，是符合我国国情的淤泥处理及资源化的重要途径。目前现在常用淤泥固化技术主要化学药剂固化和板框脱水固化。对比这两种固化技术，化学药剂固化处理技术具有以下几点优势：可同时处理大量淤泥，效率高；固化处理后的淤泥可保证其耐水性，防止二次泥化带来的危险；可根据最终的产品需求来调控药剂配方，一步到位达到淤泥资源化的目的。因此，从经济性和技术可行性来说，以固化剂对淤泥进行固化制备回填土不仅可以大宗量处置淤泥，还可以带来经济效益和环保效益，具有较好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种河湖淤泥固化剂及河湖淤泥资源化利用方法。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种河湖淤泥固化剂，其组成按质量百分数计如下：高炉矿渣10％～40％；硅酸盐水泥20％～35％；铁尾矿5％～35％；建筑垃圾微粉5％～25％；脱硫建筑石膏5％～25％。按上述方案，所述原料的粒度≤45μm。河湖淤泥资源化工程用土，在河湖淤泥中加入上述固化剂摊铺、养护制备而来；其加入量按质量比固化剂：河湖淤泥为(2-15)：100。按上述方案，所述河湖淤泥含水率为45～70wt％一种河湖淤泥资源化利用方法，包括以下步骤：1)环保绞吸船吸取河湖淤泥，通过输泥管输送上岸，进入筛分系统除去淤泥中的石块和垃圾得到除杂淤泥；2)除杂淤泥进入浓缩系统，进行脱水处理，使其含水率达到45～70wt％得到脱水淤泥；3)脱水淤泥与上述固化剂进入均混搅拌装置，搅拌混匀；4)混合好的淤泥堆放在养护场地进行摊铺和养护；5)经过各项性能经检测，合格即得到工程用土。按上述方案，步骤4中摊铺厚度为30～50cm。按上述方案，步骤4中养护工艺包括翻抛、排水；翻抛3～5次/d，养护温度在25～40℃，养护7～28d。上述河湖淤泥资源化工程用土作为道路路基土、工程回填土、河湖筑堤土、矿坑回填土、或湿地建设土的应用。高炉矿渣：来源于冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣，经过加工成超细微粉，其比表面积在350～450m2/kg，高的比表面积具有高的微粉活性，有利于激发固化活性，降低水泥的使用量。硅酸盐水泥：采用型号为P·O42.5，主要矿物组成有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等，提供大量胶凝成分，可以与淤泥中水和无机矿物质相互作用，降低含水率，胶凝反应起强度。铁尾矿：来源于选铁矿后产生的废弃物，属于细粒尾砂，其中小于75μm占80％，较细的组成部分具有较高的胶凝活性和填充效应，较粗的组成部分可以用作骨料，这两种效应均有利于固化强度的提高。建筑垃圾微粉：来源于建筑垃圾回收过程中产生的废弃物，其中小于45μm占90％，具有较高的活性可以替代部分水泥参入固化反应，另外在固化反应过程中提供晶种，有利于提高固化反应的反应速度。脱硫建筑石膏：来源于排烟脱硫石膏，是一种工业副产品，其中含有的二水硫酸钙含量≥93％，可以与水泥或高炉矿渣中的活性成分生产水硬性钙矾石，有利于提高固化的强度.本专利技术利用胶凝材料的剧烈水化反应，使淤泥快速固化产生强度，同时加入胶凝材料有助于消解淤泥中的有机质。水化反应形成水化硅酸钙、水化铝酸钙和钙矾石等不溶于水的矿物，将淤泥中大量水分转化为结晶水，进而达到迅速凝结、提高固化土的强度、降低其有机质、增强其CBR的目的。翻抛的目的主要为了加速固化剂中气硬性材料反应，降解淤泥中有机质。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述固化剂的原料价格低廉，来源广泛，在固化淤泥过程中，掺量小，固化成本低，便于淤泥处置现场大规模使用。本专利技术固化剂可以处理化含水率为45-70wt％的河湖淤泥，所得工程用土7天无侧限抗压强度达到0.40-0.98MPa，28天无侧限抗压强度达到0.65-1.08MPa，液限为32.1％-45％，塑性指数9-17，CBR值2％-3％，压实度85％-90％，自由膨胀率为40％-55；处理固化后的淤泥可以作为工程用土材料。本专利技术制备出的合格工程用土用于清淤项目周边关联工程，包括道路路基土、工程回填土、河湖筑堤土、矿坑回填土、或湿地建设土，可实现淤泥大量快速的资源化循环利用。具体实施方式以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。以下实施例所用河湖淤泥固化剂，其组成按质量百分数配比范围：高炉矿渣10％～40％；硅酸盐水泥20％～35％；铁尾矿5％～35％；建筑垃圾微粉5％～25％；脱硫建筑石膏5％～25％。原料的粒度≤45μm；纯度不低于98.5wt％。所用河湖淤泥来源于德清县某湖泊。实施例1河湖淤泥固化剂按质量百分数配比：高炉矿渣10％；硅酸盐水泥20％；铁尾矿35％；建筑垃圾微粉25％；脱硫建筑石膏10％。河湖淤泥资源化利用过程：1)环保绞吸船吸取淤泥，通过输泥管输送作业，进入筛分系统，除去淤泥中的石块和垃圾；2)进入浓缩系统，进行脱水处理，使其含水率达到45wt％；3)脱水后的淤泥与固化剂同时进入均混搅拌装置，进行搅拌5-10min；其中所述固化剂掺量为脱水后淤泥质量的2wt％；4)将混合好的淤泥堆放在养护场地进行摊铺和养护。其中摊铺厚度为30～50cm；养护工艺主要分为翻抛、排水，翻抛3～5次/d，养护温度为40℃，养护28d。各项性能指标经检测后数据见下表1：表15)将合格工程用土用于清淤项目周边的道路路基土，满足道路施工要求。实施例2河湖淤泥固化剂按质量百分数配比：高炉矿渣20％；硅酸盐水泥35％；铁尾矿5％；建筑垃圾微粉25％；脱硫建筑石膏15％。河湖淤泥资源化利用过程：1)环保绞吸船吸取淤泥，通过输泥管输送作业，进入筛分系统，除去淤泥中的石块和垃圾；2)进入浓缩系统，进行脱水处理，使其含水率达到50wt％；3)脱水后的淤泥与固化剂同时进入均混搅拌装置，进行搅拌5-10min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种河湖淤泥固化剂，其特征在于组成按质量百分数计如下：高炉矿渣10％～40％；硅酸盐水泥20％～35％；铁尾矿5％～35％；建筑垃圾微粉5％～25％；脱硫建筑石膏5％～25％。

【技术特征摘要】
1.一种河湖淤泥固化剂，其特征在于组成按质量百分数计如下：高炉矿渣10％～40％；硅酸盐水泥20％～35％；铁尾矿5％～35％；建筑垃圾微粉5％～25％；脱硫建筑石膏5％～25％。2.如权利要求1所述河湖淤泥固化剂，其特征在于所述原料的粒度≤45μm。3.一种河湖淤泥资源化工程用土，其特征在于河湖淤泥中加入权利要求1或2所述固化剂后摊铺、养护制备而来；其加入量按质量比固化剂：河湖淤泥为(2-15)：100。4.如权利要求3所述河湖淤泥资源化工程用土，其特征在于所述河湖淤泥含水率为45～70wt％。5.一种河湖淤泥资源化利用方法，其特征在于包括以下步骤：1)环保绞吸船吸取河湖淤泥，通过输泥管输送上岸，进入筛分系统除去淤泥中的石块和垃圾得到除杂淤泥；2)除杂淤泥进入浓缩系...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐民主，刘啸，傅磊，张峻清，高倩，陈益人，
申请(专利权)人：三川德青科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42