一种改性市政污泥的制备方法及其在生态护坡中的应用技术

本发明专利技术公开一种改性市政污泥的制备方法，先在市政污泥中加入生石灰处理，然后先后进行磁场和超声波处理，最后加入水泥、炉渣、硅灰、氯化钙混匀，烘干，制成改性市政污泥粉末。这种改性市政污泥利用生石灰、磁场、超声波等处理方式的协同作用，能够降低恶臭和杀灭病原菌和寄生虫卵，改变污泥的菌胶团结构，改善脱水性能。本发明专利技术还提供了利用上述改性市政污泥制备生态护坡浆液喷播在边坡上的方法，喷播的浆料经养护后强度高，与裸露边坡的粘附性好，不容易脱落，草籽发芽和生长速度快，存活率高。存活率高。

【技术实现步骤摘要】
一种改性市政污泥的制备方法及其在生态护坡中的应用


[0001]本专利技术属于环境工程
，特别是一种应用于生态护坡上的改性市政污泥。

技术介绍

[0002]随着我国公路交通现代化建设开始进入持续、快速的发展阶段，交通、矿山、水电工程等基础设施的建设导致了大量山体开挖，工程开挖造成了裸露边坡的大量产生，不仅形成了地质灾害隐患，而且扰动了原有地形地貌和原生植被，加剧生态环境的恶化与生态系统的退化。因此，道路工程裸露边坡的生态修复及防护具有显著的生态环保效益。
[0003]市政污泥是指城市污水处理厂经浓缩脱水后排出的泥块或泥饼，是污水处理过程不可避免的副产品。随着我国社会经济发展和城镇化进程加快，污泥产量伴随城市生活污水排放量的同步剧增，2020年全国污泥年产量将突破6.0
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107t。国内水处理行业“重水轻泥”现象的影响，使得污泥处置长期“欠账”，市政污泥的处理处置问题日益严重。目前，国内外污泥处置的方法主要有焚烧、投海、填埋和资源化利用。我国面临能源、资源相对短缺的国情，市政污泥资源化利用才是长久出路且应用前景广阔的处置方式。
[0004]将改性市政污泥的资源化利用和生态护坡技术相结合，充分利用改性市政污泥制备绿色道路生态护坡材料，可以减少污泥的二次污染，促进污泥减量化、稳定化、无害化、资源化。市政污泥成分复杂，在处理过程中存在含水率高、有机质含量高、病原菌虫卵含量大及易腐烂有恶臭等问题，但是市政污泥中含有丰富的N、P、K等植物必需的营养元素，对于边坡生态修复中植物生长能起到较大作用。因此，根据市政污泥的特性及其最终处理目的，经过对市政污泥采用一系列手段进行改性后用作生态护坡是可行的。
[0005]现有的市政污泥处理技术中，“声光磁电能场对活性污泥细菌生物活性的影响研究”(冯霞，武汉理工大学，200604)研究了超声波、磁场、激光、紫外光、电场对污泥中细菌生物活性的影响，发现对活性污泥进行外加磁场和超声处理后，磁场对活性污泥中微生物新陈代谢有影响，超声能够对病原菌和寄生虫卵的细胞壁和细胞膜有一定影响。生石灰在污泥重金属钝化中的应用”(程毅，环境工程，2012(30))公开了采用生石灰钝化污泥中的重金属。
[0006]现有的市政污泥在生态护坡领域的应用技术中，“市政污泥处置与水泥基材料固化处理技术综述”(吴程浩，质量管理，2018)公开了将污泥、水泥混合成浆料喷薄在裸露的边坡上的技术。“喷播植草生态护坡技术在市政景观工程中的应用”(秦新朝，四川水力发电，2019(06))中公开了将草种预处理后拌入浆液中喷射在边坡上。
[0007]然而，上述现有的专利技术和技术文献，都没有将市政污泥处理技术形成协同统一的完整技术，不能得到性能优良，能应用于生态护坡中的污泥材料。

技术实现思路

[0008]针对以上现有技术的不足，本专利技术提供了一种改性市政污泥的制备方法，具体通过以下技术实现。
[0009]一种改性市政污泥的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1、取市政污泥加入重量为市政污泥0.5-2％的生石灰，240r/min下搅拌3min，得混合料；所述生石灰中氢氧化钙含量大于85％，200目筛余量小于5％；
[0011]S2、将所述混合料外加磁场处理10-30min，磁场强度为100-200mT；
[0012]S3、将所述混合料再用超声波处理1-5min，超声波能量密度为0.05-0.2W/mL；
[0013]S4、向先后经过步骤S2、S3处理的所述混合料中加入水泥、炉渣、硅灰、氯化钙混匀，烘干，磨碎过2mm筛制得改性市政污泥粉末。
[0014]采用上述方法制备而成的改性市政污泥粉末成品，能够有效降低恶臭和杀灭病原菌和寄生虫卵，改变污泥的菌胶团结构，改善脱水性能；制成生态护坡所用浆料后的强度高，与裸露边坡的粘附性好，不容易脱落。上述市政污泥的改性制备方法中，市政污泥经过污水处理厂处理后含水率一般在60-85％范围内；采用特定的步骤顺序，发挥了各步骤之间的协同促进作用。只有按照先加入生石灰，然后外加磁场处理，再用超声波处理，最后混合其他原料的方法，才能获得上述最佳的脱臭和杀灭病原菌和寄生虫卵等技术效果。如果去除某一项步骤，或是调整某两个步骤的顺序，都会影响最终的总体技术效果。
[0015]优选地，步骤S2中，磁场处理时间为20min，磁场强度为160mT；步骤S3中，超声波处理的时间为2min，超声波能量密度为0.1W/mL。
[0016]优选地，步骤S4中，加入的水泥、炉渣、硅灰、氯化钙的用量分别为所述混合料的10-20％、5-10％、0.01-0.1％。
[0017]更优选地，步骤S4中，加入的水泥、炉渣、硅灰、氯化钙的用量分别为所述混合料的15％、8％、0.05％。
[0018]优选地，所述炉渣是先粉碎过2-5mm筛，取筛下物后再在水中浸泡24-72h制备而成；所述水泥为硅酸盐水泥和/或硫铝酸盐水泥，烧失量＜4％，三氧化硫含量3％，氧化镁含量2％；所述硅灰的二氧化硅含量大于92％。
[0019]本专利技术还提供了一种改性市政污泥在生态护坡中的应用，所述生态护坡所用浆料的原料包括改性市政污泥粉末、壤土、粘合剂和保水剂，加水搅拌制成浆料；所述改性市政污泥粉末采用上述改性市政污泥的制备方法制备而成；粘合剂要结合当地壤土的性质使用；保水剂需结合当地降水量和气候使用，不超过混合溶液体积的1％。
[0020]所述浆料在生态护坡中的应用方法为：先在需生态修复的裸露边坡上喷播5-8cm的所述浆料；让然后按20-25g/
㎡
撒播草籽，最后再在表面喷播2cm所述浆料。
[0021]优选地，所述改性市政污泥粉末和壤土的混合比例为4：6。
[0022]优选地，所述草籽为狗牙根、百喜草、高羊茅、结缕草中至少一种；所述壤土的黏粒含量为15-30％，颗粒大小过2mm标准筛。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：本专利技术提供了一种改性市政污泥的制备方法，通过对市政污泥按照加入生石灰、磁场处理、超声波处理，最后加入其他原料的固定特殊方式，有效降低了原有污泥的恶臭，杀灭了病原菌和寄生虫卵，改变污泥的菌胶团结构，改善脱水性能；将改性市政污泥制成生态护坡所用浆料后的强度高，与裸露边坡的粘附性好，不容易脱落。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]本实施例提供的改性市政污泥，其制备方法为：
[0027]S1、取市政污泥加入重量为市政污泥1％的生石灰，240r/min下搅拌3min，得混合料；所述生石灰中氢氧化钙含量大于85％，200目筛余量小于5％；
[0028]S2、将所述混合料外加磁场处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性市政污泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取市政污泥加入重量为市政污泥0.5-2％的生石灰，240r/min下搅拌3min，得混合料；所述生石灰中氢氧化钙含量大于85％，200目筛余量小于5％；S2、将所述混合料外加磁场处理10-30min，磁场强度为100-200mT；S3、将所述混合料再用超声波处理1-5min，超声波能量密度为0.05-0.2W/mL；S4、向先后经过步骤S2、S3处理的所述混合料中加入水泥、炉渣、硅灰、氯化钙混匀，烘干，磨碎过2mm筛制得改性市政污泥粉末。2.根据权利要求1所述的改性市政污泥的制备方法，其特征在于，步骤S2中，磁场处理时间为20min，磁场强度为160mT；步骤S3中，超声波处理的时间为2min，超声波能量密度为0.1W/mL。3.根据权利要求1所述的改性市政污泥的制备方法，其特征在于，步骤S4中，加入的水泥、炉渣、硅灰、氯化钙的用量分别为所述混合料的10-20％、5-10％、0.01-0.1％。4.根据权利要求3所述的改性市政污泥的制备方法，其特征在于，步骤S4中，加入的水泥、炉渣、硅灰、氯化钙的用量分...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾刚，曹林涛，周兴涛，李业学，王元元，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：