一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法技术

一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法，属于环境工程技术领域，脱水污泥固化剂中铁矿尾矿、煤渣、磷石膏、凝石按质量百分比为(1～3)∶(1～3)∶(1～3)∶(1～4)，其制备方法包括：分别对铁矿尾矿、煤渣、磷石膏进行水洗、烘干、破碎、碾研，凝石也经碾研，处理后按比例混合均匀。脱水污泥固化剂的使用方法包括：脱水污泥与添加的脱水污泥固化剂按质量比为1∶(0.04～0.08)加入到搅拌机搅拌均匀后，在常温场地中堆积三天后抗压强度能够达到61～82.2kPa，浸出液的pH值介于7.05～8.4。脱水污泥固化剂采用固体废弃物为原料，以废治废，原料来源广泛，成本低。固化后的脱水污泥作为道路填筑用土。

【技术实现步骤摘要】
一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法
本专利技术属于环境工程
，特别涉及一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法。
技术介绍
污泥是污水处理厂处理生活污水与工业污水排弃的副产物，原始污水中带有泥沙、纤维、动植物残体及其吸附在其上的有机物、重金属离子、病毒、病菌、虫卵及胶质所形成的一种稠状物质，经污水处理厂的污水处理，原始污水中带有的所述有毒有害物质残留在脱水污泥中，需进行稳定化、减量化和无害化处理。近年来，人们对污泥造成的环境风险及人身危害不断清晰，渴望着污水、污泥不再为害，化害为利，生态环境得以改善，人身健康不受危害。多年以来，污泥处理处置费用的标准也呈现逐年提升的趋势，促进污泥行业的迅速发展。截至2019年底，全国城市污水处理厂提升处理能力为1.77亿立方米/日，累计处理污水量532亿立方米；据前瞻估算，其产生的干污泥约1232万吨，干污泥处置量约为1182万吨。污泥处理技术以能源干化与机械脱水为主(包括已运营和在建项目)，能源干化占比略较高，达到31％。除却能源干化和机械脱水两种处理方式之外，由于减量化压力较大，采用于化焚烧这类迅速减量化方式项目的占比增大，由此出现焚烧污泥渣、焚烧飞灰填埋的方法；同時兴起污水处理厂剩余污泥经压滤机压滤进一步脱水后进行填埋的方法，增加了填埋场地的土地征用及巨大投资。虽是一种无害化、减量化的措施，却是土地、能源与废弃物资源的浪费，不符合资源节约型社会的原则。又如：发展中的中国，达飞猛进的工农业发展及人们物质生活的提高，污水、污泥排放量更是年复一年的增多，如此数量巨大的城市脱水污泥压滤、焚烧后填埋消耗的土地与资金投入数额巨大；填埋场地引起的污水渗漏，Cu、Zu、Pb及Cd等重金属离子污染生态环境，污染河流、地表水，引起庄稼植物链重金属元素及病毒、病源体的吸收，给人们食后带来健康的隐患。污泥不仅是污水处理厂污水处理后的剩余脱水污泥，亦包括水利、环境和土木工程中大量产生的废弃土。污泥的污染如得不到妥善处理，对环境与人类造成二次污染的危害是巨大的！这正是更多的已经产生的多种固体污泥无害化处理和资源化利用的技术难题。目前，我国大量兴建的高速公路、一级、两级公路、乡间村道建设中需要使用数量巨大、不可再生的砂石和粘土资源作为路基的填筑材料，通常是劈山采石、征地取土的方式作路基填筑材料。这对经济发达的东部地区，砂石与土地资源十分紧缺的情形中，这种劈山采石、毁地筑路的建设模式，是对人们赖以生存的土地资源的蚕食，生态环境平衡及自然资源的破坏，无疑是杀鸡取卵的作法，不符合建设资源节约型社会国策，应受一定的限制或制约。如若能使脱水污泥与尾矿、煤渣等固体废弃物合利的资源化利用，用作路基填筑材料，才是改弦更张的科学方法；替代砂石、粘土用作路基填筑材料，降低了不可再生的砂石、土地资源消耗，对于节约投资、优化路基工程质量利在当今，具有重要的技术价值，经济效益、环境与社会效益显著。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了进一步深化污水处理厂污水处理后的剩余脱水污泥的再生利用问题，提供一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法。该固化剂采用铁矿尾矿、煤渣、磷石膏和凝石为原料，经原料的预处理后按原料配比、相互混合的制备方法成为污泥固化剂，按处理污泥量的比例在脱水污泥中添加污泥固化剂、进行充分混合的方法、使用固化剂；利用污泥与尾矿、固体废弃物自身化学功能及活性成分的相互间的活性激发与凝石固化剂的固化作用，实现脱水污泥的固化、稳定化。固化后的脱水污泥用作路基填筑材料。本专利技术的脱水污泥来源于污水处理厂管网引入的生活污水与工业污水，经泥水分离、沉淀、压滤等工艺脱水处理后剩余的含水率低于85％的脱水污泥，含有一定量的SiO2、Al2O3、CaO等无机活性成分。各地污水处理厂因区域环境、工业属性、人们生活质量与习惯的不同，产生的污泥化学成分及含量不仍相同。本专利技术的脱水污泥固化剂选用铁矿尾矿为原料，铁矿尾矿分为单金属类铁尾矿和多金属类铁尾矿。本专利技术选用的是单金属类铁尾矿，产于鞍山的高硅型单金属类铁尾矿，该类型铁尾矿是排弃产量最大的铁尾矿类型，属于此类的选矿厂还有本钢南芬、歪头山、鞍钢东鞍山、齐大山、弓长岭、大孤山、首钢大石河、密云、水厂、太钢峨口、唐钢石人沟、棒磨山等矿山。本专利技术的脱水污泥固化剂选用的煤渣，是从工业和民用锅炉及其他燃煤设备所排出的废渣(主要以燃煤发电厂、冶炼工业、化肥厂造汽炉及北方地区民用锅炉等燃煤供热排弃的煤渣)。目前该类废渣在我国分布很广，利用量远没有排出量大。弃置堆积时还会放出含硫气体污染大气及危害环境。本专利技术的脱水污泥固化剂选用的磷石膏，是磷酸或磷工业以及其某些洗涤剂产业排放的工业废渣；磷石膏主要成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，此外还含有多种其他杂质，杂质多呈灰白色，有的呈黄色和灰黄色不溶性杂质，如石英、未分解的磷灰石、不溶性P2O5、共晶P2O5、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐。可溶性杂质；如水溶性P2O5，溶解度较低的氟化物和硫酸盐。此外，磷石膏中还含砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞、及放射性元素，均极其微量，且大多数为不溶性固体，其危害性可忽略不计；磷石膏中所含氟化物、游磷酸、P2O5、磷酸盐等杂质是导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因素。磷石膏的大量堆存，不仅侵占了土地资源，而且由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染，导致生态环境污染及人类健康的危害。磷石膏密度为2.05g/cm3，容重0.85N/m3，是一种多组分的复杂晶体。通常情况下，湿法生产1吨磷酸，产生4.5～5.5吨磷石膏。磷石膏是潮湿的细粉末，95％的颗粒小于0.2mm，在空气中或常温、干燥、干热环境中易结块成团，自由水含量20～30％，pH值一般在4.5以下，呈酸性。本专利技术的脱水污泥固化剂选用凝石作胶凝剂，凝石是由清华大学、中国矿业大学和北京蓝资科技有限公司联合研制开发的新型胶凝材料(专利申请号02158190.8)。2004年由吉林通化蓝资科技有限公司受让生产。凝石制品是水泥的替代品，制品的强度等各项性能指标均达到或超过同类水泥制品。本专利技术的污泥固化剂，由铁矿尾矿、煤渣、磷石膏和凝石组成，成分按质量比为铁矿尾矿∶煤渣∶磷石膏∶凝石＝(1～3)∶(1～3)∶(1～3)∶(1～4)进行混合；其中，铁矿尾矿采用的是鞍山高硅型单金属类铁尾矿，该铁矿尾矿的SiO2硅品位含量高达75％～83％，一般不含有伴生元素，煤渣的SiO2硅品位为40～50％，铁矿尾矿、煤渣、磷石膏、凝石粒度均≤100目。其中，煤渣还含有成分按质量百分比为：Al2O330～35％、Fe2O34～20％、CaO1～5％及少量镁、硫、碳等。其矿物组成主要有钙长石、石英、莫来石、磁铁矿和黄铁矿、大量含硅玻璃体(Al2O3·2SiO2)和活性SiO2、活性Al2O3以及少量的未燃煤等；其中，磷石膏的主要成份为：二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，含量一般有90％以上，达到国家一级石膏标准；还含有Al2O30.18％、Fe2O30.045％、SiO29.45％、P2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱水污泥固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、将铁矿尾矿、煤渣、磷石膏，分别用水清洗后在105～110℃条件下烘干6～8h；按质量比为铁矿尾矿∶煤渣∶磷石膏∶凝石＝(1～3)∶(1～3)∶(1～3)∶(1～4)，其中铁矿尾矿的Si

【技术特征摘要】
1.一种脱水污泥固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将铁矿尾矿、煤渣、磷石膏，分别用水清洗后在105～110℃条件下烘干6～8h；按质量比为铁矿尾矿∶煤渣∶磷石膏∶凝石＝(1～3)∶(1～3)∶(1～3)∶(1～4)，其中铁矿尾矿的Si2O3硅品位为75～83％，一般不含伴生元素；煤渣的SiO2硅品位含量为40～50％，还含有成分按质量百分比为：Al2O330～35％、FeO24～20％、CaO1～5％；磷石膏的主要成分按质量百分比为：二水硫酸钙90％以上，还含有各种其他杂质；凝石为固化剂；
步骤2、采用破碎机将铁矿尾矿、煤渣、磷石膏分别逐级破碎至1mm以下，再采用轮碾机分别进行碾研，凝石也经碾研；破碎、碾研后各种物料粒径均≤100目；
步骤3、在常温下，将经过处理后的铁矿尾矿、煤渣、磷石膏和凝石按照脱水...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞克夫，
申请(专利权)人：虞克夫，
类型：发明
国别省市：浙江;33