一种固化剂及固化黑臭底泥的方法技术

本发明专利技术提供了一种固化剂及固化黑臭底泥的方法，包括以下重量份数的组分：60份～64份的工业废料、16份～20份的添加剂及18份～22份的硅铁复合絮凝剂；工业废料包括高炉炼铁废渣和/或转炉钢渣，所述添加剂为石灰、石膏及膨润土。本发明专利技术具有以下有益效果：本发明专利技术采用硅铁复合型絮凝剂去除污泥中重金属，使用具有胶凝性能的高炉炼铁废渣以及炼钢炉渣，生成水硬性物质，同时配合以石灰、石膏以及膨润土为原料的添加剂进一步增强硬度与钝化重金属，而粉末状固化剂又进一步提高了反应效率与固化效果，各组分配比合理，使用简单，后续经固化处理后的污泥，其强度可达到1200kPa以上，且重金属去除效果优良，可作为建筑材料进行资源化再利用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种固化剂及固化黑臭底泥的方法


[0001]本领域属于环保领域，具体涉及一种固化剂及固化黑底泥的方法。

技术介绍

[0002]治理是水环境治理的重要组成部分，如果底泥中污染物的释放不能得到有效控制，水环境治理也将难以取得良好效果。底泥中含有大量的氮、磷营养盐、有机物等污染物，有机物质在分解过程中引起耗氧大于复氧，使水体处于缺氧环境，厌氧微生物分解有机物产生大量的甲烷、硫化氢、氨等刺激性气体，致使水体黑臭。目前多采用机械清淤的方法处理底泥，减少底泥的内源污染，未对黑臭底泥进行后续处置，易导致二次污染。
[0003]为避免上述问题，因此现在研究更多的倾向于将黑臭底泥固化成可资源化利用材料。申请号为202011023732.4的中国专利公开了河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂及其使用方法，该固化剂主固剂、助固剂、调节剂、晶核剂、饱水剂、早强剂、絮凝剂、分散剂多种组分制备成固化剂，该固化剂虽然降低了处理后污泥的pH，但是由于经该固化剂处理后的固化污泥强度偏低；同样，申请号为20091057515.1的中国专利公开一种淤泥、污泥固化剂，该专利以电石渣以及矿渣为凝胶主体作为固化剂，达到了节省成本的目的，但是经过该固化剂处理后的污泥依旧出现强度低的问题，为后续资源化利用造成障碍。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种固化剂及固化黑臭底泥的方法。
[0005]具体技术方案如下：
[0006]一种固化剂，其不同之处在于，包括以下重量份数的组分：60份～64份的工业废料、16份～20份的添加剂及18份～22份的硅铁复合絮凝剂；
[0007]所述工业废料包括高炉炼铁废渣和/或转炉钢渣，所述添加剂为石灰、石膏及膨润土；所述工业废料与所述添加剂为粉末状。
[0008]进一步，所述硅铁复合絮凝剂的硅铁摩尔比为Si:Fe＝(0.1～0.5):1，碱化度为0.5～2，pH值范围为2～6。
[0009]进一步，所述工业废料与所述添加剂的比表面积为350m2/kg～600m2/kg。
[0010]进一步，所述硅铁复合絮凝剂包括γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及聚硅硫酸铁，所述γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及所述聚硅硫酸铁的质量比为(0.03～0.06)：1。
[0011]进一步，所述聚硅硫酸铁是由水玻璃与硫酸亚铁混合后再加入氧化剂反应后制备而得。
[0012]进一步，包括以下重量份数的组分：60份的工业废料、20份的添加剂及20份的硅铁复合絮凝剂。
[0013]进一步，所述石灰、石膏及膨润土的质量比为14:4:2。
[0014]上述固化剂的制备方法，其不同之处在于，将所述工业废料与所述添加剂混合后
粉碎，得到所述固体基；将所述固体基与所述硅铁复合絮凝剂混合。
[0015]进一步，所述硅铁絮凝剂的制备方法包括：
[0016]将水玻璃和硫酸亚铁按摩尔比(0.1～0.5)：1混合后，加入水溶解；然后加入氧化剂进行将硫酸亚铁氧化，所述硫酸亚铁与所述氧化剂的摩尔比为(0.8～1):1，得到聚硅酸铁溶液；最后将所述聚硅酸铁溶液与与γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷按(0.03～0.06)：1的质量比混合，然后搅拌均匀至碱化度0.5～2，pH的值5.6，得复合絮凝剂混合溶液。
[0017]进一步，所述氧化剂为H2O2。
[0018]一种污泥固化方法，其不同之处在于，包括以下步骤：将上述固化剂与污泥按1：(0.8～3.2)的质量比混合后进行固化养护。
[0019]进一步，所述固化剂与污泥按1：(0.8～2.0)的质量比混合。
[0020]进一步，所述固化剂与污泥混合后在常温条件下养护固化7天～14天。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术采用硅铁复合型絮凝剂去除污泥中重金属，使用具有胶凝性能的高炉炼铁废渣以及炼钢炉渣，生成水硬性物质，同时配合以石灰、石膏以及膨润土为原料的添加剂进一步增强硬度与钝化重金属，而粉末状固化剂又进一步提高了反应效率与固化效果，各组分配比简单合理，使用简单，后续经固化处理后的污泥，其强度可达到1200kPa以上，且重金属去除效果优良，可作为建筑材料进行资源化再利用。
[0023](2)石灰、石膏及膨润土的质量比为14:4:2时，能够快速降低底泥含水率，因此可进一步提高固化强度。
[0024](3)工业废料与添加剂的比表面积为350m2/kg～600m2/kg时，水化活性最好，进一步降低处理污泥中游离水，进而提高固化强度。
[0025](4)硅铁复合絮凝剂的硅铁摩尔比为Si:Fe＝(0.1～0.5):1，碱化度为0.5～2，pH值范围为2～6时，絮凝剂稳定性能最好，具有较高的聚合度，因而絮凝效果良好，可进一步提高金属去除率。
[0026](5)60份的工业废料、20份的添加剂及20份的硅铁复合絮凝剂作为固化剂时，经处理后的污泥的强度可进一步提高。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本专利技术。
[0028]以下各实施例，仅用于说明本专利技术，但不止用来限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0029]在本专利技术实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品；在本专利技术实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0030]本专利技术中，涉及的原料说明如下：
[0031]转炉钢渣来自武汉钢铁有限公司(简称武钢)的其主要化学成分为CaO、SiO2、
Al2O3、FeO、Fe2O3、MnO、MgO、P2O5、金属Fe和类水泥的矿物组分，类水泥的矿物组分包括：硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)和少量铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)等，其中作为主要作用成分的CaO、SiO2、Al2O3的占比分别为38.98％wt、14.93％wt、5.45％wt。
[0032]炼铁废渣来自武汉钢铁有限公司(简称武钢)，其主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3以及MgO、MnO、Fe2O3等氧化物。主要作用成分的CaO、SiO2、Al2O3的占比分别为38.6％wt、33.9％wt、15.3％wt。
[0033]本专利技术中，石膏为脱硫石膏(购买自山东鑫鸿越化工有限公司)
[0034]本专利技术中，膨润土为钙基膨润土(购买自河北盛运矿产品加工厂)
[0035]黑臭底泥，含水率为85.3％wt，有机质含量为10.7％wt。
[0036]实施例1
[0037]本实施例提供一种硅铁复合絮凝剂，具体制备方法如下：
[0038](1)将水玻璃和硫酸亚铁混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固化剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：60份～64份的工业废料、16份～20份的添加剂及18份～22份的硅铁复合絮凝剂；所述工业废料包括高炉炼铁废渣和/或转炉钢渣，所述添加剂为石灰、石膏及膨润土；所述工业废料与所述添加剂为粉末状。2.根据权利要求1所述的一种固化剂，其特征在于，所述硅铁复合絮凝剂的硅铁摩尔比为Si:Fe＝(0.1～0.5):1，碱化度为0.5～2，pH值范围为2～6。3.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述工业废料与所述添加剂的比表面积为350m2/kg～600m2/kg。4.根据权利要求1或2所述的固化剂，其特征在于，所述硅铁复合絮凝剂包括γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及聚硅硫酸铁，所述γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及所述聚硅硫酸铁的质量比为(0....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱书景，孙妍晗，谭林，朱茜茜，何昀，付亦舜，李卓文，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：