一种疏浚淤泥的有机脱水剂制造技术

本发明专利技术提供一种疏浚淤泥的有机脱水剂，按照重量份数计，其组成如下：改性纳米纤维素膨润土粉末为40~65份，甲基丙烯酰胺5~10份，活性生物炭15~30份，改性淀粉为0.5~3份，破泡剂0.5~2份，壳聚糖0.5~2份，二氧化硅1~5份，羟基氯化铝0.5~2份，腐植酸0.1~5份。本发明专利技术的疏浚淤泥的有机脱水剂力求在基于疏浚淤泥的特性，实现疏浚淤泥的有效脱水。疏浚淤泥的有效脱水。

【技术实现步骤摘要】
一种疏浚淤泥的有机脱水剂


[0001]本专利技术涉及资源环境保护
，具体涉及一种疏浚淤泥的有机脱水剂。

技术介绍

[0002]在我国港口、湖泊和河道底泥清淤过程中，会产生大量的且含有污染物的高含水量淤泥。我国每年都需要对长江、黄河、海河、淮河等江河及洞庭湖、鄱阳湖等重要水域进行疏浚，淤泥疏浚量达到以亿立方米计算。各流域的港口每年淤泥疏浚量以几百万立方米计算。淤泥含水率高、粘粒含量高、压缩性强、强度低，堆放不但占用大量土地，难以被工程直接利用，而且淤泥本身所还有的有机物质发酵发散出异味气体也会二次污染环境。因此，疏浚淤泥资源化处置问题，是我国经济高速发展时期难以回避的亟待解决的问题。
[0003]现有技术中采用微生物进行疏浚淤泥，例如CN102815854A通过以秸秆等有机物作为底物，厌氧发酵腐熟，埋入淤泥堆场，预设真空管网系统，实现快速干化淤泥的效果；在疏浚底泥中设置就地处理系统对疏浚底泥等进行就地处理，例如CN107935357A，通过设置疏浚底泥就地处理系统来进行处理，系统包括中空圆柱池体、碗形池体、实体圆柱、布水排水层、第二净化层、第一净化层，、中空圆柱池体内自下而上依次设有过滤层、污泥脱水网、底泥脱水单元，通过设置系统就地进行干化处理；将疏浚污泥进行处理为其它可利用的材料，例如CN109555135将疏浚淤泥免烧结陶粒混凝土植生砌块，实现资源再利用；CN103183499A通过将疏浚污泥预处理后采用垃圾焚烧的方式将废弃物变废为宝；等等，现有技术处理疏浚污泥的方式多样化，各有优劣。
[0004]采用药剂对污泥进行脱水处理，属于比较常见的处理方法。例如CN112142293A提供一种调理型污泥脱水药剂及富营养化水体疏浚泥制作种植土的方法，该药剂具有聚合硫酸铝、锯末和保水剂。CN109231792A公开了一种采用壳聚糖作原料制得的污水污泥脱水剂，显著改善了对剩余污泥的脱水性能，降低了剩余污泥的处理成本，提高了给水污泥的资源化利用率，但仍存在制备过程复杂、成本高昂、脱水效果不理想、投药量大等缺点。
[0005]目前疏浚淤泥固化工程案例上，较为常用的脱水方法为投加大量钙盐对淤泥进行调理，再用隔膜板框机进行机械脱水。该方法可以有效对淤泥进行快速脱水，但钙盐的投加同时也带来较多弊端，如：投加钙盐导致的污泥增量；加速脱水设备结垢老化；泥饼、滤液pH升高，pH可高达12以上，不利于污泥后续处置；滤液需要大量酸性物质把pH回调至6~9范围，该操作不仅增加了现场操作安全风险还增加了运行费用。
[0006]因此，很有必要研发一种成本低廉、绿色环保、脱水效果好的疏浚淤泥的有机脱水剂。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种疏浚淤泥的有机脱水剂，可解决现有技术中污泥脱水成本高、污泥脱水后存在二次污染、脱水效果差、投药量大等技术缺陷。
[0008]基于疏浚淤泥含水率高、颗粒细、可塑性高、结合力强、收缩率大等特性，可以分
为：（1） 营养物质，包括氮磷化合物；（2）大量有机物，如碳水化合物，包括油和油脂；（3）重金属，包括Mn、Pb、Cd、Zn、Hg、Cr、Cu、Zn 等。本专利技术提供的疏浚淤泥的有机脱水剂力求在基于疏浚淤泥的特性，通过以下技术方案进行实现疏浚淤泥的有效脱水：一方面，本专利技术提供一种疏浚淤泥的有机脱水剂，按照重量份数计，其组成如下：改性纳米纤维素膨润土粉末为40~65份，甲基丙烯酰胺5~10份，活性生物炭15~30份，改性淀粉为0.5~3份，破泡剂0.5~2份，壳聚糖0.5~2份，二氧化硅1~5份，羟基氯化铝0.5~2份，腐植酸0.1~5份。
[0009]进一步地，所述破泡剂包括30％双氧水、碳酸氢钠中的一种或多种。
[0010]进一步地，所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖或羟丙基壳聚糖。
[0011]进一步地，所述改性纳米纤维素膨润土粉末制备过程如下：步骤一、将葵花籽壳经碱煮、酸浸提后脱水得葵花籽壳纤维素；步骤二、将膨润土、聚丙烯酰胺混合反应得到改性膨润土；步骤三、将葵花籽壳纤维素与尿素溶液混合冷冻，得到粘稠的纤维素溶液；将纤维素溶液与过硫酸铵、改性膨润土搅拌反应，得到改性纳米纤维素膨润土粉末。
[0012]进一步地，所述改性纳米纤维素膨润土粉末制备过程如下：步骤一、将收集的葵花籽壳水洗、脱脂、烘干，粉碎，将葵花籽壳粉分散于蒸馏水中，煮沸后趁热过滤，将得到的滤渣加入氢氧化钠溶液中，置于水浴中浸提，过滤，水洗滤渣至中性；将二次滤渣放入盐酸溶液中，置于水浴浸提，取出过滤，水洗滤渣至中性；用乙醇脱水，在50~55℃下干燥，粉碎，过筛，得葵花籽壳纤维素；步骤二、将膨润土、聚丙烯酰胺混合，加入去离子水，放入容器中，恒温水浴中，在搅拌反应一段时间，离心过滤，将滤饼干燥，得到改性膨润土；步骤三、将葵花籽壳纤维素与尿素溶液混合，搅拌后置于冰箱冷冻层中冷冻，得到粘稠的纤维素溶液；将纤维素溶液加入容器中，水浴调温，加入适量过硫酸铵，搅拌，继续加入适量改性膨润土，继续搅拌反应，将得到的悬浮液洗涤至中性，沉析，冷冻干燥，得到改性纳米纤维素膨润土粉末。
[0013]进一步地，所述步骤一具体为：将收集的葵花籽壳水洗、脱脂、烘干，粉碎后过80目筛，待用，按照质量比为1:5的料液比将葵花籽壳粉分散于蒸馏水中，煮沸10~15分钟后趁热过滤，将得到的滤渣加入10~12倍量的浓度为3wt%的氢氧化钠溶液中，调节pH至11~12，置于80~85℃的水浴中浸提3.5~4小时，过滤，水洗滤渣至中性；将二次滤渣放入10~12倍量的10wt%的盐酸溶液中，调节pH至1~2，置于60~65℃水浴浸提2~3小时，取出过滤，水洗滤渣至中性，最后用体积分数75%的乙醇脱水，在50~55℃下干燥，粉碎，过100目筛，得葵花籽壳纤维素。
[0014]进一步地，所述步骤二具体为：将膨润土、聚丙烯酰胺混合，加入6~7倍量的去离子水，放入容器中，恒温水浴中，在300~400转/分的转速下搅拌反应一段时间，离心过滤，将滤饼放入80~90℃下干燥，得到改性膨润土。
[0015]进一步地，所述步骤三具体为：将葵花籽壳纤维素与20~25倍量的12wt%的尿素溶液混合，搅拌5~10分钟后置于冰箱冷冻层中冷冻90~100分钟，得到粘稠的纤维素溶液；将纤维素溶液加入容器中，水浴调温50~55℃，加入适量过硫酸铵，以200~300转/分搅拌10~15分钟，继续加入适量改性膨润土，继续搅拌反应90~120分钟，将得到的悬浮液用去离子水洗涤
至中性，再用乙醇沉析3~4次，冷冻干燥，得到改性纳米纤维素膨润土粉末。
[0016]进一步地，所述活性生物炭材料的制备过程如下：（1）将葵花籽壳烘干后粉碎成混合粉末待用；（2）取待疏浚污泥搅拌制成浆料，添加葵花籽壳粉末，制成浆团，并进行风干处理，风干处理后放入炭化炉中，在惰性气体保护下升温炭化，得到炭化料；（3）将炭化料放入活化炉中，并在高纯N2气氛下进行活化处理，得到活化料；（4）将步骤（3）中的活化料冷却后经洗涤、干燥即得活性生物炭材料。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种疏浚淤泥的有机脱水剂，其特征在于，按照重量份数计，其组成如下：改性纳米纤维素膨润土粉末为40~65份，甲基丙烯酰胺5~10份，活性生物炭15~30份，改性淀粉为0.5~3份，破泡剂0.5~2份，壳聚糖0.5~2份，二氧化硅1~5份，羟基氯化铝0.5~2份，腐植酸0.1~5份。2.根据权利要求1所述疏浚淤泥的有机脱水剂，其特征在于，所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖或羟丙基壳聚糖。3.根据权利要求1所述疏浚淤泥的有机脱水剂，其特征在于，所述破泡剂包括30％双氧水、碳酸氢钠中的一种或多种。4.根据权利要求1所述疏浚淤泥的有机脱水剂，其特征在于，所述改性纳米纤维素膨润土粉末制备过程如下：步骤一、将收集的葵花籽壳水洗、脱脂、烘干，粉碎，将葵花籽壳粉分散于蒸馏水中，煮沸后趁热过滤，将得到的滤渣加入氢氧化钠溶液中，置于水浴中浸提，过滤，水洗滤渣至中性；将二次滤渣放入盐酸溶液中，置于水浴浸提，取出过滤，水洗滤渣至中性；用乙醇脱水，干燥，粉碎，过筛，得葵花籽壳纤维素；步骤二、将膨润土、聚丙烯酰胺混合，加入去离子水，放入容器中，恒温水浴中，在搅拌反应一段时间，离心过滤，将滤饼干燥，得到改性膨润土；步骤三、将葵花籽壳纤维素与尿素溶液混合，搅拌后置于冰箱冷冻层中冷冻，得到粘稠的纤维素溶液；将纤维素溶液加入容器中，水浴调温，加入适量过硫酸铵，搅拌，继续加入适量改性膨润土，继续搅拌反应，将得到的悬浮液洗涤至中性，沉析，冷冻干燥，得到改性纳米纤维素膨润土粉末。5.根据权利要求4所述疏浚淤泥的有机脱水剂，其特征在于，所述步骤一具体为：将收集的葵花籽壳水洗、脱脂、烘干，粉碎后过80目筛，待用，按照质量比为1:5的料液比将葵花籽壳粉分散于蒸馏水中，煮沸10~15分钟后趁热过滤，将得到的滤渣加入10~12倍量的浓度为3wt%的氢氧化钠溶液中，调节pH至11~12，置于80~85℃的水浴中浸提3.5~4小时，过滤，水洗滤渣至中性；将二次滤渣放入10~12倍量的10wt%的盐酸溶液中，调节pH至1~2，置于60~65℃水浴浸提2~3小时，取出过滤，水洗滤渣至中性，最后用体积分数75%的乙醇脱水，在50~55℃下干燥，粉碎，过100目筛，得葵花籽壳纤维素。6.根据权利要求4所述疏浚淤泥的有机脱水剂，其特征在于，所述步骤二具体为：将膨润土、聚丙烯酰胺混合，加入6~7倍量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海文，陈振永，
申请(专利权)人：东莞市凯威尔环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：