一种填埋场覆土用改性市政污泥及其制备方法技术

本发明专利技术具体公开了一种填埋场覆土用改性市政污泥，利用垃圾焚烧飞灰与水泥改性市政污泥，按以下步骤进行：飞灰粒径0.1～0.5 mm，水泥为普通硅酸盐P.O42.5水泥，根据质量比配比，市政污泥/（水泥+垃圾焚烧飞灰）=2，混合搅拌10 min，养护24h即可作为雨水丰富地区填埋场覆土材料使用；市政污泥工程性质差，直接回收利用难度大，本发明专利技术通过对固化剂原料的选取以及配合比优化，使改性后的市政污泥具备覆土材料条件，强度可达250kPa；该方法以废治废，有效提高处理市政污泥的效率，减少水泥材料的使用，具有显著的经济效益和环保性。有显著的经济效益和环保性。

【技术实现步骤摘要】
一种填埋场覆土用改性市政污泥及其制备方法


[0001]本专利技术属于污泥的资源化领域，具体涉及一种填埋场覆土用改性市政污泥及其制备方法。

技术介绍

[0002]市政污泥是在处理污水时产生的一种副产物，是污水中沉淀下来的悬浮物质。市政污泥富含有机质，成分与性质十分复杂，主要由蛋白质与木质素组成，属于半固体废弃物。
[0003][0004]我国对于市政污泥常规的处理手段有建材、焚烧、土地利用、填埋以及废弃。
[0005]常规的几种处理手段已无法满足对大量的市政污泥的处置，目前发展的方向大致分为3个方面：减量、无害、再利用。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种填埋场覆土用改性市政污泥，通过对固化剂原料的选取以及配合比优化，使改性后的市政污泥具备覆土材料的条件。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种填埋场覆土用改性市政污泥，包括市政污泥、垃圾焚烧飞灰和水泥，市政污泥的质量与垃圾焚烧飞灰和水泥两者的质量和比为1.8
‑
2.2，也即市政污泥/（水泥+垃圾焚烧飞灰）在1.8
‑
2.2之间，优先选择2。
[0008]优选的，垃圾焚烧飞灰的质量与垃圾焚烧飞灰和水泥的质量和比为0.4
‑
0.8，也即垃圾焚烧飞灰/（水泥+垃圾焚烧飞灰），优先选择0.8。
[0009]优选的，垃圾焚烧飞灰主要于城市生活垃圾焚烧发电厂，由炉排炉产生，为了适合搅拌，将其研磨至粉末状，过35目筛，粒径0.1
‑<br/>0.5mm。发电厂在垃圾焚烧过程中为减少酸性气体排放而投入的大量石灰，致使垃圾焚烧飞灰中存在过量的CaO。
[0010]优选的，所述市政污泥主要为污水处理厂脱水后得到，其重度为10.3
‑
10.5 kN/m3，塑限50%～60%，液限110%～120%，含水率365%，有机质32%，为湿基材料。
[0011]优选的，水泥为普通硅酸盐P.O42.5水泥，细度为0.08 mm。
[0012]一种上述填埋场覆土用改性市政污泥的制备方法，具体步骤为：将市政污泥与垃圾焚烧飞灰和水泥混合搅拌8
‑
12min，然后养护20
‑
28h，即可作为雨水丰富地区填埋场覆土材料使用，有市政污泥为湿基材料，搅拌时不需要额外加水。
[0013]优选的，垃圾焚烧飞灰混合之前研磨至粉末状，过35目筛，使得粒径为0.1
‑
0.5mm。
[0014]优选的，垃圾焚烧飞灰在研磨之前在温度为70
‑
75℃的环境中烘烤20
‑
28h，优选24h。
[0015]填埋场覆土用改性市政污泥更适用于潮湿、雨水丰富的填埋场环境。
[0016]将污泥固化具有处理量大、时间短等优点，运用固化的方式将含水率高、强度低的
市政污泥改性再利用，可以运用于填埋场、覆土、地基材料等方面。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、利用垃圾焚烧飞灰替代部分水泥改性市政污泥，可以节约水泥用量，将垃圾焚烧飞灰资源化，降低成本。
[0018]2、利用垃圾焚烧飞灰的粒径较大且颗粒表面存在大量孔隙的特点，该方法改性后的市政污泥的渗透性高于纯水泥改性的固化污泥。
[0019]3、利用垃圾焚烧飞灰的火山灰性，可以有效提高改性市政污泥后期强度的发展。
[0020]4、利用垃圾焚烧飞灰改性市政污泥，将其作为填埋场覆土材料，减少其余土材料的使用，节约填埋场空间。
[0021]附图说明
[0022]图1为填埋场覆盖示意图；其中：1
‑
垃圾，2
‑
中层覆土，3
‑
日覆土；图2为本专利技术实施例1所述的渗透系数变化曲线图；图3为本专利技术实施例2所述的渗透系数变化曲线图；图4为本专利技术实施例3所述的渗透系数变化曲线图。
具体实施方式
[0023]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本专利技术并不对保护范围构成限定。
[0024]以下实施例所采用的水泥为本领域技术人员熟知的普通硅酸盐P.O42.5水泥即可，并无特殊的限制。以下实施例所采用的硅酸盐水泥其比重为3.0～3.2，细度0.08 mm，筛余≤10%，初凝时间≥45 min，终凝时间≤10h，28d抗压强度≥42.5 MPa，SO3含量≤3.5%，MgO含量≤5.0%，烧失量≤5.0%。
[0025]垃圾焚烧飞灰产自垃圾焚烧发电厂，由炉排炉产生。以下实施例所采用的垃圾焚烧飞灰比重为2.5～2.6，最大粒径不超过0.5 mm，其平均粒径d50=0.3 mm，堆积密度为1.0～1.1 g/cm3，CaO含量≥40%，SiO2含量≥2%。
[0026]市政污泥为污水处理厂脱水后的污泥。以下实施例所采用的市政污泥比重2.1～2.2，重度10.3～10.5 kN/m3，塑限50%～60%，液限110%～120%，含水率356%，有机质32%。
[0027]垃圾焚烧飞灰通过如下方法制备得到：将原状飞灰置于温度为70～75 ℃的环境中，烘烤24h，用高速粉碎机研磨，过35目筛，得到所述垃圾焚烧飞灰。所用的高速粉碎机为市售。
[0028]改性市政污泥通过如下方法制备得到：按质量比计，垃圾焚烧飞灰/（水泥+垃圾焚烧飞灰）=0.4
‑
0.8，混合均匀飞灰与水泥作为改性剂，取市政污泥/（垃圾焚烧飞灰+水泥）=2，将改性剂加入市政污泥中，搅拌10 min至均匀状态，养护24h即可作为填埋场覆土使用。
[0029]该方法改性的市政污泥用作填埋场覆土材料，在实际施工时，按照图1的结构进行施工，包括日覆土层、中层覆土层和垃圾层，其中以上改性的市政污泥作为中层覆土的材料，其相较于日覆土层的材料对渗透性和强度要求更高，顺序与方法按照本领域技术人员
熟知的方法即可。
[0030]实施例1改性市政污泥包含以下原料：垃圾焚烧飞灰、水泥以及市政污泥，其中，按质量比计，市政污泥/（垃圾焚烧飞灰+水泥）=2，垃圾焚烧飞灰/（水泥+垃圾焚烧飞灰）=0.4。
[0031]具体的，以每立方改性市政污泥计，将1334 kg市政污泥、267 kg垃圾焚烧飞灰、400 kg水泥搅拌混合，制得改性市政污泥。
[0032]性能测试根据现有规范《土工试验方法标准》（GB/T50123
‑
2019）进行测试，养护条件为水下养护。
[0033]测试结果如图2所示。密度约为2000 kg/m3;实测7d无侧限抗压强度达到146 kPa，28d无侧限抗压强度达到338 kPa；28d黏聚力c达124 kPa，内摩擦角φ为12
°
～15
°
；渗透系数随龄期增加逐渐减小，渗透系数基本维持在10
‑
7 cm/s数量级。
[0034]采用该配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填埋场覆土用改性市政污泥，其特征在于：包括市政污泥、垃圾焚烧飞灰和水泥，市政污泥的质量与垃圾焚烧飞灰和水泥两者的质量和比为1.8
‑
2.2。2.根据权利要求1所述的一种填埋场覆土用改性市政污泥，其特征在于：市政污泥的质量与垃圾焚烧飞灰和水泥两者的质量和比为2。3.根据权利要求1所述的一种填埋场覆土用改性市政污泥，其特征在于：垃圾焚烧飞灰的质量与垃圾焚烧飞灰和水泥的质量和比为0.4
‑
0.8。4.根据权利要求1所述的一种填埋场覆土用改性市政污泥，其特征在于：所述市政污泥的重度为10.3
‑
10.5 kN/m3，塑限50%～60%，液限110%～120%，含水率365%，有机质32%。5.根据权利要求1所述的一种填埋场覆土用改性市政污泥，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐P.O42.5水泥，细度为0.08 mm。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆汉轩，徐浩青，姜朋明，高馨怡，范惜辉，王丽艳，施鑫淼，齐永正，吴思麟，吴涛，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：