一種固化穩(wěn)定化污泥的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固化穩(wěn)定化污泥的方法，水泥添加量與污泥質(zhì)量比值為0.25，海泡石添加量與污泥質(zhì)量比值為0.05-0.30，將海泡石、水泥、污泥混合攪拌均勻，養(yǎng)護(hù)28天。本發(fā)明將海泡石作為添加劑，使其按一定比例與經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水的剩余污泥、水泥混合均勻，使污泥固化穩(wěn)定化。試驗(yàn)表明，添加海泡石后，基于水泥固化的污泥固化體養(yǎng)護(hù)28天之后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥50kPa-100kPa，抗側(cè)壓強(qiáng)度大為增強(qiáng)，污泥中有害物質(zhì)的浸出率大為減少，污泥固化穩(wěn)定化成本大為降低，增容比大為減小。
【專利說(shuō)明】一種固化穩(wěn)定化污泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種固化穩(wěn)定化污泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥是一種含水率高，抗剪強(qiáng)度低，具有復(fù)雜流變性的半干性廢棄物?；谖勰嘀亟饘俚戎笜?biāo)不能達(dá)到農(nóng)用的標(biāo)準(zhǔn)，焚燒污泥的成本過(guò)高，對(duì)灰渣的處置環(huán)境要求高，針對(duì)我國(guó)國(guó)情，污泥填埋是一種比較合理的選擇。
[0003]利用海泡石添加到污泥中輔助水泥進(jìn)行水化反應(yīng)的機(jī)理一海泡石先添加到污泥中，海泡石首先吸附污泥中一定的水分，并且在水泥水化反應(yīng)作用前期吸附從污泥中釋放出來(lái)的重金屬，促進(jìn)水化反應(yīng)的形成。海泡石和污泥混合后充當(dāng)無(wú)機(jī)物質(zhì)的骨架填充作用以利于與水泥水化反應(yīng)生成的水化產(chǎn)物膠結(jié)在一起，形成一定的強(qiáng)度。固化強(qiáng)度的大小和水泥、海泡石、污泥的添加量有很大的關(guān)系。污泥在填埋之前必須加入填充劑預(yù)處理才能達(dá)到一定的力學(xué)指標(biāo)，目前的預(yù)處理技術(shù)主要使用水泥基的固化/穩(wěn)定化技術(shù)，其添加劑主要是粉煤灰、石灰、本地土和膨潤(rùn)土等無(wú)機(jī)類物質(zhì)。粉煤灰的加入可以降低固化的成本，但是粉煤灰對(duì)水泥的水化反應(yīng)有一定的阻礙作用；石灰和本地土能提高固化體的強(qiáng)度，降低水泥的用量，但是添加本地土和石灰的增容比比較大，對(duì)填埋場(chǎng)的有效利用不利；膨潤(rùn)土是輔助水泥固化比較好的添加劑，但是膨潤(rùn)土的價(jià)格比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，降低固化成本，因地制宜資源化利用，降低污泥的含水率，增加固化體的強(qiáng)度降低污泥浸出毒性，并盡可能的減少固化污泥的增容比，提高填埋效率，本發(fā)明提供了一種固化穩(wěn)定化污泥的方法。
[0005]其技術(shù)方案如下:
[0006]一種固化穩(wěn)定化污泥的方法，包括以下步驟:
[0007]I)通過(guò)機(jī)械脫水方式，將剩余污泥含水率降至72% ；
[0008]2)按(0.05-0.30):1的比例將海泡石加入脫水污泥中，以700r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻；
[0009]3)按0.25:1的比例加入水泥，以700r/min的轉(zhuǎn)速攪拌7min，做成固化體，養(yǎng)護(hù)28d之后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥50kPa-100kPa ；
[0010]4)將固化體用車運(yùn)至固體廢棄物填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，或者運(yùn)至建筑工地作為建筑回填土。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選，污泥用于填埋時(shí)，海泡石與脫水污泥質(zhì)量比為(0.05-0.17):1。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選，污泥用于建筑回填土?xí)r，海泡石與脫水污泥質(zhì)量比為(0.17-0.30):1。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0014]本發(fā)明將海泡石作為添加劑，使其按一定比例與經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水的剩余污泥、水泥混合均勻，使污泥固化穩(wěn)定化。試驗(yàn)表明，添加海泡石后，基于水泥固化的污泥固化體養(yǎng)護(hù)28天之后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度> 50kPa_100kPa，抗側(cè)壓強(qiáng)度大為增強(qiáng)，污泥中有害物質(zhì)的浸出率大為減少，污泥固化穩(wěn)定化成本大為降低，增容比大為減小。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是固化無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與水泥加入量的關(guān)系；
[0016]圖2是海泡石對(duì)Zn浸出的影響；
[0017]圖3是海泡石對(duì)Pb浸出的影響；
[0018]圖4是水泥對(duì)Pb浸出的影響；
[0019]圖5是原污泥XRD圖樣；
[0020]圖6是海泡石XRD圖樣；
[0021]圖7是B。與B3XRD圖 樣。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0023]從圖1可知，當(dāng)水泥加入量為0.25kg/kg時(shí)，固化/穩(wěn)定化污泥的抗壓強(qiáng)度隨著海泡石的加入量增加而增加，當(dāng)海泡石加入量為0.17kg/kg時(shí)，固化污泥的強(qiáng)度大于50kPa，滿足填埋廠填埋的要求；海泡石加入量為0.3kg/kg，固化樣的強(qiáng)度達(dá)到IOOkPa,滿足建筑回填土的要求。當(dāng)水泥含量為0.35kg/kg時(shí)，海泡石的加入提高固化污泥強(qiáng)度的作用十分明顯，當(dāng)海泡石加入量由0增加到0.17kg/kg時(shí)時(shí)，固化污泥強(qiáng)度由32.7kPa上升到54.8kPa，當(dāng)海泡石加入量為0.3kg/kg時(shí)，固化污泥強(qiáng)度高達(dá)198.76kPa。
[0024]從圖2可見(jiàn)，污泥浸出液中的Zn的浸出百分率隨著海泡石的加入總體上呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，海泡石含量越多的固化污泥，其中Zn的浸出百分率也越低。
[0025]從圖3可知，Pb的浸出隨著海泡石的加入量的變化趨勢(shì)與前面兩種金屬的表現(xiàn)也很相似，都是Pb的浸出百分率隨著海泡石加入量增加而減少?？梢?jiàn)海泡石可以有效的阻礙Pb的浸出，能保持Pb在固化/穩(wěn)定化體系中的穩(wěn)定性。但是與前面的金屬相比，浸出液中Pb浸出百分率隨著水泥的變化趨勢(shì)卻呈現(xiàn)出很大的不同。
[0026]從圖4可知，當(dāng)水泥的加入量增加時(shí)，Pb的浸出百分率也增加?？梢?jiàn)過(guò)多的水泥加入并不利于污泥中Pb的固定，這是因?yàn)镻b(OH)2是一種十分典型的兩性氫氧化物，隨著水含量的不斷增加，水化反應(yīng)帶來(lái)的高PH環(huán)境使得Pb離子形成的氫氧化物沉淀反而溶解。
[0027]圖5、圖6、圖7分別是原污泥、海泡石、固化體Btl和B3的X射線衍射(XRD)分析圖。從圖5可知，原污泥的無(wú)機(jī)礦物成分以石英(SiO2)為主；從圖6可知，海泡石的主要成分為滑石(Mg3Si4O10 (OH)2)和石英(SiO2);從圖7可知，在固化體B。(沒(méi)加海泡石)和匕(加了海泡石)中，發(fā)現(xiàn)均含有CaCO3的峰值，這可能是因?yàn)樗嗟乃a(chǎn)物——水化硅酸鈣C-S-H與空氣中的CO2發(fā)生反應(yīng)生成了 CaCO3，反應(yīng)式如下:
[0028]C-S-H (s)+CO2 — CaC03(g)+silicagel+H20(l)
[0029]從圖7還可見(jiàn)，固化體B3中含有海泡石主要成分滑石，不含硅酸鈣，而固化體Btl樣中含有許多硅酸鈣。這說(shuō)明在污泥與水泥的混合物中加入海泡石后，水泥及其水化產(chǎn)物與其他物質(zhì)發(fā)生了充分反應(yīng)，從而使固化體強(qiáng)度增強(qiáng)了。[0030]以上所述，僅為本發(fā)明最佳實(shí)施方式，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見(jiàn)地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保 護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種固化穩(wěn)定化污泥的方法，其特征在于，包括以下步驟: .1)通過(guò)機(jī)械脫水方式，將剩余污泥含水率降至72%；.2)按(0.05-0.30):1的比例將海泡石加入脫水污泥中，以700r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻； .3)按0.25:1的比例加入水泥，以700r/min的轉(zhuǎn)速攪拌7min，做成固化體，養(yǎng)護(hù)28d之后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥50kPa-100kPa ； .4)將固化體用車運(yùn)至固體廢棄物填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，或者運(yùn)至建筑工地作為建筑回填土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固化穩(wěn)定化污泥的方法，其特征在于，污泥用于填埋時(shí)，海泡石與脫水污泥質(zhì)量比為(0.05-0.17):1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固化穩(wěn)定化污泥的方法，其特征在于，污泥用于建筑回填土?xí)r，海泡石與脫水污泥質(zhì)量比為(0.17-0.3):1。
【文檔編號(hào)】C02F11/00GK103449692SQ201310397779
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】余健, 姜明杰 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)