一种固化稳定化污泥的方法
【专利摘要】本发明涉及一种固化稳定化污泥的方法，水泥添加量与污泥质量比值为0.25，海泡石添加量与污泥质量比值为0.05-0.30，将海泡石、水泥、污泥混合搅拌均匀，养护28天。本发明将海泡石作为添加剂，使其按一定比例与经过机械脱水的剩余污泥、水泥混合均匀，使污泥固化稳定化。试验表明，添加海泡石后，基于水泥固化的污泥固化体养护28天之后无侧限抗压强度≥50kPa-100kPa，抗侧压强度大为增强，污泥中有害物质的浸出率大为减少，污泥固化稳定化成本大为降低，增容比大为减小。
【专利说明】一种固化稳定化污泥的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理【技术领域】，涉及一种固化稳定化污泥的方法。
【背景技术】
[0002]城市污水处理厂产生的污泥是一种含水率高，抗剪强度低，具有复杂流变性的半干性废弃物。基于污泥重金属等指标不能达到农用的标准，焚烧污泥的成本过高，对灰渣的处置环境要求高，针对我国国情，污泥填埋是一种比较合理的选择。
[0003]利用海泡石添加到污泥中辅助水泥进行水化反应的机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，并且在水泥水化反应作用前期吸附从污泥中释放出来的重金属，促进水化反应的形成。海泡石和污泥混合后充当无机物质的骨架填充作用以利于与水泥水化反应生成的水化产物胶结在一起，形成一定的强度。固化强度的大小和水泥、海泡石、污泥的添加量有很大的关系。污泥在填埋之前必须加入填充剂预处理才能达到一定的力学指标，目前的预处理技术主要使用水泥基的固化/稳定化技术，其添加剂主要是粉煤灰、石灰、本地土和膨润土等无机类物质。粉煤灰的加入可以降低固化的成本，但是粉煤灰对水泥的水化反应有一定的阻碍作用；石灰和本地土能提高固化体的强度，降低水泥的用量，但是添加本地土和石灰的增容比比较大，对填埋场的有效利用不利；膨润土是辅助水泥固化比较好的添加剂，但是膨润土的价格比较高。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，降低固化成本，因地制宜资源化利用，降低污泥的含水率，增加固化体的强度降低污泥浸出毒性，并尽可能的减少固化污泥的增容比，提高填埋效率，本发明提供了一种固化稳定化污泥的方法。
[0005]其技术方案如下:
[0006]一种固化稳定化污泥的方法，包括以下步骤:
[0007]I)通过机械脱水方式，将剩余污泥含水率降至72% ；
[0008]2)按(0.05-0.30):1的比例将海泡石加入脱水污泥中，以700r/min的转速搅拌均匀；
[0009]3)按0.25:1的比例加入水泥，以700r/min的转速搅拌7min，做成固化体，养护28d之后无侧限抗压强度≥50kPa-100kPa ；
[0010]4)将固化体用车运至固体废弃物填埋场进行填埋，或者运至建筑工地作为建筑回填土。
[0011]进一步优选，污泥用于填埋时，海泡石与脱水污泥质量比为(0.05-0.17):1。
[0012]进一步优选，污泥用于建筑回填土时，海泡石与脱水污泥质量比为(0.17-0.30):1。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果:
[0014]本发明将海泡石作为添加剂，使其按一定比例与经过机械脱水的剩余污泥、水泥混合均匀，使污泥固化稳定化。试验表明，添加海泡石后，基于水泥固化的污泥固化体养护28天之后无侧限抗压强度> 50kPa_100kPa，抗侧压强度大为增强，污泥中有害物质的浸出率大为减少，污泥固化稳定化成本大为降低，增容比大为减小。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是固化无侧限抗压强度与水泥加入量的关系；
[0016]图2是海泡石对Zn浸出的影响；
[0017]图3是海泡石对Pb浸出的影响；
[0018]图4是水泥对Pb浸出的影响；
[0019]图5是原污泥XRD图样；
[0020]图6是海泡石XRD图样；
[0021]图7是B。与B3XRD图 样。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0023]从图1可知，当水泥加入量为0.25kg/kg时，固化/稳定化污泥的抗压强度随着海泡石的加入量增加而增加，当海泡石加入量为0.17kg/kg时，固化污泥的强度大于50kPa，满足填埋厂填埋的要求；海泡石加入量为0.3kg/kg，固化样的强度达到IOOkPa,满足建筑回填土的要求。当水泥含量为0.35kg/kg时，海泡石的加入提高固化污泥强度的作用十分明显，当海泡石加入量由0增加到0.17kg/kg时时，固化污泥强度由32.7kPa上升到54.8kPa，当海泡石加入量为0.3kg/kg时，固化污泥强度高达198.76kPa。
[0024]从图2可见，污泥浸出液中的Zn的浸出百分率随着海泡石的加入总体上呈现降低的趋势，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]从图3可知，Pb的浸出随着海泡石的加入量的变化趋势与前面两种金属的表现也很相似，都是Pb的浸出百分率随着海泡石加入量增加而减少。可见海泡石可以有效的阻碍Pb的浸出，能保持Pb在固化/稳定化体系中的稳定性。但是与前面的金属相比，浸出液中Pb浸出百分率随着水泥的变化趋势却呈现出很大的不同。
[0026]从图4可知，当水泥的加入量增加时，Pb的浸出百分率也增加。可见过多的水泥加入并不利于污泥中Pb的固定，这是因为Pb(OH)2是一种十分典型的两性氢氧化物，随着水含量的不断增加，水化反应带来的高PH环境使得Pb离子形成的氢氧化物沉淀反而溶解。
[0027]图5、图6、图7分别是原污泥、海泡石、固化体Btl和B3的X射线衍射(XRD)分析图。从图5可知，原污泥的无机矿物成分以石英(SiO2)为主；从图6可知，海泡石的主要成分为滑石(Mg3Si4O10 (OH)2)和石英(SiO2);从图7可知，在固化体B。(没加海泡石)和匕(加了海泡石)中，发现均含有CaCO3的峰值，这可能是因为水泥的水化产物——水化硅酸钙C-S-H与空气中的CO2发生反应生成了 CaCO3，反应式如下:
[0028]C-S-H (s)+CO2 — CaC03(g)+silicagel+H20(l)
[0029]从图7还可见，固化体B3中含有海泡石主要成分滑石，不含硅酸钙，而固化体Btl样中含有许多硅酸钙。这说明在污泥与水泥的混合物中加入海泡石后，水泥及其水化产物与其他物质发生了充分反应，从而使固化体强度增强了。[0030]以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保 护范围内。
【权利要求】
1.一种固化稳定化污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤: .1)通过机械脱水方式，将剩余污泥含水率降至72%；.2)按(0.05-0.30):1的比例将海泡石加入脱水污泥中，以700r/min的转速搅拌均匀； .3)按0.25:1的比例加入水泥，以700r/min的转速搅拌7min，做成固化体，养护28d之后无侧限抗压强度≥50kPa-100kPa ； .4)将固化体用车运至固体废弃物填埋场进行填埋，或者运至建筑工地作为建筑回填土。
2.根据权利要求1所述的固化稳定化污泥的方法，其特征在于，污泥用于填埋时，海泡石与脱水污泥质量比为(0.05-0.17):1。
3.根据权利要求1所述的固化稳定化污泥的方法，其特征在于，污泥用于建筑回填土时，海泡石与脱水污泥质量比为(0.17-0.3):1。
【文档编号】C02F11/00GK103449692SQ201310397779
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】余健, 姜明杰 申请人:湖南大学