[发明专利]一种异位活性氧化镁碳化固化淤泥土处理系统

说明书

本发明公开了一种异位活性氧化镁碳化固化淤泥土处理系统，该系统包括：预处理装置、固化剂供给装置、均混装置、造粒装置、碳化装置和收集装置，通过上述装置的依次工作，完成淤泥与固化剂的充分拌合以及氧化镁固化淤泥颗粒的快速碳化，从而解决高含水率、低渗透性的淤泥/污泥土难以碳化加固的问题；系统特设的多个传感器配合使用，可通过实测含水率调节固化剂供给量，根据土性调节颗粒粒径和二氧化碳压力，大大提高了工作效率，整个装置更加系统化流程化，装置使用过程中能够吸收粉尘和二氧化碳，避免了二次污染，装置作业结束后产生的淤泥碳化颗粒硬度大、抗剪强度高，可用作路基、机场跑道、工程回填等填料，对于淤泥/污泥和二氧化碳在工程上的再利用，具有巨大的工程建设意义。

所属领域

本发明涉及一种异位活性氧化镁碳化固化淤泥土处理系统，属于土木建筑岩土或市政工程特殊土的加固领域。

背景技术

我国幅员辽阔，江河湖泊众多，土木工程建设高速发展，在河道、湖泊疏通清淤及土木水利工程建设过程中会产生大量的淤泥，这些淤泥具有含水率高、黏粒含量高、透水性差、物理力学指标差等特点，有些河道湖泊淤泥甚至还含有大量有机质和有害重金属，在工程上难以直接作为填筑材料，如果不加以妥善处理会占用大量良田，并且淤泥中的污水容易渗入地下，引起地下水源污染等一系列社会问题。对于淤泥软弱地基，国内外目前常采用真空预压降水、热处理、抽排沉淀晾干或抛泥处置和固化剂固结等方法进行处理。真空预压法是借助大气压力来减少淤泥含水量，是目前提高现场淤泥承载力的一种较普遍的物理施工方法，然而由于该方法存在施工周期长（长达半年以上）、处理后地基承载力低（低于60kPa）等缺点，使该方法难以大面积推广；热处理方法是通过加热或烧结法将淤泥转化为建筑材料，该方法处理能力小、成本高，难以大规模推广利用；沉淀晾干或抛泥处置将占用大量堆放场地，低透水淤泥的特性使占用的土地很难在短时间内重复利用，这样大大增加了工程造价，并且在抽排或异位填埋过程中容易造成空气污染和环境二次污染；采用固化剂固化是最有前景的处理技术，即向淤泥中添加固化剂进行搅拌混合，然后进行拉运摊铺或堆载固结，进而改变淤泥的性质。

目前国内外用于土壤改良和淤泥固化的固化剂主要有高聚物类、电离子溶液类和矿渣硅酸盐类等，这些固化剂均使淤泥和土体的抗压强度提高。高聚物类固化剂虽然掺量少、运输方便，但固化后土体的抗水性能较差，遇水后强度会急剧下降；电离子溶液类固化剂虽然从根本上改变淤泥颗粒表面性质使其趋于憎水性，得到了良好的强度和抗水性能，但该固化材料组分复杂、成本高，组分中的添加剂对环境也有害，易造成土壤和环境污染；矿渣硅酸盐类固化剂是水泥、石灰或钢渣类、粉煤灰、矿渣和炉渣等，该类固化剂在单一应用时掺量较大，为120-400kg/m³，且固化后强度增长有限，仅为0.1-0.6MPa，难以大面积推广。中国发明专利201310204944.6公开了“一种环保型淤泥固化方法”，即将工业废料铁尾矿渣作为骨料，将硅酸盐水泥和电石渣的混合物作为固化剂，将骨料和固化剂混合后用于淤泥的固化处理，固化后淤泥的无限抗压强度显著提高。基于上述分析，这些方法在一定程度上解决工程建设用土和淤泥存放难题，但这些固化剂均存在有明显的缺陷，即：水泥固化材料也存在生产过程中耗能高（煅烧温度高达1450℃）、二氧化碳排放量大、环境污染严重等缺点。水泥、石灰等建筑业材料生产中排放尘埃和二氧化碳气体等污染物与日俱增，是制约经济环境和社会化平稳发展的屏障。因此，寻求新型环保材料替代传统波特兰水泥是目前材料科学和环境岩土界研究的新方向。