[发明专利]一种淤泥固化剂及其固化工艺

说明书

本发明公开了一种淤泥固化剂及其固化工艺，淤泥固化剂包括胶凝组分、膨胀组分、微粉组分、外加剂组分，胶凝组分包括水泥、硫铝酸盐水泥、矿粉、超细钢渣粉，膨胀组分包括磷石膏和/或膨润土，微粉组分为建筑垃圾微粉，外加剂组分包括氯化钙、聚丙烯酰胺、高锰酸钾、憎水剂、聚合硫酸铝其中的一种或几种，与淤泥混合后可使淤泥固化后强度不低于700kpa、不会二次泥化，同时保证固化后淤泥pH值为6～9，对应的固化工艺可实现淤泥固化施工时不抱轴、不黏壁，大幅提高固化剂和淤泥的拌合效果，实现淤泥固化的连续施工，同时可消耗部分工业烟气，减少碳排放，固化后的淤泥可替代天然土作为回填用土使用。

技术领域

本发明涉及淤泥处理及资源化利用技术领域。更具体地说，本发明涉及一种淤泥固化剂及其固化工艺。

背景技术

随着经济和社会的发展，人类活动对河湖、水库等生态水体的影响日益增加，最终表现为水体底部淤泥的大量淤积，一方面影响到水体的泄洪能力，产生崩堤的危险；另一方面，沉积的淤泥过多会造成水体悬浮物、磷等污染物质的增多。清淤疏浚是改善、修复河流、湖泊、水库等水体环境的重要手段，已经广泛应用于我国水环境的治理及生态修复。清淤疏浚产生的大量淤泥，其含水率高，且含有大量无机质、有机质、微量元素等物质，如不妥善处理，将会对环境造成二次污染。常用的淤泥处理手段有填埋、焚烧、堆肥、固化等。但是，焚烧会消耗大量能源，且需将淤泥托运到焚烧站点，经济成本很高。堆肥对淤泥中的元素含量有一定要求，且堆肥所需的生物反应耗费时间较长，不具备普遍适用性。填埋是将淤泥脱水减量化之后进行填埋，但会占用土地空间。将淤泥与专用固化剂混合后改性固化，提高淤泥的力学性能，使其可替代天然土做回填用土等资源化产品再生利用，可彻底解决疏浚淤泥的出路问题，具有积极的社会意义。当前实际做回填用土应用中，一方面，以水泥、石灰为主的固化剂对疏浚淤泥的适用性较差，主要表现在固化后淤泥含水率高、强度相对较低、易二次泥化，且水泥石灰的碱性高，固化后的淤泥堆存时易造成二次污染，尤其是针对用于受潮湿较轻或次要结构的材料，软化系数不得小于0.75，针对长期处于水中或潮湿环境的重要建筑物或构筑物所需的回填材料，必须选用软化系数大于0.85的材料；另一方面，传统的原位固化工艺固化剂添加量不可控、固化剂与淤泥的混合度不可控，而异位固化工艺又会在高黏度淤泥与固化剂混合搅拌时出现抱轴、黏壁的现象，严重影响固化剂的使用效率和使用效果。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种淤泥固化剂及其固化工艺，以解决现有技术中的淤泥固化后强度、软化系数数据不理想而导致不能直接用作回填用土的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种淤泥固化剂，包括质量占比为40％～50％的胶凝组分、质量占比为30％～40％的膨胀组分、质量占比为15％～20％的微粉组分、质量占比为2％～5％的外加剂组分，胶凝组分包括水泥、硫铝酸盐水泥、矿粉、超细钢渣粉，膨胀组分包括磷石膏和/或膨润土，微粉组分为建筑垃圾微粉，外加剂组分包括氯化钙、聚丙烯酰胺、高锰酸钾、憎水剂、聚合硫酸铝其中的一种或几种组成的混合物。

优选的是，所述超细钢渣粉的粒径为10～20μm，所述磷石膏的粒径为75～150μm，所述膨润土的粒径为75～150μm，所述建筑垃圾微粉的粒径为1～5mm，所述聚丙烯酰胺分子量为400～600万。

优选的是，所述外加剂由氯化钙、聚丙烯酰胺、高锰酸钾、憎水剂、聚合硫酸铝组成。

优选的是，所述憎水剂由聚甲基硅氧烷、乙酸异戊酯、烷基酚聚氧乙烯醚和去离子水组成。

本发明还提供一种淤泥固化剂的固化工艺，向淤泥中加入淤泥质量5％～15％的淤泥固化剂进行混合，得到固化后的淤泥。

优选的是，所述淤泥与所述固化剂混合时，采用固化混合装置进行混合，固化混合装置包括淤泥给料装置、固化剂制备装置、高压烟气装置、拌合装置、出料装置；