CN104030545B

CN104030545B - 针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法

Info

Publication number: CN104030545B
Application number: CN201410214999.XA
Authority: CN
Inventors: 高明; 尚金瑞; 常维兴; 田秀德; 李华山; 程永荣; 范开拓; 徐三华; 王细美; 金振华
Original assignee: Rizhao Port Group Lanshan Port Co Ltd
Current assignee: Rizhao Port Group Lanshan Port Co Ltd
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2034-05-21
Also published as: CN104030545A

Abstract

本发明涉及一种针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法，所述洗车污泥的含水率为88~93%，所述方法以包括炉渣与硅酸盐水泥的混合物作为固化稳定剂，将固化稳定剂加入到所述洗车污泥中，搅拌均匀即获得可直接填埋或用做资源化的固化体，其中，所述炉渣为燃煤炉渣、粉煤灰或者二者的组合，所述炉渣的固含量为90%以上；以所述洗车污泥的重量为基准，所述炉渣加入量为60~120%，硅酸盐水泥的加入量为4~13%。本发明所述的固化稳定化方法，将燃煤炉渣用于污泥的固化稳定，不仅可以有效避免洗车污泥在固化处理过程中造成二次污染，而且还可以实现固体废弃物资源化利用。

Description

针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法

技术领域

本发明涉及环境岩土工程的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法。

背景技术

随着沿海城市港口建设的发展，港口工程车辆洗车台的使用，由于洗车产生的污泥的处置已经成为一个急需解决的问题。洗车污泥中的有害成分比例高，如盐分、有机污染物、重金属等，目前污泥的危害还鲜为人知，常常被非法取用，造成土地的重金属积累超标、土地板结，人类居住环境和食物被无意中污染和破坏。世界各国对于污泥的处理处置都进行了有益的实践和探索，所采用的方法主要有填埋、海洋倾弃、焚烧以及农用等。目前我国主要以填埋为主，并且有适度资源化利用的趋势。但是由于洗车污泥含水率非常高，其流动性非常强，力学性能很差，如果未加处理直接进行填埋，很容易诱发场地坍塌，难以满足填埋场对土性的要求，而且污泥中的有害成分比较高，不加以稳定化，则会对环境危害较大，因此，在填埋或资源化以前需做固化稳定化处理。

固化法，即向淤泥中添加水泥为主的固化材料，进行搅拌混合，从而改变淤泥的性质，使其变为不可流动性或形成固体的过程。稳定化是指将有害污染物转变成低溶解性、低毒性及低移动性的物质，以减少有害污染的技术。固化稳定化的目的主要有两个：一是通过物理或化学的方法改变污染物的流动性，以减少污染的几率；二是增强被处理体的力学特性以便其在建设中被利用。对于污泥的固化稳定化，传统添加的固化剂主要有：石灰、粉煤灰、水泥、一些专用药剂、包胶等。这种方法对于含水率较高的淤泥来说，所添加的固化剂量比较大，成本也很高，且往往达不到理想的固化效果。因此，影响了洗车污泥固化稳定化技术的推广。因此，亟待寻找经济上合理、技术上可行的固化稳定化材料来代替传统常用材料。

CN101638311A公开了一种污泥固化剂，所述的固化剂含有煤矸石、膨润土、硅灰石、火山灰土、矿渣、粉煤灰和电石渣；此外还含有辅料聚丙烯酰胺、三乙醇胺、石英粉、气相二氧化硅、氧化铁、氢氧化钙、水玻璃和磷酸。但所述固化剂的缺点是固化剂成分复杂、固化成本高、固化时间长难以满足污泥高日产量和快速填埋的需要。

CN103319067A公开了一种环保型淤泥固化方法，其采用骨料和固化剂混合均匀得到的混合料作为固化稳定剂，其材质为铁尾矿渣、电石渣和硅酸盐水泥，其中的铁尾矿渣的成本较高，而且铁尾矿渣和硅酸盐水泥的用量较大，存在固化成本高的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种改进的针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法。

一种针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法，所述洗车污泥的含水率为88～93％，其特征在于：所述方法以包括炉渣与硅酸盐水泥的混合物作为固化稳定剂，将固化稳定剂加入到所述洗车污泥中，搅拌均匀即获得可直接填埋或用做资源化的固化体，其中，所述炉渣为燃煤炉渣、粉煤灰或者二者的组合，所述炉渣的固含量为90％以上；以所述洗车污泥的重量为基准，所述炉渣加入量为60～120％，硅酸盐水泥的加入量为4～13％。

其中，所述固化稳定剂由炉渣与硅酸盐水泥组成。

其中，所述固化体直接用于填埋，并且以所述洗车污泥的重量为基准，所述炉渣加入量为60％，所述硅酸盐水泥的加入量为4～9％。

其中，所述固化体用于资源化，并且以所述洗车污泥的重量为基准，所述炉渣加入量为80％，所述硅酸盐水泥的加入量为9～13％。

其中，所述固化稳定剂还包括乙烯基三乙氧基硅烷，并且以所述洗车污泥的重量为基准，所述乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.1～0.2％。

其中，所述固化稳定剂由炉渣、硅酸盐水泥和乙烯基三乙氧基硅烷组成，所述炉渣加入量为60～80％，所述硅酸盐水泥的加入量为4～13％，所述乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.1～0.2％。

其中，所述固化稳定剂还包括乙氧化双酚F二丙烯酸酯，并且以所述洗车污泥的重量为基准，所述乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.05～0.10％。

其中，所述固化稳定剂由炉渣、硅酸盐水泥、乙烯基三乙氧基硅烷和乙氧化双酚F二丙烯酸酯组成，所述炉渣加入量为60～80％，所述硅酸盐水泥的加入量为4～13％，所述乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.1～0.2％，所述乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.05～0.10％。

本发明所述的针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明用作固化稳定剂的燃煤炉渣的产量极大，取用方便，而且固化稳定过程中搅拌混匀即可，取用材料少，操作简单；

2.将燃煤炉渣用于处理污泥，可以达到以废治废的效果；

3.本发明实际使用的水泥掺量较少，但效果明显，成本得到较大控制，经济效益显著。

4.采用本发明处理后固化体的强度和长期水稳性得到大幅提高，不会对环境造成二次污染。

具体实施方式

在本发明中所述的炉渣为燃煤炉渣、粉煤灰或者二者的结合，所述炉渣的固含量为90％以上，由于燃煤炉渣本身颗粒比较均匀，可以直接取用。再取用少量普通硅酸盐水泥(在本发明中，为了便于比较统一使用小野田水泥P.0.42.5)，将炉渣与洗车污泥按照一定比例混合，其间采用人工拌合或机械搅和使炉渣、水泥和污泥等充分接触，拌合均匀即可。港口工程车洗车污泥的含水率一般88～93％，为了便于比较，在该具体实施例中的洗车污泥中含水率为90％的样本，正负偏差不超过1％。港口工程车洗车污泥中，通常含有Cu、Ni、Cr、Pb等重金属离子，在本实施例的洗车污泥样本中，Cu的含量为7.82mg/L，Ni的含量为4.20mg/L，Cr的含量为0.85mg/L，Pb的含量为0.72mg/L。

根据处理的目的不同，炉渣、水泥和污泥的掺量和比例有所不同。经过大量的试验，本发明建议采用以下掺量和比例，可以获得较佳效果：

1.如处理后的固化体用作填埋，参照国内及欧美标准规定，固化体含水率必须小于40％，7d的无侧限抗压强度达到50kpa以上，28d的无侧限抗压强度达到340kpa以上。要满足以上要求，以污泥的重量为基准，炉渣的掺入量可以取下限值60％，硅酸盐水泥的加入量为4～9％。

2.如处理后的固化体用作资源化，根据目前的研究成果，比较适合做铺路材料。参照国内及欧美标准规定，除了需要满足固化体含水率必须小于40％，7d的无侧限抗压强度达到50kpa以上的条件以外，28d的无侧限抗压强度达到1040kpa以上。要满足以上要求，以污泥的重量为基准，炉渣的掺入量可以取80％以上，硅酸盐水泥的加入量为9～13％。

以下将结合具体实施例对本发明所述的针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法做进一步的说明。

实施例1

处理后的固化体用作填埋，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，硅酸盐水泥的加入量为4％。

实施例2

处理后的固化体用作填埋，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，硅酸盐水泥的加入量为9％。

实施例3

处理后的固化体用作填埋，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为50％，粉煤灰的掺入量为10％，硅酸盐水泥的加入量为6％。

实施例4

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为80％，硅酸盐水泥的加入量为9％。

实施例5

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为80％，硅酸盐水泥的加入量为13％。

实施例6

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，粉煤灰的掺入量为20％，硅酸盐水泥的加入量为12％。

实施例7

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，粉煤灰的掺入量为20％，硅酸盐水泥的加入量为12％，乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.1％。

实施例8

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，粉煤灰的掺入量为20％，硅酸盐水泥的加入量为10％，乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.2％。

实施例9

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，粉煤灰的掺入量为20％，硅酸盐水泥的加入量为10％，乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.2％，乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.05％。

实施例10

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，粉煤灰的掺入量为20％，硅酸盐水泥的加入量为10％，乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.10％，乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.10％。

实施例11

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，粉煤灰的掺入量为20％，硅酸盐水泥的加入量为8％，乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.10％，乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.05％。

实施例12

处理后的固化体用作铺路材料，以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为80％，硅酸盐水泥的加入量为8％，乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.10％，乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.05％。

比较例1

以污泥的重量为基准，尾矿铁渣的掺入量为60％，硅酸盐水泥的加入量为4％。

比较例2

以污泥的重量为基准，尾矿铁渣的掺入量为60％，硅酸盐水泥的加入量为9％。

比较例3

以污泥的重量为基准，尾矿铁渣的掺入量为80％，硅酸盐水泥的加入量为9％。

比较例4

以污泥的重量为基准，尾矿铁渣的掺入量为80％，硅酸盐水泥的加入量为13％。

比较例5

以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为60％，硅酸盐水泥的加入量为9％，乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.10％。

比较例6

以污泥的重量为基准，燃煤炉渣的掺入量为80％，硅酸盐水泥的加入量为13％，乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.05％。

经过实施例以及比较例得到的固化体分别标记为E-1～E-12，以及CO-1～CO-6，对固化体按照固体废物浸出毒性浸出方法HJ/T299的硫酸硝酸法进行浸出，按照GB5085.3-2007中要求的标准进行测试，结果如表1所示。而固化体的力学性能如表2所示。

表1浸出液中重金属离子浓度(mg/L)

表2固化体的力学性能

有表1和表2可知，尽管使用尾矿铁渣能够获得更高的无侧限抗压强度，但是其28d测得的含水率高，显示了较慢的固化速度；而且使用了尾矿铁渣的固化体对重金属离子的固化作用有限，因此其不适合用于重金属离子含量较高的港口工程车洗车污泥的固化处理。此外，通过比较例之间的比较可知，复配使用添加剂乙烯基三乙氧基硅烷和乙氧化双酚F二丙烯酸酯可以提高早期固化速度，而且还能够显著提高固化强度，降低含水率，并且固化重金属离子的能力也显著增强；而单独使用乙烯基三乙氧基硅烷或乙氧化双酚F二丙烯酸酯效果不显著，尤其是使用乙氧化双酚F二丙烯酸酯没有正面的效果。

对于本领域的普通技术人员而言，本发明具体实现并不受上述实施例的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种针对港口工程车洗车污泥的固化稳定化方法，所述洗车污泥的含水率为88~93%，其特征在于：所述固化稳定化方法以由炉渣、硅酸盐水泥、乙烯基三乙氧基硅烷和乙氧化双酚F二丙烯酸酯的混合物作为固化稳定剂，将固化稳定剂加入到所述洗车污泥中，搅拌均匀即获得可直接填埋或用做资源化的固化体，其中，所述炉渣为燃煤炉渣、粉煤灰或者二者的组合，所述炉渣的固含量为90%以上；以所述洗车污泥的重量为基准，所述炉渣加入量为60~80%，所述硅酸盐水泥的加入量为4~13%，所述乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为0.1~0.2%，所述乙氧化双酚F二丙烯酸酯的加入量为0.05~0.10%。