申请日2015.11.14
公开(公告)日2016.01.20
IPC分类号C02F11/14
摘要
一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法，属于环境工程技术领域，脱水污泥固化剂中磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣按质量百分比为(1～3):(1～3):(1～3):(1～3)，其制备方法包括：分别对磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣进行水洗、烘干、破碎、球磨处理后，按比例混合均匀。脱水污泥固化剂的使用方法包括：脱水污泥与添加的脱水污泥固化剂按比例搅拌均匀，实现固化。固化后的脱水污泥在常温常压覆膜养护3天后抗压强度能够达到78KPa，浸出液的pH介于5～10。本发明的脱水污泥固化剂采用固体废弃物为原料，原料来源广泛、成本低，利用固体废弃物自身化学性质和相互间的活性激发，实现了脱水污泥的固化稳定化。
权利要求书
1.一种脱水污泥固化剂，其特征在于：由磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣组成，成分按质量比为磷矿石∶电石渣∶尾矿渣∶大理石渣=(1～3)∶(1～3)∶(1～3)∶(1～3)进行混合;其中，磷矿石的磷品位为22～35%，电石渣的Ca(OH)2品位为62～75%，磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣粒度均≤100目。
2.根据权利要求1所述的脱水污泥固化剂，其特征在于：磷矿石含有成分按质量百分比为：氟磷灰石20～38%，石英13～42%，白云石16～69%;电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙60～75%，石英6～15%，氧化镁2～5%，氧化铝0.50～1%，三氧化二铁1～3%;尾矿渣含有成分按质量百分比为：石英为20～75%，氧化铝为5～10%，三氧化二铁为3～7%;大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙为50～70%，石英为8～12%，氧化铝为15～25%。
3.权利要求1所述的脱水污泥固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣，分别用水清洗后，在105～110℃条件下烘干6～8h;
步骤2、采用破碎机将磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣分别逐级破碎至1mm以下，再采用球磨机分别进行球磨，破碎、球磨后各种矿石粒径均≤100目;
步骤3、在常温下，将经过处理后的磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣按照脱水污泥固化剂的配比混合均匀，形成脱水污泥固化剂。
4.根据权利要求3所述的脱水污泥固化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中，采用鄂式破碎机将磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣进行破碎，采用立式行星球磨机进行球磨。
5.根据权利要求3所述的脱水污泥固化剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中，磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣的球磨时间均为4～6h。
6.权利要求1所述的脱水污泥固化剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将脱水污泥与脱水污泥固化剂，按质量比为1∶(0.05～0.1)加入到混合搅拌机，在常温下搅拌4～6min，搅拌均匀，实现脱水污泥的固化。
7.根据权利要求6所述的脱水污泥固化剂的使用方法，其特征在于：所用的脱水污泥取自于污水处理厂，其含水量低于90%。
说明书
一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，特别涉及一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法。
背景技术
污泥是污水处理过程中产生的一种粘稠状物质，它以好氧、厌氧微生物为主体，同时也混入原污水中带有的泥砂、纤维、动植物残体及吸附在其上的有机物、金属、病菌、虫卵、胶质等多种复杂的混合体。对于大型城市的污水处理厂来说，由于有大量的工业废水排入系统，造成污水污泥中的重金属含量偏高，其中铅、砷、镉含量往往接近或超过污泥作为农用堆肥的接纳标准，从污水处理厂排出的污泥一般是一种松散的、含水量在80%～90%的胶溶状膏体物，具有比重轻、体积庞大、不易脱水、极易腐败恶臭的理化特点，因而十分不利于处理与运输。
目前，针对我国污泥的处置技术主要有焚烧、堆肥、填埋等，但其中最易被我国国情所接受的是污泥预处理填埋，不仅能保证污泥无害化处理，而且符合当前我国的经济水平。预处理填埋常见的方式是污泥固化稳定化处理技术，污泥的固化处理是指用物理和化学方法将污泥颗粒胶结、掺合并包裹在密实的惰性基材中，形成整体性较好的固化体的一种过程;污泥的稳定化是将污泥中有毒、有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质过程，污泥固化稳定化是当前最常用的污泥预处理填埋处置技术。
现有的脱水污泥固化剂掺加量一般在15%～30%之间，导致污泥固化体增容比较大，难以实现污泥减量化处理，因此急需一种固化稳定化效果好、掺加量低的脱水污泥固化剂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种脱水污泥固化剂、制备方法与使用方法，该固化剂采用固体废弃物为原料，利用固体废弃物自身化学性质和相互间的活性激发，实现了脱水污泥的固化稳定化。
本发明的脱水污泥固化剂，由磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣组成，成分按质量比为磷矿石：电石渣：尾矿渣：大理石渣=(1～3):(1～3):(1～3):(1～3)进行混合;其中，磷矿石的磷品位为22～35%，电石渣的Ca(OH)2品位为62～75%，磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣粒度均≦100目。
其中，磷矿石含有成分按质量百分比为：氟磷灰石20～38%，石英13～42%，白云石16～69%;电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙60～75%，石英6～15%，氧化镁2～5%，氧化铝 0.50～1%，三氧化二铁1～3%;尾矿渣含有成分按质量百分比为：石英为20～75%，氧化铝为 5～10%，三氧化二铁为3～7%;大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙为50～70%，石英为8～12%，氧化铝为15～25%。
本发明的脱水污泥固化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣，分别用水清洗后，在105～110℃条件下烘干6～8h;
步骤2、采用破碎机将磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣分别逐级破碎至1mm以下，再采用球磨机分别进行球磨，破碎、球磨后各种矿石粒径均≦100目;
步骤3、在常温下，将经过处理后的磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣按照脱水污泥固化剂的配比混合均匀，形成脱水污泥固化剂。
上述的脱水污泥固化剂的制备方法的步骤2中，采用鄂式破碎机将磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣进行破碎，采用立式行星球磨机进行球磨。
上述的脱水污泥固化剂的制备方法的步骤2中，磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣的球磨时间均为4～6h，优选4h;
本发明的脱水污泥固化剂的使用方法，包括以下步骤：
将脱水污泥与脱水污泥固化剂，按质量比为1:(0.05～0.1)加入到混合搅拌机，在常温下搅拌4～6min，搅拌均匀，实现脱水污泥的固化。
上述的脱水污泥固化剂的使用方法中所用的脱水污泥，取自于污水处理厂，其含水量低于90%。
本发明的有益效果：
1、磷矿石、尾矿渣、电石渣和大理石渣均经水洗、破碎、球磨预处理，去除其中的可溶性盐，避免可溶性盐对后续水化反应的影响，提高了胶凝反应强度。
2、磷矿石中的磷可和污泥中大量重金属元素形成不溶物，从而实现重金属的稳定化;电石渣不仅可激发尾矿渣和大理石渣中的活性氧化物，生成硅铝基凝胶实现污泥的固化，使污泥抗压强度提高，还可以调节污泥体系为强碱性，保证尾矿渣和大理石渣中活性氧化物的充分激发，生成的硅铝基凝胶可实现脱水污泥的固化。
3、该固化剂采用固体废弃物为原料，原料来源广泛、成本低，利用固体废弃物自身化学性质和相互间的活性激发，实现了脱水污泥的固化稳定化。
4、与传统方法相比，采用该固化剂脱水污泥的固化稳定化效果好，且制备简便，固化后的脱水污泥对环境不造成二次污染。
