申请日2014.10.08
公开(公告)日2015.01.28
IPC分类号C04B28/00; C04B14/10; C02F11/14
摘要
本发明公开了一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂及其固化方法，属于印染污泥处理技术领域。本发明的固化剂中凹凸棒土和复合添加剂的质量比为(0.05～0.3)：(0.3～1.2);复合添加剂中水泥、粉煤灰和氯化钙的质量比为(1～6)：(0～5)：(0～0.18);本发明的固化步骤为：(1)确定复合添加剂、凹凸棒土的添加比例;(2)将复合添加剂和凹凸棒土破碎研磨，过35目筛;(3)将印染污泥、凹凸棒土、复合添加剂混合搅匀;(4)将搅拌产物分层填装于模具内，一天后脱模，室温养护1～28天。本发明改善了印染厂出厂污泥的土工性能，提高了固化污泥的机械强度，降低了污染物的浸出能力，便于污泥的卫生填埋和资源化利用。
权利要求书
1.一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂，其特征在于：包括复合添加剂和凹凸 棒土，所述的复合添加剂包括水泥、粉煤灰和氯化钙，水泥、粉煤灰和氯化钙的质量比为(1～6)： (0～5)：(0～0.18);所述的凹凸棒土和复合添加剂的质量比为(0.05～0.3)：(0.3～1.2)。
2.根据权利要求1所述的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂，其特征在于： 印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂的质量比(0.1～1)：(0.05～0.3)：(0.3～1.2)。
3.根据权利要求2所述的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂，其特征在于： 所述的复合添加剂中水泥、粉煤灰和氯化钙的质量比为2：5：0.06，所述的印染污泥、凹凸 棒土和复合添加剂的质量比为1：0.2：0.706;该配比下印染污泥固化体满足卫生填埋标准。
4.根据权利要求2所述的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂，其特征在于： 所述的复合添加剂中水泥、粉煤灰和氯化钙的质量比为1：0：0，所述的印染污泥、凹凸棒 土和复合添加剂的质量比为0.433：0.133：0.433;该配比下印染污泥固化体满足欧盟建材铺 路相关标准。
5.一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂固化方法，其步骤为：
(1)根据污泥特性及固化体去向，确定复合添加剂所含各组分的比例以及复合添加剂、 凹凸棒土的添加比例;
(2)将复合添加剂和凹凸棒土破碎研磨，过35目筛;
(3)按步骤(1)确定比例，将印染污泥、凹凸棒土、复合添加剂混合搅匀;
(4)将搅拌产物分层填装于模具内，一天后脱模，室温养护1～28天。
6.根据权利要求5所述的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂固化方法，其特 征在于：先按照水泥、粉煤灰和氯化钙质量比为2：5：0.06的比例混合制得复合添加剂，再 将印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂按质量比为1：0.2：0.706的比例混合，室温养护1天， 制备得到的印染污泥固化体满足卫生填埋标准。
7.根据权利要求5所述的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂固化方法，其特 征在于：先按照水泥、粉煤灰和氯化钙质量比为1：0：0的比例混合制得复合添加剂，再将 印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂按质量比为0.433：0.133：0.433的比例混合，室温养护28 天，制备得到的印染污泥固化体满足欧盟建材铺路相关标准。
8.根据权利要求6或7所述的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂固化方法， 其特征在于：步骤(3)采用JJ-5水泥砂浆搅拌机，搅拌强度为先低速搅拌10分钟，后高速 搅拌5分钟。
说明书
一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂及其固化方法
技术领域
本发明涉及环境污染控制末端、固体废物安全处置技术领域，更具体地说，涉及印染污 泥处理处置过程中的固化剂组分，及利用该固化剂最终处置印染污泥的方法。
背景技术
印染废水为典型难处理工业废水之一，其处理过程通常采用物化和生化处理工艺，在处 理过程中会产生大量的污泥。由于印染废水中含有大量的染料、助剂、浆料、重金属等复杂 难降解物质，因而，印染污泥具有成分复杂、特殊和难处理的特性。
污泥通常有焚烧、堆肥、填埋、资源化利用等处理手段。由于焚烧成本高，容易产生二 次污染，堆肥又可能对农作物带来重金属毒害等问题，因而填埋和资源化利用是目前污泥处 置相对更普遍接受的方式。但是，通常印染厂出厂污泥含水率高、成分复杂、有恶臭、土工 性能差，不适合直接进入卫生填埋场，也不能满足安全回用对污染物浸出浓度的控制要求。 因而需要对印染污泥进行固化稳定处理，提高污泥的机械强度，降低污染物质的浸出能力。 选择合适的固化剂对于缩短污泥处置时间，提高处理性能，降低处理成本具有极大的意义。
凹凸棒土，又名坡缕石，是一种含镁硅组分的粘土矿物，化学分子式为 Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O。1862年俄国学者最早在乌拉尔矿区发现并命名为坡缕石。1935 年法国学者在凹凸堡发现新粘土，并命名为凹凸棒土，后证明与坡缕石结构相同，我国对凹 凸棒土研究起步较晚与国际尚有一定差距。但凹凸棒土在我国储量巨大，占世界的一半以上， 易于获得。凹凸棒土独特的层链状晶体结构和较大的比表面积，极大的扩展了其应用领域， 合理利用其较强的吸附性能可以有效固化污泥中的金属成分和有机组分。
经检索，中国专利申请号200810036184.1，申请日为2008年4月17日，发明创造名称 为：一种污泥固化剂以及应用，该申请案公开了一种用于市政污水处理厂排水污泥和河道污 泥的固化剂以及应用，固化剂由硫铝酸盐水泥、石膏、石灰以及促凝剂按照一定比例混合， 然后和污泥搅拌，使得污泥能够达到填埋或者其他建筑材料要求的土力学性能。污泥固化剂 包括各组分原料的质量比为：硫铝酸盐水泥30%-60%，石膏20%-40%，石灰8%-20%，促凝 剂1%-5%。污泥添加固化剂搅拌固化后，养护1-6天的时间，即可达到填埋要求的强度和含 水量。该申请案污泥固化后，有毒重金属离子被包裹，使得污泥的污染降低，被固化的污泥 没有原始污泥的恶臭，减少了作业时对操作人员的危害。但该申请案针对于固化市政处理厂 污泥和河道污泥，其处理对象组分中金属含量以及危险程度均低于工业印染污泥，同时该申 请案抗压强度数值刚刚超过50kPa，没有一定的裕量，也没有量化说明各种污染物具体固化 效果，实际指导意义有所欠缺。
中国专利号ZL201110342103.2，授权公告日为2013年7月24日，发明创造名称为：重 金属污染底泥固化剂，该申请案的固化剂包括质量分数为20%～50%的水泥，质量分数为 40%～70%的粉煤灰，质量分数为5%～15%的膨润土和质量分数为3%～6%的外加剂;外 加剂包括硝酸钙、亚硝酸钠、偏铝酸钠、硫酸钠、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠和三乙醇 胺，该申请案的固化剂处理底泥后固化体强度高，浸出液pH和重金属浸出浓度得到很大程 度降低。但该申请案的固化剂组分繁多，操作复杂，同时固化目的性不明确，若用于填埋， 外加剂添加量过大，成本过高;若用于建材，参考国外建材标准，金属浸出浓度过高。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于针对现有印染污泥固化稳定处理工艺污泥处置时间长、污泥固化体机 械强度低、污染物浸出浓度高等问题，提供了一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂 及其固化方法，本发明改善了印染厂出厂污泥的土工性能，提高了固化污泥的机械强度，降 低了污染物的浸出能力，便于污泥的卫生填埋和资源化利用。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂，包括复合添加剂和凹凸棒土， 所述的复合添加剂包括水泥、粉煤灰和氯化钙，水泥、粉煤灰和氯化钙的质量比为(1～6)： (0～5)：(0～0.18);所述的凹凸棒土和复合添加剂的质量比为(0.05～0.3)：(0.3～1.2)。
更进一步地，印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂的质量比(0.1～1)：(0.05～0.3)： (0.3～1.2)。
更进一步地，所述的复合添加剂中水泥、粉煤灰和氯化钙的质量比为2：5：0.06，所述 的印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂的质量比为1：0.2：0.706;该配比下印染污泥固化体满 足卫生填埋标准。
更进一步地，所述的复合添加剂中水泥、粉煤灰和氯化钙的质量比为1：0：0，所述的 印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂的质量比为0.433：0.133：0.433;该配比下印染污泥固化 体满足欧盟建材铺路相关标准。
本发明的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂固化方法，其步骤为：
(1)根据污泥特性及固化体去向，确定复合添加剂所含各组分的比例以及复合添加剂、 凹凸棒土的添加比例;
(2)将复合添加剂和凹凸棒土破碎研磨，过35目筛;
(3)按步骤(1)确定比例，将印染污泥、凹凸棒土、复合添加剂混合搅匀;
(4)将搅拌产物分层填装于模具内，一天后脱模，室温养护1～28天。
更进一步地，先按照水泥、粉煤灰和氯化钙质量比为2：5：0.06的比例混合制得复合添 加剂，再将印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂按质量比为1：0.2：0.706的比例混合，室温养 护1天，制备得到的印染污泥固化体满足卫生填埋标准。
更进一步地，先按照水泥、粉煤灰和氯化钙质量比为1：0：0的比例混合制得复合添加 剂，再将印染污泥、凹凸棒土和复合添加剂按质量比为0.433：0.133：0.433的比例混合，室 温养护28天，制备得到的印染污泥固化体满足欧盟建材铺路相关标准。
更进一步地，步骤(3)采用JJ-5水泥砂浆搅拌机，搅拌强度为先低速搅拌10分钟，后 高速搅拌5分钟。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂，通过添加凹凸棒土和复合 配比的传统添加剂水泥、粉煤灰和氯化钙，与印染污泥中的水产生一系列化学反应，改善污 泥的土工性能，缩短固化时间，通过固化剂各组分的不同搭配可改善污泥特性，满足进垃圾 填埋厂、修路或者作为绿化用建筑材料等不同的实际需求;
(2)本发明的一种凹凸棒土强化印染污泥处理处置用固化剂固化方法，固化操作简单， 组分价廉易得，固化强度可适应多种情况，污染物固定效果好，具有良好的可推广性和实用 性。
