一種用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的方法，包括如下步驟：1）采集河道疏浚底泥，自然通風(fēng)后，靜置24~48h，倒去上覆水，將底泥在自然條件下風(fēng)化晾干；2）將風(fēng)干后結(jié)塊的底泥經(jīng)過粉碎機破碎研磨，過100?200目篩，收集備用；3）將底泥、P.O 42.5水泥按照質(zhì)量比7:3混合，然后加入占水泥質(zhì)量2%的固化劑；4）混合均勻后澆鑄于模具中，將模具置于振動臺上，機械振動至填滿模具，振幅為0?5mm，振動時間為1?5分鐘，20~30小時后脫模，于濕度>95%，溫度控制于19.5?20.5℃條件下連續(xù)濕式養(yǎng)護(hù)7?90天。本發(fā)明的有益效果：原材料來源廣，成本低廉；機械強度好；工藝簡單易量產(chǎn)。
【專利說明】
一種用疏浚底泥制備泡沬底泥磚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及，尤其是一種用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 底泥通常是黏土、泥沙、有機質(zhì)及各種礦物的混合物，經(jīng)過長時間物理、化學(xué)及生 物等作用及水體傳輸而沉積于水體底部所形成。營養(yǎng)物質(zhì)、有機污染物和重金屬等污染物 可通過工業(yè)廢水、生活污水和地表徑流等途徑排放進(jìn)入河流水體，納入水體的污染大部分 經(jīng)過物理沉淀、化學(xué)吸附等作用由水相轉(zhuǎn)入固相，最終蓄積到底泥中，對水體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成 威脅。水體富營養(yǎng)化或水體受到污染的河流，其河底淤泥中含有大量的氮磷和重金屬，在生 物或物理因子作用下這些污染會被釋放到水體之中，造成水體水質(zhì)變壞，成為污染源。疏浚 底泥作為一種水利和土木工程措施，可以擴大儲水量，減少洪澇災(zāi)害對農(nóng)業(yè)影響，改善航 運，去除重金屬污染，并一定程度上減少營養(yǎng)鹽的總量。疏浚的方法有很多，包括水下疏浚、 干河疏浚、依靠水力疏浚以及采用爆破等手段疏浚等。按照疏浚技術(shù)現(xiàn)狀來分類，又分為工 程疏浚技術(shù)、環(huán)保疏浚技術(shù)和生態(tài)疏浚技術(shù)等。其中，以減少內(nèi)源污染負(fù)荷為目的的河道底 泥生態(tài)疏浚技術(shù)，被認(rèn)為是控制河道內(nèi)源污染效果明顯的工程技術(shù)措施之一。環(huán)保疏浚產(chǎn) 生的底泥，通常被作為固體廢物堆放在貯泥場中，但這種單純堆放而不采取其他控制措施 的處置方法也帶來了雨多問題:一方面會占用大量土地，另一方面會由于雨水的沖刷又會 產(chǎn)生二次污染，而且其中有益成分(如N、P及一定量的金屬元素)不能得到充分利用，造成資 源的浪費。
[0003] 目前，大部分底泥資源化方式是將底泥制備成建材，如：中國專利號 201110035907.8，專利名：一種用河道底泥生產(chǎn)的燒結(jié)輕質(zhì)環(huán)保磚及其制造方法；中國專利 號201210322843.4,專利名：一種底泥磚的制備方法；中國專利號201310258221. 4,專利 名：一種污水處理廠污泥燒結(jié)磚及其制備方法；中國專利號201410326354.5，專利名：一種 用疏浚底泥免燒結(jié)制磚的方法。這些方法的資源化方式單一，應(yīng)用范圍較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對于疏浚底泥的利用方式單一，應(yīng)用范圍小的技術(shù)問題，本 發(fā)明提供了一種采用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的方法，本方法無需燒結(jié)，節(jié)省能耗，避免造 成二次污染的泡沫底泥磚，利用P.0 42.5水泥、固化劑制備而成，材料易得、來源廣泛、價格 便宜。不僅節(jié)能環(huán)保且方法簡單，滿足重金屬浸出性低、材料親遍、容易規(guī)模生產(chǎn)等要求，而 且對疏浚底泥進(jìn)行了資源化利用。本發(fā)明技術(shù)簡單，成本低廉，節(jié)省能耗，避免造成二次大 氣污染;低重金屬浸出，具備可抗水沖刷的力學(xué)強度。
[0005] 本發(fā)明為了解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段是:一種采用疏浚底泥制備泡沫底泥 磚的方法，包括如下步驟： 1)采集河道疏浚底泥，自然通風(fēng)后，靜置24~48h，倒去上覆水，將底泥在自然條件下風(fēng) 化晾干，使其含水率〈10%; 2) 將風(fēng)干后結(jié)塊的底泥經(jīng)過粉碎機破碎研磨，過100-200目篩，收集備用； 3) 將底泥、P. 0 42.5水泥按照質(zhì)量比7: 3混合，然后加入占水泥質(zhì)量2%的固化劑，于室 溫條件下采用攪拌器先以125-135r/min的速度攪拌3~4分鐘，再以57-67r/min的速度攪拌 50~80秒，此時物料中的水固比在室溫條件下為0.3-0.6; 4) 混合均勻后澆鑄于模具中，將模具置于振動臺上，機械振動至填滿模具，振幅為0-5mm，振動時間為1-5分鐘，20~30小時后脫模，于濕度>95%，溫度控制于19.5-20.5°C條件下 連續(xù)濕式養(yǎng)護(hù)7-90天，制得泡沫底泥磚。
[0006] 步驟3)所述的固化劑為安徽定基新材料科技有限公司生產(chǎn)的土壤固化劑。
[0007] 步驟3)中，物料中的水固比在室溫條件下為0.3-0.6。
[0008]所述的模具為磨光砂漿三聯(lián)試模。
[0009]本發(fā)明的有益效果是： (1) 制備所用原材料來源廣，成本低廉。重金屬污染疏浚底泥、水泥和特制固化劑作為 主要原料，在制作工藝上不會對環(huán)境產(chǎn)生危害。采用免燒結(jié)工藝，具有節(jié)能的優(yōu)勢，同時降 低了二次污染的風(fēng)險； (2) 重金屬浸出濃度低:水泥的水解水化反應(yīng)產(chǎn)生凝膠化合物包裹污染底泥的顆粒，同 時水泥水化作用產(chǎn)生的的高pH值也會促使重金屬生成沉淀，水泥水化產(chǎn)物中含有的大量鈣 離子可以與重金屬離子發(fā)生離子交換，大大降低重金屬的浸出； (3) 機械強度好:經(jīng)過水泥固化后，孔隙率降低，能達(dá)到較好的無側(cè)限抗壓強度，符合輕 質(zhì)材料的強度標(biāo)準(zhǔn)； (4) 疏浚底泥資源化利用:有效地解決了底泥資源化的問題，同時也拓寬了底泥制備材 料的應(yīng)用范圍，制成的材料屬于新型環(huán)保材料； (5) 工藝簡單易量產(chǎn):制備條件為室溫，無需加熱和加壓設(shè)備，工藝流程簡單，易實現(xiàn)生 產(chǎn)線自動化生產(chǎn)。
[0010]
【具體實施方式】: 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但實施例并不用于限制本發(fā)明。
[0011] 實施例一： 一種采用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的方法，包括如下步驟： 1) 采集河道疏浚底泥，自然通風(fēng)后，靜置24~48h，倒去上覆水，將底泥在自然條件下風(fēng) 化晾干，使其含水率〈10%; 2) 將風(fēng)干后結(jié)塊的底泥經(jīng)過粉碎機破碎研磨，過100-200目篩，收集備用； 3) 將底泥、P. 0 42.5水泥按照質(zhì)量比7: 3混合，然后加入占水泥質(zhì)量2%的固化劑，該固 化劑為安徽定基新材料科技有限公司生產(chǎn)的土壤固化劑，于室溫條件下采用攪拌器先以 125-135r/min的速度攪拌3分鐘，再以57-67r/min的速度攪拌60秒，并嚴(yán)格控制水固比于室 溫條件下為0.3; 4) 混合均勻后澆鑄于模具中，將模具置于振動臺上，機械振動至填滿模具，振幅為0-5_，防止將泥漿壓實在模具中，振動時間為1-3分鐘，24小時后脫模，放置于濕度>95%，溫度 控制于19.5-20.5°C條件下連續(xù)濕式養(yǎng)護(hù)7-90天，制得泡沫底泥磚。泡沫底泥磚的規(guī)格可控 制在直徑0.5-5cm之間，此處使用的模具為磨光砂漿三聯(lián)試模，規(guī)格為70.7x70.7x70.7mm， 制造標(biāo)準(zhǔn)為JG3019-94標(biāo)準(zhǔn)。
[0012] 所述泡沫底泥磚的無側(cè)限抗壓強度多4MPa。
[0013]所述泡沫底泥磚的質(zhì)量密度為0.3g/cm3~0.5g/cm3。
[0014]根據(jù)實驗:底泥多孔吸附材料的比表面積約為20m2/g，平均密度為372.47kg/m3，泡 沫底泥磚的密度等級、抗壓強度等均滿足GBT17431.1-2010《輕集料及其試驗方法-第1部 分:輕集料》中的要求。
[0015] 根據(jù)HJ/T 299-2007《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》和和HJ/T 300-2007《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法》對多孔吸附材料進(jìn)行重金屬浸出實驗， 結(jié)果如表1所示。
[0016]表1免燒結(jié)多孔吸附材料浸出性和相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)
注表示檢測不出； 本發(fā)明制備的泡沫底泥磚采用兩種浸出性檢測方法得出結(jié)果均滿足GB 5085.3-2007 《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》，GB16889-2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》和GB 8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。證明材料重金屬浸出性極低，在一般情況下，不 會對自然環(huán)境產(chǎn)生危害。
【主權(quán)項】
1. 一種采用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 采集河道疏浚底泥，自然通風(fēng)后，靜置24~48h，倒去上覆水，將底泥在自然條件下風(fēng) 化晾干，使其含水率〈10%; 2) 將風(fēng)干后結(jié)塊的底泥經(jīng)過粉碎機破碎研磨，過100-200目篩，收集備用； 3) 將底泥、P. 0 42.5水泥按照質(zhì)量比7: 3混合，然后加入占水泥質(zhì)量2%的固化劑，于室 溫條件下采用攪拌器先以125-135r/min的速度攪拌3~4分鐘，再以57-67r/min的速度攪拌 50~80秒，此時物料中的水固比在室溫條件下為0.3-0.6; 4) 將攪拌后的材料混合均勻后澆鑄于模具中，將模具置于振動臺上，機械振動至填滿 模具，振幅為〇-5_，振動時間為1-5分鐘，20~30小時后脫模，于濕度>95%，溫度控制于19.5-20.5 °C條件下連續(xù)濕式養(yǎng)護(hù)7-90天，制得泡沫底泥磚。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的方法，其特征在于，步驟 3)所述的固化劑為安徽定基新材料科技有限公司生產(chǎn)的土壤固化劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種采用疏浚底泥制備泡沫底泥磚的方法，其特征在于，所 述的模具為磨光砂漿三聯(lián)試模。
【文檔編號】C04B38/00GK106045420SQ201610384593
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】陶紅, 楊克明, 林童, 顧竹珺, 賈玉寶, 施柳, 李飛鵬, 毛凌晨
【申請人】上海理工大學(xué)