專利名稱：一種底泥穩(wěn)定化試劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于底泥穩(wěn)定化的底泥穩(wěn)定化試劑及其用途。
背景技術(shù)：
底泥是水環(huán)境中污染物的源與匯，其主要污染物包括如鎘、鎳、鉻、銅、鋅、鉛等重金屬。當(dāng)水體中輸入的污染物來源逐漸減少時，污染底泥仍然可以使水體質(zhì)量惡化，進(jìn)而對水生生態(tài)和人類生產(chǎn)生活等產(chǎn)生不利影響。如果對疏浚底泥處置不當(dāng)，則可能對周圍環(huán)境的土地和地下水造成污染，進(jìn)而對環(huán)境的生態(tài)造成破壞。而目前對污染底泥的異位修復(fù)技術(shù)大多面臨存在二次污染風(fēng)險、處理成本較高無法適用于大規(guī)模處理的問題。因此，有必要研究治理疏浚底泥的重金屬等污染的新技術(shù)。疏浚底泥的重金屬處理方法主要有淋洗和穩(wěn)定化。由于利用淋洗修復(fù)重金屬污染底泥，不僅費(fèi)用昂貴，而且存在二次污染的風(fēng)險。而穩(wěn)定化技術(shù)雖然不能減少底泥中重金屬的含量，但是可以使底泥中重金屬的形態(tài)向殘渣態(tài)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而減少重金屬的生物毒性。因此，需要降低底泥的浸出毒性，才能避免其在資源化利用的過程中二次污染。傳統(tǒng)的方式是添加水泥和石灰等固化劑，這些方式需要添加大量的材料，添加量超過30%，增加了垃圾量，如果再遇水，還可能逆轉(zhuǎn)變成污泥，同時，對Cd、Cr等毒性較大的重金屬的穩(wěn)定化結(jié)果不好。而采用添加納米鐵粉的方式來穩(wěn)定化污泥，其添加量少，并且對CcUCr等毒性較大的重金屬的穩(wěn)定化有較好的效果，可避免其在資源化利用時產(chǎn)生更大的二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中穩(wěn)定化試劑的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種成分簡單且穩(wěn)定化性能優(yōu)異的底泥穩(wěn)定化試劑及其應(yīng)用。本發(fā)明的穩(wěn)定化試劑特別適用于河道疏浚底泥的穩(wěn)定化。 該穩(wěn)定化試劑中含有納米鐵粉及水。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案—種底泥穩(wěn)定化試劑，由包含以下重量百分比的組分制成納米鐵粉17 % 25 %，水75% 83%。所述的水的重量百分比優(yōu)選80%。所述的納米鐵粉是納米級顆粒物質(zhì)，其顆粒物表面是四氧化三鐵，內(nèi)在是單質(zhì)鐵， 優(yōu)選α -Fe ο所述的納米鐵粉的粒徑為50-80nm，優(yōu)選70nm。2Fe0 (OH) +3 — 2Fe°+4H203Fe°+4H20 — Fe304+4H2其中!^eO(OH)是從!^eSO4與其他物質(zhì)反應(yīng)中析出的，而α-Fe是!^eO(OH)與氫氣在加熱的環(huán)境中產(chǎn)生的，同時α "Fe與水蒸氣反應(yīng)生成磁鐵礦。
一種上述底泥穩(wěn)定化試劑用于穩(wěn)定底泥的用途，包含以下步驟
(1)按上述比例稱取納米鐵粉和水，將其攪拌均勻，形成水凝膠液體，得到底泥穩(wěn)定化試劑；
(2)將步驟(1)配制的穩(wěn)定化試劑加入疏浚底泥中，使底泥和添加的穩(wěn)定化試劑充分混合；
(3)將步驟O)中添加過穩(wěn)定化試劑的底泥鋪于地面，在通風(fēng)、遮光的條件下穩(wěn)定后其浸出毒性會大大降低。
所述的步驟O)中，攪拌時間為10 15分鐘，再放入振蕩機(jī)振蕩2 3小時。
所述的步驟O)中，穩(wěn)定化試劑與底泥的用量比為500 700mL步驟(1)所述的穩(wěn)定化試劑/IKg底泥。
所述的步驟(3)中，穩(wěn)定時間為500 550h。
本發(fā)明的底泥穩(wěn)定化試劑將會與底泥中的重金屬發(fā)生反應(yīng)，使其化學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，形成更加穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，從而大大降低疏浚底泥的浸出毒性。其中Cr、Fe、Cu的反應(yīng)式如下
Cr2O 廣+3Fe+7H20 — Cr2Fe3 (OH) 12+20F
Pb304+Fe304 — 3PbFe204
Cu0+Fe304+H20 — CuFe02+2Fe0 (OH)
以上原料現(xiàn)場按照比例加入污泥攪拌設(shè)備。
本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明的穩(wěn)定化試劑材料易得，價格低廉，通過穩(wěn)定化后的底泥中的重金屬的浸出毒性大大降低。本發(fā)明在底泥穩(wěn)定化后，對重金屬離子具有很好的穩(wěn)定效果，使其重金屬浸出毒性大幅度降低，特別適用于河道疏浚底泥的穩(wěn)定化。


圖1為本發(fā)明實(shí)施中納米鐵粉顆粒的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍決不僅限于實(shí)施例。
實(shí)施例1
(1)配制穩(wěn)定化試劑
將17千克粒徑為70nm納米鐵粉(如圖1所示)和83升的自來水，通過攪拌機(jī)混合10分鐘，再放入振蕩機(jī)振蕩2 3小時，使底泥和添加的穩(wěn)定化試劑充分混合，形成水凝膠液體，得到底泥穩(wěn)定化試劑；
(2)穩(wěn)定化試劑的添加
將步驟(1)制得的83L混合均勻的穩(wěn)定化試劑添加到130千克含水量約為80%重量的疏浚底泥中，具體的添加方式為底泥、穩(wěn)定化試劑分別用皮帶輸送機(jī)及螺旋輸送機(jī)送入混合攪拌機(jī)中，經(jīng)10-15分鐘充分混合后，皮帶傳送至穩(wěn)定化底泥出料口 ；
(3)穩(wěn)定養(yǎng)護(hù)
將添加過穩(wěn)定化試劑的底泥鋪于地面，保持通風(fēng)，但不得見光，穩(wěn)定500h后，其浸出毒性會大大降低。本發(fā)明的穩(wěn)定化試劑和其他常用穩(wěn)定化試劑穩(wěn)定化底泥的對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。表 權(quán)利要求
1.一種底泥穩(wěn)定化試劑，其特征在于該試劑由包含以下重量百分比的組分制成納米鐵粉 17% 25%，水75% 83%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底泥穩(wěn)定化試劑，其特征在于所述的水的重量百分比為 80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底泥穩(wěn)定化試劑，其特征在于所述的納米鐵粉是納米級顆粒物質(zhì)，其顆粒物表面是四氧化三鐵，中心是單質(zhì)鐵，優(yōu)選α -Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底泥穩(wěn)定化試劑，其特征在于所述的納米鐵粉的粒徑為 50-80nm，優(yōu)選 70nm。
5.一種權(quán)利要求1-4中任一所述的底泥穩(wěn)定化試劑用于穩(wěn)定底泥的用途。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用途，其特征在于包含以下步驟(1)按權(quán)利要求1所述的配比稱取納米鐵粉和水，將其攪拌均勻，形成水凝膠液體，得到底泥穩(wěn)定化試劑；(2)將步驟(1)配制的穩(wěn)定化試劑加入疏浚底泥中，使底泥和添加的穩(wěn)定化試劑充分混合；(3)將步驟O)中添加過穩(wěn)定化試劑的底泥鋪于地面，在通風(fēng)、遮光的條件下穩(wěn)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用途，其特征在于所述的步驟O)中，攪拌時間為10 15 分鐘，再放入振蕩機(jī)振蕩2 3小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用途，其特征在于所述的步驟( 中，穩(wěn)定化試劑與底泥的用量比為500 700mL步驟(1)所述的穩(wěn)定化試劑/IKg底泥。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用途，其特征在于所述的步驟(3)中，穩(wěn)定時間為500 550h。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于底泥穩(wěn)定化的底泥穩(wěn)定化試劑以及其用途。該底泥穩(wěn)定化試劑由包含以下重量百分比的組分制成納米鐵粉17％～25％，水75％～83％。本發(fā)明的穩(wěn)定化試劑材料易得，價格低廉，通過穩(wěn)定化后的底泥中的重金屬的浸出毒性大大降低。本發(fā)明在底泥穩(wěn)定化后，對重金屬離子具有很好的穩(wěn)定效果，使其重金屬浸出毒性大幅度降低，特別適用于河道疏浚底泥的穩(wěn)定化。
文檔編號C02F11/00GK102531301SQ20111045821
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者侯琳琳, 柴曉利, 王冬揚(yáng), 邱端陽 申請人:同濟(jì)大學(xué)