專利名稱：一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體廢棄物的處理方法，尤其是涉及一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法。
背景技術(shù)：
為了改善河流湖泊的水質(zhì)或保證河道正常的泄洪能力及航道的暢通，每隔一段時間須開展河道湖泊的疏浚清淤工程，由此將產(chǎn)生大量的疏浚淤泥。疏浚淤泥主要由粘粒組成，含水量高且脫水困難，強度低，土力學(xué)性質(zhì)差，并含有一定的有害污染物。目前國內(nèi)對疏浚淤泥的處置主要是直接廢棄于陸地拋填區(qū)或低洼地區(qū)，有些甚至占用魚塘和耕田，形成的土地由于非常軟弱難以進(jìn)行開發(fā)利用。而隨處廢棄的淤泥本身，不僅占用大量的土地，也會對環(huán)境造成二次污染。因此，對疏浚淤泥的處理處置已經(jīng)成為我國河道湖泊治理的制約性因素。案例I :1999年-2003年杭州西湖清淤工程淤泥通過管道輸送至江洋畈，形成100萬立方米的淤泥庫，現(xiàn)成為大片沼澤地，周圍柵欄維護(hù)，內(nèi)通過棧道方可進(jìn)入。案例2 :無錫西五里湖一期疏浚工程共產(chǎn)生60萬方淤泥，需要設(shè)置3個堆場進(jìn)行處理，占用農(nóng)田達(dá)500畝，并涉及拆遷和農(nóng)業(yè)、漁業(yè)賠償?shù)葐栴}，給工程帶來了很大的難度。案例3 2001年由于香港九號貨柜碼頭施工淤泥廢棄引起的污染問題，引起了綠色和平組織和當(dāng)?shù)貪O民的抗議。目前有研究通過添加水泥、粉煤灰、石灰等固化材料改善疏浚泥的力學(xué)性質(zhì)，但由于疏浚泥粘粒含量高，含水量大，導(dǎo)致固化材料用量較大，固化成本很高。也有研究通過添加砂、土等材料改善淤泥的顆粒級配，再利用水泥等固化材料進(jìn)行固化處理，這種方法固化效果較好，但需耗費天然的砂土料，且使用的固化劑以水泥為主，添加量仍然較大。目前上述固化技術(shù)均較難在國內(nèi)推廣。生活垃圾焚燒底灰是從城市生活垃圾焚燒爐底部排除的爐渣，主要由渣土、陶瓷類物質(zhì)碎片和其他一些不可燃及未燃的物質(zhì)所組成，除去其中的大宗物質(zhì)后，其外觀與淺灰色的細(xì)砂和礫石相似，質(zhì)輕，表面多孔，吸附能力強。目前發(fā)達(dá)國家生活垃圾焚燒底灰的處理處置主要采用衛(wèi)生填埋或經(jīng)篩選處理后作為集料進(jìn)行資源化利用。經(jīng)調(diào)查我國上海江浙等地區(qū)垃圾焚燒底灰主要采用衛(wèi)生填埋進(jìn)行處置，同時也有制磚或作為道路路基填料的嘗試。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)許多城市已經(jīng)興建了或正在興建大型生活垃圾焚燒廠，焚燒處理已占生活垃圾總處置量的14%，年產(chǎn)爐渣450飛50萬噸。隨著生活垃圾產(chǎn)量及焚燒比例的增力口，垃圾焚燒底灰產(chǎn)量將日益增加，因此探索底灰的資源化利用途徑具有重要意義。生活垃圾焚燒底灰的理化性質(zhì)和工程特性研究結(jié)果表明
底灰主要由粒徑為O. Γ5. Omm的無機礦物顆粒組成，堅固性較好，具有較為穩(wěn)定的顆粒級配，與砂類土相似，適合用作路基、路堤等填筑材料(張建明，胡敏云等.兩種典型垃圾焚燒灰渣特性的試驗研究，環(huán)境污染與防治，2008，30(12) : 50-59)。將底灰摻加到以粘粒為主的疏浚淤泥中，將改善其顆粒級配，對軟弱淤泥起到類似骨架的支持作用。
生活垃圾焚燒底灰是生活垃圾經(jīng)高溫灼燒后水淬降溫所成，SiO2是垃圾焚燒底灰中主要的礦物成分之一(張建明，胡敏云等.兩種典型垃圾焚燒灰渣特性的試驗研究，環(huán)境污染與防治，2008，30(12) : 50-59)，有的焚燒工藝還需使用煤助燃，如此生成的底灰含有一定的活性SiO2成分，因此具有一定的潛在水硬性(潛在水硬性即本身遇水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在Ca(OH)2或CaSO4等激發(fā)劑的激發(fā)下遇水生成水硬性膠凝物質(zhì))。利用垃圾焚燒底灰的潛在水硬性，使用石灰作為激發(fā)劑，可以對疏浚淤泥起到一定的膠結(jié)固化作用。另外，經(jīng)高溫灼燒而形成的垃圾焚燒底灰顆粒大多表面疏松多孔，類似海綿狀顆粒，其中含有的鋁硅酸鹽是重金屬吸附劑的主要成分(范曉平，刑介明等，生活垃圾焚燒灰渣的物理化學(xué)特性，環(huán)境衛(wèi)生工程，2009，17 (3):4-6)。底灰中表面多孔的顆粒有助于吸收淤泥中的水分，并對污染物具有一定的吸附穩(wěn)定作用。因此將生活垃圾焚燒底灰摻加到疏浚淤泥中后，焚燒底灰能夠起到降低疏浚淤泥的含水率和浸出毒性的作用。生活垃圾焚燒底灰本身的重金屬含量很低，沒有環(huán)境危害性(范曉平，刑介明等，生活垃圾焚燒灰渣的物理化學(xué)特性，環(huán)境衛(wèi)生工程，2009，17 (3) :4-6)，也沒有放射性危害(陳東河，吳笑梅等.城市生活垃圾焚燒爐渣的性質(zhì)及其環(huán)境影響評價，城市環(huán)境與城市生態(tài)，2006，19(5): 6-8)，因此將生活垃圾焚燒底灰摻加到疏浚淤泥中再經(jīng)適當(dāng)固化處理后將具有環(huán)境安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法。將生活垃圾焚燒底灰摻加到疏浚淤泥中，利用生活垃圾焚燒底灰的骨料特性、吸附性能及潛在水硬性等特點，有針對性地處理疏浚淤泥粘粒含量高、含水量高、強度低、含污染物等問題， 能夠?qū)κ杩Ｓ倌嗟耐亮W(xué)性質(zhì)起到較大的改善作用，同時能降低疏浚淤泥固化物的浸出毒性，實現(xiàn)以廢治廢。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟
本發(fā)明以生活垃圾焚燒底灰的摻加量與疏浚淤泥重量之比為O. 3 O. 5 :1，固化劑摻量與生活垃圾焚燒底灰重量之比為O. I O. 2 :1，28天齡期的固化體無側(cè)限抗壓強度為5(T80kPa,水浸泡不坍塌崩散。所述疏浚淤泥為河道、湖泊清淤產(chǎn)生的淤泥。所述生活垃圾焚燒底灰為城市生活垃圾焚燒廠焚燒爐底部排出的爐渣經(jīng)預(yù)處理后的產(chǎn)物(即篩除大宗物質(zhì)、黑色及各種有色金屬)。所述固化劑為生石灰。本發(fā)明具有的有益效果是
(I)本發(fā)明以廢治廢，固化產(chǎn)物可以作為填土材料進(jìn)行資源化利用，一舉兩得地解決了疏浚淤泥及生活垃圾焚燒底灰的出路問題。(2)本發(fā)明利用了生活垃圾焚燒底灰的骨料特性、吸附性及一定的潛在水硬性特點，有針對性地處理疏浚泥粘粒含量高、含水率高、強度低、含污染物等問題，生活垃圾焚燒底灰對疏浚泥的土力學(xué)性質(zhì)起到較大的改善作用，而垃圾焚燒底灰目前作為一種固體廢棄物，不需耗資購買，因而可有效降低疏浚淤泥的固化成本，同時緩解城市周邊衛(wèi)生填埋場地緊張問題。
(3)本發(fā)明沒有使用水泥、粉煤灰等固化材料，而是采用生石灰這種廉價的膠凝材料，該固化材料遇水反應(yīng)生成熟石灰，反應(yīng)過程中大量吸水對疏浚淤泥起到一定的減水效果；另外生成的熟石灰既能對疏浚泥產(chǎn)生固化作用(本身的膠結(jié)作用)，同時也能激發(fā)底灰的潛在水硬性，可以說起到一石三鳥的效果。(4)本發(fā)明利用生活垃圾焚燒底灰的吸附性、潛在水硬性及生石灰的固化作用，對疏浚淤泥和生活垃圾焚燒底灰中的污染物具有一定的穩(wěn)定化效果，可有效降低固化物的浸出毒性，解決固化物資源化利用中潛在的二次污染問題。
具體實施例方式實施例I :
生活垃圾焚燒底灰的摻加量與疏浚淤泥重量之比為O. 3 :1，生石灰摻量與生活垃圾焚燒底灰重量之比為O. 15 1,28天齡期固化體的無側(cè)限抗壓強度為60kPa，水浸泡不坍塌崩散，可作為建筑物地基回填材料利用。 實施例2
生活垃圾焚燒底灰的摻加量為疏浚淤泥重量的O. 5 :1，生石灰摻量與生活垃圾焚燒底灰重量之比為O. 10 1,28天齡期固化體的無側(cè)限抗壓強度為65kPa，水浸泡不坍塌崩散，可作為公路路堤填土材料利用。實施例3
生活垃圾焚燒底灰的摻加量為疏浚淤泥重量的O. 4 :1，生石灰摻量與生活垃圾焚燒底灰重量之比為O. 20 1,28天齡期固化體的無側(cè)限抗壓強度為80kPa，水浸泡不坍塌崩散，可作為河堤填筑材料利用。
權(quán)利要求
1.一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于生活垃圾焚燒底灰的摻加量與疏浚淤泥重量之比為O. 3 O. 5 :1，固化劑摻量與生活垃圾焚燒底灰重量之比為O. I O. 2 :1，28天齡期的固化體無側(cè)限抗壓強度為5(T80kPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于所述疏浚淤泥為河道、湖泊清淤產(chǎn)生的淤泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于所述生活垃圾焚燒底灰為城市生活垃圾焚燒廠焚燒爐底部排出的爐渣經(jīng)預(yù)處理后的產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法，其特征在于所述固化劑為生石灰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摻合生活垃圾焚燒底灰固化疏浚淤泥的方法。生活垃圾焚燒底灰的摻加量與疏浚淤泥重量之比為0.3～0.51，固化劑摻量與生活垃圾焚燒底灰重量比為0.1～0.21，28天齡期的固化體無側(cè)限抗壓強度為50~80kPa，水浸泡不坍塌崩散。本發(fā)明利用了垃圾焚燒底灰的骨料特性、吸附性及潛在水硬性的特點，針對性處理疏浚泥的粘粒含量高、含水率高、強度低等問題，固化處理后的疏浚淤泥可以作為填土材料進(jìn)行資源化利用。本發(fā)明充分利用垃圾焚燒底灰的物理化學(xué)特性，以廢治廢，與現(xiàn)有的疏浚淤泥固化技術(shù)相比固化費用明顯降低，且同時解決了兩種廢棄物的出路問題，具有明顯的環(huán)境效益和社會效益。
文檔編號B09B3/00GK102941209SQ201210440279
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者陳萍, 楊云芳 申請人:浙江理工大學(xué)