專(zhuān)利名稱：一種生態(tài)型底泥人造卵石及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域和建筑材料領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種以底泥為主要原料的人造卵石及其制造方法。
背景技術(shù)：
為保證城市河湖水體質(zhì)量和正常泄洪能力以及內(nèi)陸航道的暢通，我國(guó)每年都開(kāi)展大規(guī)模的湖泊疏浚工程，從而產(chǎn)生大量疏浚底泥，由于疏浚底泥具有泥量大，含水率較高，組成成分復(fù)雜，容易產(chǎn)生二次污染，若處置不當(dāng)將對(duì)環(huán)境造成極為不利的影響，因而對(duì)疏浚 底泥的處理和處置成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。疏浚底泥常規(guī)的處置方法主要有填埋和土地利用等，這些處置方法雖解決了底泥出路的問(wèn)題，但也帶來(lái)了占用大量土地，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題，其中有益成分不能得到充分利用，造成資源浪費(fèi)。反觀建筑材料生產(chǎn)行業(yè)對(duì)粘土有著大量需求，粘土資源的大量開(kāi)采，已影響到農(nóng)村耕田的數(shù)量和質(zhì)量。若利用底泥代替粘土制造陶粒，不但會(huì)減緩建材制造業(yè)與農(nóng)爭(zhēng)土，還可達(dá)到廢棄物資源化的目的。目前，底泥陶粒制造工藝多采用燒結(jié)方式，此方法雖可以得到高質(zhì)量的燒結(jié)陶粒，但燒結(jié)過(guò)程中能源消耗大、處理成本高、有二次污染產(chǎn)生，環(huán)境友好性稍差。因此，發(fā)明一種具有良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的底泥資源化技術(shù)對(duì)底泥的高效處理處置有極大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種效果理想、處理成本低、環(huán)境友好性高的底泥資源化處理方法，主要技術(shù)是將底泥穩(wěn)定化、固化后制成人造卵石，從而實(shí)現(xiàn)底泥的無(wú)害化處理和資源化利用。本發(fā)明所提出生態(tài)型底泥人造卵石包括內(nèi)核I和外殼2兩部分。其中內(nèi)核I的重量組成為70% -80%以干基記重的底泥、0% -30%石灰、3% -50%膠凝材料、0. 1% -10%重金屬穩(wěn)定化藥劑，外殼2采用防水涂層。所述底泥產(chǎn)生于河流、湖泊、水庫(kù)、池塘、港口或者航道的疏浚工程，且底泥含水率40%以上。所述膠凝材料采用糯米汁、合成樹(shù)脂、橡膠、水泥或其它具有粘結(jié)作用的材料。所述防水涂層為聚氨酯防水涂料、桐油或其它具防水作用的涂料。所述重金屬穩(wěn)定化藥劑為硫化鈉、磷酸鹽、巰基捕收劑或其它具有重金屬穩(wěn)定作用的藥劑。本發(fā)明所涉及的生態(tài)型底泥人造卵石的制造方法，具有以下步驟將底泥進(jìn)行藥劑穩(wěn)定化處理，然后與石灰、膠凝材料先后計(jì)量混勻、造粒成型，制成內(nèi)核I，自然養(yǎng)護(hù)7-15天后，送入造粒機(jī)，在成球區(qū)撒入防水涂層物質(zhì)，內(nèi)核I在成球區(qū)滾動(dòng)，利用內(nèi)核I表面的水膜，均勻包上一層防水涂層外殼2，再次進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)3-7天。
本發(fā)明的有益效果在于首先，本發(fā)明的生態(tài)型底泥人造卵石采用免燒工藝，工藝流程操作簡(jiǎn)單，能耗低，所用的底泥穩(wěn)定化、固化及其它外加劑均為大宗產(chǎn)品，廉價(jià)易得，來(lái)源廣泛，極大的降低了底泥的處理成本。在人造卵石復(fù)配工藝中加入重金屬穩(wěn)定劑，可直接將重金屬離子轉(zhuǎn)化為不可溶解狀態(tài)，降低其毒性；膠凝材料的使用不僅可以膠結(jié)其它物料成型，還可使底泥人造卵石具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是引入了糯米汁的應(yīng)用，利用糯米中的淀粉類(lèi)多糖物質(zhì)在碳酸鈣晶體形成過(guò)程中對(duì)結(jié)晶顆粒的大小、形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控和約束，可使人造卵石產(chǎn)生一種致密的微結(jié)構(gòu)，使其在強(qiáng)度和防滲性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)；人造卵石外殼2采用防水涂層，一方面提高了人造卵石的防水性，降低人造卵石吸水性，避免重金屬穩(wěn)定化作用受到環(huán)境干擾，同時(shí)還避免了底泥直接與環(huán)境、人體接觸，提高了產(chǎn)品的環(huán)境友好性。
具體實(shí)施例方式如附圖
所示，本發(fā)明的生態(tài)型底泥人造卵石由球形內(nèi)核I和包覆在外部的外殼2組成。根據(jù)內(nèi)核I和外殼2不同的組成成分和配比列出以下3個(gè)實(shí)例實(shí)施例I內(nèi)核I的重量組成為底泥以干基計(jì)70%、石灰25%、膠凝材料3%、重金屬穩(wěn)定化藥劑2%。底泥含水率48. 21%，有機(jī)質(zhì)含量10. 62%。膠凝材料為糯米汁，重金屬穩(wěn)定化藥劑為巰基捕收劑，防水涂層外殼2采用桐油。首先將底泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理將重金屬穩(wěn)定化藥劑配成質(zhì)量濃度50%水溶液，然后噴灑到底泥中，水溶液添加量約為底泥干基重量的4%，攪拌均勻。再將穩(wěn)定化后的底泥、石灰計(jì)量后送入攪拌機(jī)混勻后停止攪拌，以聚乙烯薄膜覆蓋混合物30min，再加入計(jì)量好的糯米汁，攪拌混勻，送入造粒機(jī)成型，形成內(nèi)核I。通過(guò)調(diào)整造粒機(jī)的轉(zhuǎn)速和傾角，控制內(nèi)核I最大尺寸6-8cm。將內(nèi)核I在25_30°C條件下養(yǎng)護(hù)7天后再次送入成型設(shè)備，在成球區(qū)鋪撒一薄層桐油，內(nèi)核I在成球區(qū)滾動(dòng)，利用內(nèi)核I表面的水膜，外部均勻包上一層桐油外殼2，在25-30°C條件下自然養(yǎng)護(hù)7天。 本實(shí)施例人造卵石筒壓強(qiáng)度為3_4MPa，堆積密度為700-750kg/m3，符合GB/T17431. 1-1998《輕集料及其試驗(yàn)方法第I部分輕集料》標(biāo)準(zhǔn)中一等品要求。實(shí)施例2內(nèi)核I的重量組成為底泥以干基計(jì)75%、石灰0%、膠凝材料24. 5%、重金屬穩(wěn)定化藥劑重量比0.5%。底泥含水率66. 88%，有機(jī)質(zhì)含量6. 67%。膠凝材料為水泥，重金屬穩(wěn)定化藥劑為硫化鈉。防水涂層外殼2采用桐油。底泥穩(wěn)定化處理方法如下將計(jì)量的重金屬穩(wěn)定化藥劑配成質(zhì)量濃度15%水溶液，以底泥干基重量3. 3%的用量噴灑到底泥中，攪拌均勻。內(nèi)核I制造方法與實(shí)例I相同，內(nèi)核I養(yǎng)護(hù)方法為20-25°C條件下養(yǎng)護(hù)10天，內(nèi)核2制造方法與實(shí)例I相同。產(chǎn)品最終養(yǎng)護(hù)方法為20-25 °C條件下養(yǎng)護(hù)5天。本實(shí)例人造卵石筒壓強(qiáng)度為2.5-3.010^，堆積密度為600-7001^/1113，符合68/T17431. 1-1998《輕集料及其試驗(yàn)方法第I部分輕集料》標(biāo)準(zhǔn)中一等品要求。
實(shí)施例3內(nèi)核I的重量組成為底泥以干基計(jì)70%、石灰24%、膠凝材料5%、重金屬穩(wěn)定化藥劑重量比I %，膠凝材料為橡膠，重金屬穩(wěn)定化藥劑為可溶性磷酸鹽與巰基捕收劑的組合，防水涂層外殼2采用聚氨酯防水涂料。重金屬穩(wěn)定化藥劑的水溶液濃度為50%，該溶液用量為底泥干基重量的2%。內(nèi)核I的其余制造方法與實(shí)例I相同，養(yǎng)護(hù)方法為15-20°C條件下養(yǎng)護(hù)15天。內(nèi)核2的制造方法與實(shí)例I相同，養(yǎng)護(hù)方法為15-20°C條件下養(yǎng)護(hù)3天。本實(shí)例人造卵石筒壓強(qiáng)度為3.0-3.510^，堆積密度為650-7001^/1113，符合68/T17431. 1-1998《輕集料及其試驗(yàn)方法第I部分輕集料》標(biāo)準(zhǔn)中一等品要求。本發(fā)明所涉及的底泥資源化處理方法不僅將底泥資源化處置，還極大提高了底泥的環(huán)境友好性。我們對(duì)原狀疏浚底泥和利用這種底泥制備的人造卵石的重金屬浸出含量做了分析，浸出方法按照HJ/T300-2007《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖液法》，重金屬浸出液含量限制參照GB 16889-2008《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，重金屬分析采用原子吸收儀，分析結(jié)果見(jiàn)表I。表I底泥中重金屬全量及底泥和人造卵石中的重金屬浸出毒性(單位mg/kg)
權(quán)利要求
1.一種生態(tài)型底泥人造卵石，其特征在于，由球形的內(nèi)核I和外殼2構(gòu)成，其中內(nèi)核I的重量組成為70% -80%以干基記重的底泥、0% -30%石灰、3% -50%膠凝材料、0.1% -10%重金屬穩(wěn)定化藥劑，外殼2采用防水涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)型底泥人造卵石，其特征在于，膠凝材料采用糯米汁、合成樹(shù)脂、橡膠、水泥或其它具有粘結(jié)作用的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)型底泥人造卵石，其特征在于，重金屬穩(wěn)定化藥劑為硫化鈉、可溶性磷酸鹽、巰基捕收劑或其它具有重金屬穩(wěn)定作用的藥劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)型底泥人造卵石，其特征在于，防水涂層為聚氨酯防水涂料、桐油或其它具防水作用的涂料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)型底泥人造卵石的制造方法，其特征在于，首先將底泥進(jìn)行藥劑穩(wěn)定化處理，然后與石灰、膠凝材料先后計(jì)量混勻、造粒成型，制成內(nèi)核1，自然養(yǎng)護(hù)后將內(nèi)核I外部包覆防水涂層外殼2，再次進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
全文摘要
一種以底泥為主要原料的生態(tài)型人造卵石及其制造方法，它具有球形內(nèi)核1和包覆在外面的外殼2。其中內(nèi)核1的重量組成為70％-80％以干基計(jì)重的底泥、0％-30％石灰、3％-50％膠凝材料、0.1％-10％重金屬穩(wěn)定化藥劑，外殼2采用防水涂層。首先將底泥進(jìn)行藥劑穩(wěn)定化處理，然后與石灰、膠凝材料先后計(jì)量、混合后送入造粒機(jī)成型，制成內(nèi)核1，自然養(yǎng)護(hù)后再送入造粒機(jī)，在內(nèi)核1外包覆防水涂層外殼2，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明利用免燒工藝將固體廢棄物底泥作為卵石原料加以資源化利用，并實(shí)現(xiàn)了處理全過(guò)程的無(wú)害化，操作工藝簡(jiǎn)單、能耗低、成本低，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102633473SQ20121012538
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者張曙光, 朱雁鳴, 楊學(xué)東, 王娟娟, 王建偉 申請(qǐng)人:大恩(天津)環(huán)境技術(shù)研發(fā)有限公司, 天津壹生環(huán)?？萍加邢薰?br>