CN109608016A - 一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑泥浆高效无害化脱水的工艺，通过建筑泥浆一体化处理技术促进泥浆资源化的全面高效利用，属于建筑泥浆脱水处理技术领域。所述工艺为：将建筑泥浆调浆至含水量为75‑85wt％，得到调浆后的泥浆；然后按1吨调浆后的泥浆加入50‑500kg药剂R的比例混合，并搅拌均匀，最后经过过滤得到沉淀，用机器再脱水压缩成泥饼。本发明所设计的一种有效实现建筑泥浆的大规模、高效无害化脱水处理技术，能降低成本、节约资源，促进泥浆资源化的全面高效利用，可缓解建筑泥浆堆放引起的生态环境及安全问题，社会效益显著。

Description

一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法
技术领域
本发明涉及一种建筑泥浆高效无害化脱水的工艺，通过建筑泥浆一体化处理技术促进泥浆资源化的全面高效利用，属于建筑泥浆脱水处理技术领域。
背景技术
我国建筑垃圾产生量巨大，约35亿吨/年，其中拆建垃圾15亿吨，建筑渣土20亿吨。但是，目前建筑垃圾资源化率不足5％，远低于发达国家和地区的70％-98％。现有资源化技术侧重于拆除类建筑垃圾、装修垃圾等制备再生建材，缺乏对建筑渣土类建筑垃圾开展的***研究和应用推广。占比建筑垃圾总量过半的建筑泥浆没有得到很好的研究和开发，从而未得到有效处理和处置，造成整体建筑垃圾总量持续增长，为城市管理带来诸多问题。而其中废弃的建筑泥浆就是大型工程中产生量最大、最难处理、影响最为严重的建筑垃圾之一。
建筑泥浆有三个主要的性质特征，一是成分以无机物为主，成分比较固定，处理难度相对较小；二是建筑泥浆中含有的固体颗粒的粒度较小直径约在0.1～100μm之间；三是建筑泥浆的化学组成成分基本上和土壤的组成相一致；目前建筑泥浆的处理常用的方式是泥浆现场沉淀干燥和罐装车(泥浆车)外运。但是需要的场地巨大，处理的周期非常长，而且容易对施工现场和消纳区造成不同程度的环境影响。
通过参考CJ/T 221-2005《城市污水厂污泥检验方法》，实验测定工业场地处理中存在的泥浆、城市建筑施工中产生的泥浆以及河湖工程施工中所产生的河湖底泥等建筑泥浆，其含水率较高，在60％～80％之间，流动性大。城市泥浆的有机质含量较低，工业泥浆与河湖泥浆中有机质含量相对较高，其中河湖泥浆中的有机质含量高达16.07％。建筑泥浆多呈现弱碱性，说明泥浆中有机酸类很少。由化学成分析可以看出泥浆中主要氧化物为SiO2和Al2O3，与硅酸盐水泥孰料中氧化物的类型相似，但泥浆中CaO含量较低而硅酸盐水泥熟料中其含量一般达60％。废弃的建筑泥浆的不合理处置会对生态环境造成极大程度的破坏，建筑泥浆高效脱水和资源化利用是解决泥浆危害的有效措施。建筑泥浆脱水处理处置的方法较多，目前市场上常用的有挤压脱水、联合脱水和电渗脱水等方法，这三种方法的脱水能力还不够好，其产品中含水量一般大于60％，同时其成本也比较高。因此，急需寻找一种对建筑泥浆脱水效果好且性价比高的处理处置方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑泥浆无害化脱水处理的方法，为解决国内建筑泥浆产量大，无害化脱水处理率低的现状，基于建筑泥浆减量化、无害化、资源化原则，开展建筑泥浆理化特性与专用绿色改性剂、建筑泥浆高效低能耗机械活化调质技术、建筑泥浆深度改性与机械脱水一体化技术研究，以达到建筑泥浆安全无害化处理的目的。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，其实施步骤为：将建筑泥浆调浆至含水量为75-85wt％、优选为78-82wt％、进一步优选为79.5-80.5wt％，得到调浆后的泥浆；然后按1吨调浆后的泥浆加入50-500kg药剂R的比例混合，并搅拌均匀，最后经过过滤得到沉淀，用机器再脱水压缩成泥饼；
所述药剂R以质量百分比计包括下述组分：
钢渣：15％-25％，优选为17.6％-22.7％；
其他渣料：35％-45％，优选为35％-40％；
石膏：10％-20％，优选为12.5％-16.4％；
熟料：10％-20％，优选为13.8％-18.2％；
粉煤灰0-30％，优选为5％-20％；
碱性激发剂1-25％，优选为2％-23％；
所述碱性激发剂选自K2SO4、NaOH、K2CO3、KAl(SO4)2.6H2O、Ca(OH)2中的至少一种。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，所述其他渣料选自磷渣、锰渣、硅锰渣、铁渣中的至少一种。作为优选，所述其他渣料由锰渣、硅锰渣、铁渣中的至少一种和磷渣组成。进一步优选，所述其他渣料磷渣和锰渣组成。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，当其他渣料由磷渣和锰渣组成时；药剂R中，其他渣料的质量百分含量为35-37％。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，当其他渣料由磷渣和锰渣组成时；磷渣与锰渣的质量比为2-3.5:1；优选为2.8-3.2:1。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，所述的建筑泥浆包括工业场地处理中存在的泥浆、城市建筑施工中产生的泥浆以及河湖工程施工中所产生的河湖底泥中的至少一种。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，所选用药剂R与调浆后的泥浆的重量比为1:2-25、优选为1:7-25、进一步优选为1:10-15、更进一步优选为1:12-13.5。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，搅拌均匀，反应；然后静置0-2h；得到絮状沉淀，絮状沉淀经过滤得到沉淀。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，搅拌均匀，反应1-5min；然后静置2-15min；得到絮状沉淀，絮状沉淀经过滤得到沉淀。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，絮状沉淀过滤所用纱布的目数依次为100目和200目。
本发明一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，所得泥饼的含水量小于等于30％。
在工业上应用时，在实施前，要随机抽样待处理物品的含水率，以便后期调浆。
在工业上应用时；可在50min内得到含水率≤30％的脱水泥质。
本发明利用建筑泥浆调质与化学改性耦合工艺，实现高稠度泥浆深度脱水，研发适用于改性后建筑泥浆高效机械压滤工艺，实现泥浆残渣减量化，通过采用深度改性和机械脱水技术，降低成本的同时，处理效率在现有基础上提高一倍，脱水泥质含水率≤40％。经优化后脱水泥质含水率≤30％。同时本发明的效率也越远高于现有水平。
本发明的优化方案中，首次采用适量的含磷渣的药剂R；实现了在短时间内的快速脱水。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
在本发明中机械脱水采用现有工艺进行。
实施例1：
取肇庆高新区浓度为60％废弃泥浆测定其含水率，配制含水率约为80％的泥浆混合液，然后按200g调浆后的泥浆加入20g药剂R的比例混合，并搅拌均匀，待搅拌均匀，反应完全后(时间为3min)，将烧杯放在试验台上静置10分钟，将脱水后的反应沉淀混合液倒入布氏漏斗中通过200目、100目的滤布或纱布进行过滤，观察并记录过滤水的体积和浊度变化，过滤一段时间后将过滤的固体放在培养皿中，同时放入真空干燥箱中烘干，测定其含水率，根据含水率的大小和过滤水的体积大小定性分析建筑泥浆脱水效果。最终得到的污泥的含水率为44.98％。(耗时约为30min)
所述药剂R以质量百分比计由下述组分组成：
钢渣：20％，磷渣+锰渣：40％，石膏：15％，熟料：15％
粉煤灰5％，
碱性激发剂5％，所述碱性激发剂为K2SO4、NaOH。
所得污泥经机械脱水后，其含水率可降至30％左右。(总耗时约为45min)
实施例2：
取肇庆高新区浓度为70％废弃泥浆测定其含水率，配制含水率约为80％的泥浆混合液，然后按200g调浆后的泥浆加入20g药剂R的比例混合，并搅拌均匀，待搅拌均匀，反应完全后(时间为3min)，将烧杯放在试验台上静置10分钟，将脱水后的反应沉淀混合液倒入布氏漏斗中通过200目、100目的滤布或纱布进行过滤，观察并记录过滤水的体积和浊度变化，过滤一段时间后将过滤的固体放在培养皿中，同时放入真空干燥箱中烘干，测定其含水率，根据含水率的大小和过滤水的体积大小定性分析建筑泥浆脱水效果。最终得到的污泥的含水率为45.27％。(耗时约为30min)
所述药剂R以质量百分比计由下述组分组成：
钢渣：20％，磷渣+锰渣+硅锰渣+铁渣：40％，石膏：15％，熟料：15％
粉煤灰5％，
碱性激发剂5％，所述碱性激发剂为K2SO4、NaOH。
所得污泥经机械脱水后，其含水率可降至30％左右。(总耗时约为45min)
实施例3：
取肇庆高新区浓度为80％废弃泥浆测定其含水率，配制含水率约为80％的泥浆混合液，然后按200g调浆后的泥浆加入15g药剂R的比例混合，并搅拌均匀，待搅拌均匀，反应完全后(时间为3min)，将烧杯放在试验台上静置10分钟，将脱水后的反应沉淀混合液倒入布氏漏斗中通过200目、100目的滤布或纱布进行过滤，观察并记录过滤水的体积和浊度变化，过滤一段时间后将过滤的固体放在培养皿中，同时放入真空干燥箱中烘干，测定其含水率，根据含水率的大小和过滤水的体积大小定性分析建筑泥浆脱水效果。最终得到的污泥的含水率为41.35％。(耗时约为30min)
所述药剂R以质量百分比计由下述组分组成：
钢渣：15％，磷渣+锰渣：35％(磷渣：锰渣＝3:1质量比)，石膏：20％，熟料：15％
粉煤灰7.5％，
碱性激发剂7.5％，所述碱性激发剂为K2SO4、NaOH。
所得污泥经机械脱水后，其含水率可降至28％左右。(总耗时约为45min)
对比例1：
其他条件和实施例2一致；不同之处采用等量的水泥替代本发明所设计的药剂R；
最终得到的污泥的含水率为48.74％。
所得污泥经机械脱水后，其含水率可降至35％左右。
对比例2
其他条件和实施例2一致，不同之处在于：按200g调浆后的泥浆加入30g药剂R的比例混合；最终得到的污泥的含水率为46.91％。所得污泥经机械脱水后，其含水率可降至36％左右。
对比例3
其他条件和实施例2一致，不同之处在于：按200g调浆后的泥浆加入100g药剂R的比例混合；得到了很浓稠的物料；几乎无法实现水的分离。
对比例4
其他条件和实施例2一致，不同之处在于：所述药剂R以质量百分比计由下述组分组成：
钢渣：50％，石膏：20％，熟料：15％
粉煤灰7.5％，
碱性激发剂7.5％，所述碱性激发剂为K2SO4、NaOH。
最终得到的污泥的含水率为47.58％。所得污泥经机械脱水后，其含水率可降至38％左右。

Claims (9)

1.一种建筑泥浆大规模、高效无害化脱水处理的方法，其特征在于：将建筑泥浆调浆至含水量为75-85wt％，得到调浆后的泥浆；然后按1吨调浆后的泥浆加入50-500Kg药剂R的比例混合，并搅拌均匀，最后经过过滤得到沉淀，用机器再脱水压缩成泥饼；
所述药剂R以质量百分比计包括下述组分：
钢渣：15％-25％，优选为17.6％-22.7％；
其他渣料：35％-45％，优选为35％-40％；
石膏：10％-20％，优选为12.5％-16.4％；
熟料：10％-20％，优选为13.8％-18.2％；
粉煤灰0-30％，优选为10％-25％；
碱性激发剂9-25％，优选为11％-23％；
所述碱性激发剂选自K2SO4、NaOH、K2CO3、KAl(SO4)2.6H2O、Ca(OH)2中的至少一种。
2.如权利要求1所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于：所述其他渣料选自磷渣、锰渣、硅锰渣、铁渣中的至少一种。
3.如权利要求2所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于：所述其他渣料由锰渣、硅锰渣、铁渣中的至少一种和磷渣组成。
4.如权利要求1所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于：所述的建筑泥浆包括工业场地处理中存在的泥浆、城市建筑施工中产生的泥浆以及河湖工程施工中所产生的河湖底泥中的至少一种。
5.如权利要求1所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于：所选用药剂R与调浆后的泥浆的重量比为1:2-25。
6.如权利要求1所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于：搅拌均匀，反应；然后静置0-2h；得到絮状沉淀，絮状沉淀经过滤得到沉淀。
7.如权利要求1所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于，搅拌均匀，反应1-5min；然后静置2-15min；得到絮状沉淀，絮状沉淀经过滤得到沉淀。
8.如权利要求1所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于：絮状沉淀过滤所用纱布的目数依次为100目和200目。
9.如权利要求1所述的建筑泥浆脱水方法，其特征在于：所得泥饼的含水量小于等于30％。
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