CN114315096B - 一种淤泥土壤化添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种淤泥土壤化添加剂及其制备方法和应用，所述淤泥土壤化添加剂由相互分离的混合土a、混合土b和混合土C组成，制备方法包括：以清淤河道旁的土壤为主要原料，将土壤分为粗粒土、中粒土和细粒土三部分；在细粒土中掺入一定量的改良剂和生物质混合均匀后，静置4h‑10h，得到混合土a；在中粒土加入一定量的疏松剂混合均匀后，得到混合土b；在粗粒土中加入一定量的调理剂混合均匀后，得到混合土c；混合土a作为淤泥絮凝阶段药剂直接加入淤泥，促进泥水分离；混合土b在淤泥挤压脱水阶段分批加入，用于提高挤压脱水效率和孔隙度；淤泥挤压脱水后的泥饼破碎后加入混合土c，用于提高淤泥的土壤化和资源化。

Description

一种淤泥土壤化添加剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于河道整治技术领域，涉及一种淤泥土壤化添加剂及其制备方法和应用，特别涉及一种利用改性土壤制备得到的淤泥土壤化添加剂。

背景技术

淤泥是水体的重要组成部分，污染水体中的污染物大多富集于淤泥之中，当前对污染河道修复最有效的方法是内源污染物的去除即进行底泥疏浚。疏浚后会产生大量淤泥，这导致淤泥的快速消纳及资源化利用成为河道整治研究热点。

淤泥资源化的前提是降低淤泥含水率，目前淤泥进行机械脱水前需要添加化学絮凝剂，会造成絮凝剂的残留，带来环境二次污染。土壤主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等，其中Si可以作为有效助凝成分，Al、Fe是絮凝的主要成分，此外土壤中还有的矿物也可以起到絮凝作用。土壤中的沙粒孔隙度度高，可以加强淤泥脱水阶段的效果。当前对土壤等天然矿物改性作絮凝剂的方法普遍是利用硫酸、盐酸等酸类进行改性，酸改性存在Ph较低、不利于后续淤泥资源化的缺陷。

发明内容

目的：针对上述情况，为克服现有技术的不足，本发明提供了一种淤泥土壤化添加剂及其制备方法和应用，采用清淤河道旁就地挖取的土壤作为原料来制备。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种淤泥土壤化添加剂的制备方法，所述淤泥土壤化添加剂由相互分离的混合土a、混合土b和混合土C组成，制备方法包括：

（1）以清淤河道旁的土壤为主要原料，对土壤进行预处理，分为2mm-5mm的粗粒土，0.02mm-2mm的中粒土和小于0.02mm的细粒土；

（2）在细粒土中掺入一定量的改良剂和生物质混合均匀后，静置4h-10h，得到混合土a；其中，改良剂的添加量为细粒土的0.1-5wt%，生物质的添加量为细粒土的1-10wt%；

（3）在中粒土加入一定量的疏松剂混合均匀后，得到混合土b；其中，疏松剂的添加量为中粒土的1-5wt%；

（4）在粗粒土中加入一定量的调理剂混合均匀后，得到混合土c；其中，调理剂的添加量为粗粒土的0.5-5wt%；

混合土a作为淤泥絮凝阶段药剂直接加入淤泥，促进泥水分离；混合土b在淤泥挤压脱水阶段分批加入，用于提高挤压脱水效率和孔隙度；淤泥挤压脱水后的泥饼破碎后加入混合土c，用于提高淤泥的土壤化和资源化。

其中所用土壤可以在清淤河道旁就地挖取，且该添加剂可以现场制备。

在一些实施例中，所述对土壤进行预处理，包括：

将挖出的土壤晾晒风干，剔除塑料垃圾、动植物残体以及粒径＞5mm的石块后，通过振筛机将土壤分为粗粒土、中粒土和细粒土。

在一些实施例中，所述改良剂为天然高分子絮凝剂，选自壳聚糖或木质素中的一种或几种混合。

在一些实施例中，所述生物质为农作物粉末，包括各类秸秆粉。

在一些实施例中，所述疏松剂选自草木灰、粉煤灰、活性炭粉中的一种或几种混合。

在一些实施例中，所述调理剂为天然矿物质，选自蛭石、珍珠岩中的一种或几种混合。

第二方面，提供一种淤泥土壤化添加剂，通过上述的方法制备得到。

第三方面，提供所述的淤泥土壤化添加剂的使用方法，包括：

在待土壤化的淤泥中直接加入混合土a作为淤泥絮凝阶段药剂，促进泥水分离；

混合土b在淤泥挤压脱水阶段分批加入，用于提高挤压脱水效率和孔隙度；

淤泥挤压脱水后的泥饼破碎后加入混合土c，用于提高淤泥的土壤化和资源化。

有益效果：本发明提供的一种淤泥土壤化添加剂及其制备方法和应用，以改性土壤制备的淤泥土壤化添加剂：（1）以清淤河道旁的土壤为主要原料，将土壤分为粗粒土、中粒土和细粒土三部分。（2）对细粒土部分加入天然高分子絮凝剂和秸秆粉等生物质提高其絮凝性能，并保持其肥力。其中生物质在前期会水解酸化产生有机酸，有机酸可以溶出部分土壤中铝离子和铁离子，从而提高絮凝性能。这部分作为淤泥絮凝阶段添加剂。（3）对中粒土部分加入粉煤灰等疏松剂，改善土壤多孔结构，进一步提高其孔隙度，同时可以作为淤泥脱水阶段的添加剂，强化挤压脱水效果。（4）对粗粒土部分加入透气性、保水保肥性强的天然矿物，作为脱水后淤泥的添加剂，可以进一步提高淤泥的土壤化和资源化。

加入本添加剂后，出泥含水率可达到30%—50%，完成脱水的淤泥孔隙度增大，且有利于淤泥进一步土壤化和资源化，如作为农林用土、护坡绿化等。同时本发明的一种以改性土壤制备的淤泥土壤化添加剂是一种无生物毒性的天然添加剂，制备简单方便，成本低廉，对土壤进行充分利用，且制备过程可以在清淤现场直接完成，具有实际意义。

具体实施方式

下面将结合本实施例本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如未加特殊说明，本申请中的%均为质量百分比。

实施例1

河道清淤，淤泥初始含水率为95%。在河道旁挖取土壤，将挖出的土壤晾晒风干，剔除塑料垃圾、动植物残体以及粒径＞5mm的石块后，通过振筛机将土壤分为2mm—5mm的粗粒土，0.02mm—2mm的中粒土和小于0.02mm的细粒土三部分。对于细粒土，先在其中加入1%壳聚糖粉，再加入5%的稻草粉搅拌，静置6h后得到混合土a，按淤泥：混合土a=1：0.005的质量比将混合土a直接作为淤泥絮凝剂加入疏浚淤泥中，30min内淤泥即可完成沉降，出泥含水率达到60%左右。对于中粒土，加入2%粉煤灰，充分搅拌后可作为淤泥脱水阶段添加剂按0.1：1（混合土b：淤泥）质量比添加，即在淤泥压滤脱水步骤中分批加入，最终淤泥脱水后泥饼含水率可达到40%左右。对粗粒土，掺入0.5%蛭石和珍珠岩混合物后获得混合土c，将脱水后的泥饼进行破碎，按淤泥：混合土c=1：0.35的质量比加入混合土c，进一步改善出泥的孔隙度和促进淤泥的土壤化。

实施例2

河道清淤，淤泥初始含水率为90%。任取土壤，将挖出的土壤晾晒风干，剔除塑料垃圾、动植物残体以及粒径＞5mm的石块后，通过振筛机将土壤分为2mm—5mm的粗粒土，0.02mm—2mm的中粒土和小于0.02mm的细粒土三部分。对于细粒土，在其中加入0.5%壳聚糖粉的木质素粉混合物，再加入2%的稻草粉搅拌，静置5h后得到混合土a，按淤泥：混合土a=1：0.0075的质量比将混合土a直接作为淤泥絮凝剂加入疏浚淤泥中，40min内淤泥即可完成沉降，出泥含水率达到60%左右。对于中粒土，加入1%粉煤灰，充分搅拌后可作为淤泥脱水阶段添加剂按0.2：1（混合土b：淤泥）质量比添加，即在淤泥压滤脱水步骤中分批加入，最终淤泥脱水后泥饼含水率可达到45%左右。对粗粒土，掺入1%蛭石和珍珠岩混合物后获得混合土c，将脱水后的泥饼进行破碎，按淤泥：混合土c=1：0.3的质量比加入混合土c，以改善出泥的孔隙度和提高土壤化程度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种淤泥土壤化添加剂的制备方法，其特征在于，所述淤泥土壤化添加剂由相互分离的混合土a、混合土b和混合土C组成，制备方法包括：

（1）以清淤河道旁的土壤为主要原料，对土壤进行预处理，分为2mm-5mm的粗粒土，0.02mm-2mm的中粒土和小于0.02mm的细粒土；

（2）在细粒土中掺入一定量的改良剂和生物质混合均匀后，静置4h-10h，得到混合土a；其中，改良剂的添加量为细粒土的0.1-5wt%，生物质的添加量为细粒土的1-10wt%；

（3）在中粒土加入一定量的疏松剂混合均匀后，得到混合土b；其中，疏松剂的添加量为中粒土的1-5wt%；

（4）在粗粒土中加入一定量的调理剂混合均匀后，得到混合土c；其中，调理剂的添加量为粗粒土的0.5-5wt%；

其中所述改良剂为天然高分子絮凝剂，选自壳聚糖或木质素中的一种或几种混合；

所述疏松剂选自草木灰、粉煤灰、活性炭粉中的一种或几种混合；

所述调理剂为天然矿物质，选自蛭石、珍珠岩中的一种或几种混合。

2.根据权利要求1所述的淤泥土壤化添加剂的制备方法，其特征在于，所述对土壤进行预处理，包括：

将挖出的土壤晾晒风干，剔除塑料垃圾、动植物残体以及粒径＞5mm的石块后，通过振筛机将土壤分为粗粒土、中粒土和细粒土。

3.根据权利要求1所述的淤泥土壤化添加剂的制备方法，其特征在于，所述生物质为农作物粉末。

4.一种淤泥土壤化添加剂，通过权利要求1-3任一项所述的方法制备得到。

5.权利要求4所述的淤泥土壤化添加剂的使用方法，其特征在于，包括：

在待土壤化的淤泥中直接加入混合土a作为淤泥絮凝阶段药剂，促进泥水分离；

混合土b在淤泥挤压脱水阶段分批加入，用于提高挤压脱水效率和孔隙度；

淤泥挤压脱水后的泥饼破碎后加入混合土c，用于提高淤泥的土壤化和资源化。