專利名稱：河流底泥的固化處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種河流底泥的固化處理方法，對開挖出的河流底泥直接進行低成本固化。屬于環(huán)境工程技術領域。
背景技術：
目前，我國諸多河流開始面臨著底泥疏浚清淤以進行整治方面的問題，如上海市蘇州河綜合整治三期工程，將對蘇州河河口至真北路橋約16.7公里的市區(qū)段進行底泥疏浚，屆時，疏浚過程預計將產(chǎn)生130×104m3的底泥。河流疏浚底泥的一個特點是含水率高、存在不同程度的污染物，如不進行妥善處理處置，則很有可能帶來二次污染。由此，必須妥善解決好大量疏浚底泥的出路問題。
疏浚底泥的常規(guī)處置方式主要有堆放，洼地回填、創(chuàng)建陸地、土地改良、建材利用以及海洋棄置等。但各種處置方法都存在占地過大、土力學性質(zhì)較差、成本較難控制而難以進行大規(guī)模處置以及可能帶來二次污染等方面的問題。
為處置大量河流底泥，尋找一種對開挖出的河流底泥直接進行低成本固化的方法，節(jié)約底泥堆填占地，并可使底泥得到資源化利用，具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種河流底泥的固化處理方法，降低底泥處置成本，底泥固化體可直接作為路面、公園建設混凝土替代材料使用，從而使底泥得到資源化利用。
為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明利用燃煤爐渣、生石灰以及石膏，在底泥中攜帶水分的情況下發(fā)生系列反應，使底泥發(fā)生固結，并以建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑作為支撐材料，經(jīng)過一定時間的養(yǎng)護形成固化體，從而實現(xiàn)河流底泥的固化處理。
本發(fā)明的方法包含下列步驟1、取未經(jīng)脫水處理的含水率為90-98％的河流底泥，以底泥重量為基準，向底泥中加入2-6％的燃煤爐渣、1-3％的生石灰、1-3％的石膏，進行均勻混合處理，形成底泥混合物；2、以底泥混合物的重量為基準，加入2-6％的建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑，進行均勻混合，形成固化前體；3、將固化前體以5-30cm的厚度平鋪在通風的避雨棚中加麻袋等進行覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度在0℃以上；養(yǎng)護時間未達7天時，應避免固化塊與雨水等水分接觸，7天后，在麻袋等覆蓋物上淋水，使覆蓋物處于水分潤濕狀態(tài)。28天養(yǎng)護后，即可實現(xiàn)混合物的固化。
7天后，固化體強度即可達到3MPa以上，28天后固化體強度可達到10Mpa以上。
本發(fā)明方法對于含水率為70％以上的底泥都適用。但當含水率低于70％時，在進行步驟1操作時，應以底泥含水率70％的基礎值，加入相應的水以補充水分。
本發(fā)明中，燃煤爐渣往往含有大量的二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化三鐵，但硅酸二鈣、硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量較低，在有生石灰和水分的條件下，石灰首先與水發(fā)生反應，生成氫氧化鈣，在氫氧化鈣作用下，在堿激發(fā)作用和鈣離子反極化作用下，燃煤爐渣溶出活性二氧化硅和活性三氧化二鋁，氫氧化鈣再與溶出的活性活性二氧化硅和活性三氧化二鋁發(fā)生反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。由于有水化鋁酸鈣生成，當加入一定量石膏時，水化鋁酸鈣會與石膏反應生成水化硫鋁酸鈣。由于爐渣中的化學水化反應相當緩慢，生成水化鋁酸鈣的濃度不會太大，因此在水化鋁酸鈣與石膏反應過程中，會生成三硫型水化硫鋁酸鈣，即鈣礬石。如果漿體中的石膏被消耗完后，還有未水化的鋁酸三鈣時，由于底泥未經(jīng)脫水，水分含量高，因此，水化反應能夠充分進行，此時，鋁酸三鈣的水化產(chǎn)物又能與上述反應生成的鈣礬石繼續(xù)反應生成單硫型水化硫鋁酸鈣。因此，通過系列反應，各種反應產(chǎn)物就將底泥固結其中，形成固化體。為提高固化體的理化性能，在本發(fā)明中，添加2-6％的建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑作為支撐材料，可提高固化體的抗壓性能。固化體可用于替代物化性能要求不是很高的路面、公園建設時的混凝土砌塊使用。
本發(fā)明具有積極的技術效果。底泥是河流疏浚過程中產(chǎn)生的需要耗資進行處置的廢物，而固化過程中使用的燃煤爐渣以及建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑也屬于需要耗資處理的固體廢物，本發(fā)明以一種廢物為原料，外加少量的生石灰和石膏，使底泥得到有效處理；此外，由于本發(fā)明在對底泥進行固化之前無需對底泥進行脫水預處理，節(jié)約了底泥處理費用，從而在較低的成本下，實現(xiàn)了底泥的資源化利用。本發(fā)明方法操作簡便、無二次污染、成本低廉。
具體實施例方式
以下結合具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。以下實施例不構成對本發(fā)明的限定。
實施例1取含水率為90％的蘇州河河流污泥，以底泥重量為基準，向底泥中投加2％的燃煤爐渣、3％的生石灰及3％的石膏，進行攪拌混合，形成混合物。之后以混合物的重量為基準，向混合物中投加6％的磚塊碎屑，充分混合后形成固化前體。將固化前體以30cm的厚度平鋪在通風的避雨棚中加麻袋等進行覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度保持在0℃以上。養(yǎng)護時間未達7天時，應避免固化塊與雨水等水分接觸，7天時，固化塊的抗壓強度可以達到5.3MPa；7天后，在麻袋等覆蓋物上淋水，使覆蓋物處于水分潤濕狀態(tài)，繼續(xù)養(yǎng)護，28天養(yǎng)護后，固化塊的抗壓強度達到12.2MPa。形成的固化體可用于替代物化性能要求不是很高的路面、公園建設時的混凝土砌塊使用。
實施例2取含水率為95％的蘇州河河流污泥，以底泥重量為基準，向底泥中投加4％的燃煤爐渣、2％的生石灰及2％的石膏，進行攪拌混合，形成混合物。之后以混合物的重量為基準，向混合物中投加4％的磚塊碎屑，充分混合后形成固化前體。將固化前體以5cm的厚度平鋪在通風的避雨棚中加麻袋等進行覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度保持在0℃以上。養(yǎng)護時間未達7天時，應避免固化塊與雨水等水分接觸，7天時，固化塊的抗壓強度可以達到6.1MPa；7天后，在麻袋等覆蓋物上淋水，使覆蓋物處于水分潤濕狀態(tài)，繼續(xù)養(yǎng)護，28天養(yǎng)護后，固化塊的抗壓強度達到13.6MPa。
實施例3取含水率為98％的蘇州河河流污泥，以底泥重量為基準，向底泥中投加6％的燃煤爐渣、1％的生石灰及1％的石膏，進行攪拌混合，形成混合物。之后以混合物的重量為基準，向混合物中投加6％的磚塊碎屑，充分混合后形成固化前體。將固化前體以30cm的厚度平鋪在通風的避雨棚中加麻袋等進行覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度保持在0℃以上；養(yǎng)護時間未達7天時，應避免固化塊與雨水等水分接觸，7天時，固化塊的抗壓強度可以達到3.6MPa；7天后，在麻袋等覆蓋物上淋水，使覆蓋物處于水分潤濕狀態(tài)，繼續(xù)養(yǎng)護，28天養(yǎng)護后，固化塊的抗壓強度達到10.3MPa。
權利要求
1.一種河流底泥的固化處理方法，其特征在于包括如下步驟1)取未經(jīng)脫水處理的含水率為90-98％的河流底泥，以底泥重量為基準，向底泥中加入2-6％的燃煤爐渣、1-3％的生石灰、1-3％的石膏，均勻混合后形成底泥混合物；若底泥含水率低于70％，加入相應的水以補充水分；2)以底泥混合物的重量為基準，加入2-6％的建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑，進行均勻混合，形成固化前體；3)將固化前體以5-30cm的厚度平鋪在通風的避雨棚中進行覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度在0℃以上；養(yǎng)護時間未達7天時，應避免固化塊與水分接觸，7天后，在覆蓋物上淋水，使覆蓋物處于水分潤濕狀態(tài)；28天養(yǎng)護后，即可實現(xiàn)河流底泥的固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種河流底泥的固化處理方法，利用燃煤爐渣、生石灰以及石膏，在底泥中攜帶水分的情況下發(fā)生系列反應，使底泥發(fā)生固結，并以建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑作為支撐材料，經(jīng)過一定時間的養(yǎng)護形成固化體，從而實現(xiàn)河流底泥的固化處理。生石灰作為堿激發(fā)劑和鈣離子反極化作用，與燃煤爐渣中二氧化硅、三氧化二鋁等發(fā)生反應，反應產(chǎn)物進一步與石膏發(fā)生反應生成水化硫鋁酸鈣，剩余產(chǎn)物進一步發(fā)生水化作用的原理，使未經(jīng)脫水的河流底泥固結其中，形成的固化體可用于替代物化性能要求不是很高的路面、公園建設時的混凝土砌塊使用。
文檔編號C04B28/14GK101050045SQ20071004047
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權日2007年5月10日
發(fā)明者朱南文, 車承丹, 李艷林, 趙玲, 葉清, 林克明, 奉均衡 申請人:上海交通大學