專利名稱：重金屬污染底泥固化劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可對污泥及底泥進行固化的處理劑，尤其涉及一種重金屬污染底泥固化劑。
背景技術：
隨著工農業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”的排放及居民生活垃圾使重金屬污染物經(jīng)過復雜的物理、化學、生物和沉積過程沉降到河流底泥中并逐漸富集。納入底泥中的重金屬在環(huán)境條件發(fā)生改變時可能被重新釋放出來，使水體的重金屬濃度升高，出現(xiàn)明顯的二次污染。在我國，許多河流或湖泊底泥受到不同程度的重金屬污染。由于淤泥中重金屬含量超過危險廢物鑒別標準值，可能對環(huán)境構成極大的潛在威脅，亦可能危害人體和其他生物體。因此，對重金屬污染河流底泥進行安全處置十分必要。水泥的固化/穩(wěn)定化技術是目前無機污染物尤其是重金屬處理中最廣泛使用的技術，但底泥中重金屬Zn、Cu、Pb對水泥的水化反應具有一定的阻礙作用，造成水泥用量大、強度低、固化后孔隙率較高等問題。同時大量水泥的摻入使浸出液PH過高，在與地表水地下水接觸時，對生態(tài)系統(tǒng)中的水質造成危害。中國專利文獻CN101921090A公開了利用粉煤灰代替部分水泥固化底泥的技術， 利用粉煤灰代替部分水泥固化底泥的固化效果比采用純水泥作固化劑時要好，但仍存在水泥用量大、固化體浸出液PH和固化后增容比較高、粉煤灰的火山灰活性難以激發(fā)等問題， 并且在低水泥添加量時，固化體抗壓強度太低，甚至達不到安全填埋所需的最低要求。膨潤土由于具有很強的吸水性和離子吸附能力，有利于污泥中重金屬穩(wěn)定?；炷镣饧觿┦且环N復合型化學建材，大量的工程實踐證明，在混凝土中摻入適量的外加劑，可以改善混凝土性能，提高混凝土強度，節(jié)省水泥和能源等優(yōu)點。但將膨潤土和混凝土外加劑用于水泥_粉煤灰體系輔助固化重金屬污染底泥卻未見報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種水泥摻量低、固化 /穩(wěn)定化效果理想、能極大地降低底泥固化體重金屬浸出濃度的重金屬底泥固化劑。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案一種重金屬污染底泥固化劑，所述固化劑包括以下質量分數(shù)的組分水泥20% 50%;粉煤灰40% 70%;膨潤土5% 15%;和外加劑 3% 6%。上述的固化劑中，優(yōu)選地，所述外加劑包括硝酸鈣、亞硝酸鈉、偏鋁酸鈉、硫酸鈉、
木質素磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和三乙醇胺。上述的固化劑中，所述外加劑的各組分的質量分數(shù)優(yōu)選為硝酸鈣10% 30%，
3亞硝酸鈉10 % 30 %，偏鋁酸鈉10 % 30 %，硫酸鈉20 % 50 %，木質素磺酸鈉1 % 5%，十二烷基硫酸鈉1 % 5%，三乙醇胺0.5% 5%。本發(fā)明的固化劑由于加入了外加劑，可以減少水泥用量，降低成本；促進水泥水化，提高固化體的強度、密實性、抗?jié)B性，改善固化體內部結構；激發(fā)粉煤灰的活性，加速粉煤灰的水化過程。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點為本發(fā)明的固化劑材料廉價易得，在處理重金屬污染底泥時水泥添加量較低，相對于只采用水泥和粉煤灰固化，本固化劑處理重金屬污染底泥時固化體的抗壓強度更高，浸出液PH和重金屬浸出濃度得到很大程度降低，并且對重金屬穩(wěn)定效果更好，能滿足國家標準(GB16889-2008)的相關要求。
具體實施例方式實施例一組(三種)本發(fā)明的重金屬污染泥底固化劑，每種固化劑均包括水泥、粉煤灰、膨潤土和外加劑，本實施例中，每種固化劑中的水泥選用325普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為低鈣II級粉煤灰，膨潤土為鈉基膨潤土，外加劑為質量比為 5 5 5 10 0. 5 0. 75 0. 25的硝酸鈣、亞硝酸鈉、鋁酸鈉、硫酸鈉、木質素磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和三乙醇胺，固化劑各組分的用量見表1。以三種未含外加劑的固化劑作為對比例組，各組分的用量見表1，將六種固化劑與 IOOOg重金屬污染底泥(即原底泥，其基本性質見表2)攪拌混合均勻，常溫下養(yǎng)護一段時間，分別測試經(jīng)養(yǎng)護后固化體(原泥底經(jīng)固化劑固化后)的抗壓強度及重金屬浸出濃度。測試方法為，無側限抗壓強度試件為IOOmmX IOOmmX IOOmm正方體，震動壓實成型，室溫下養(yǎng)護7d和28d ；重金屬浸出濃度毒性浸出試驗采用HJ/T 300-2007 (固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法)，按液固比為20 l(L/kg)加入乙酸鈉浸提液(pH = 4. 93 士0. 05)，在轉速為30 士 2r/min的翻轉式振蕩裝置中振蕩18 士 2h后真空過濾。 測試結果見表3，由表3可知，養(yǎng)護7d時，組號1、2、3的固化體(本發(fā)明的固化劑固化原底泥)的抗壓強度分別為0.83、1. 19,3. 12MPa，而對比例組C1、C2、C3僅為0. 11,0. 14、 0. 55MPa ；C1、C2固化體的重金屬CcUPb浸出濃度甚至沒有達到生活垃圾填埋場污染控制標 (GB16889-2008)(生活垃圾填埋場污染控制標準見表4)，而摻入外加劑的固化體浸出濃度均能達到要求，養(yǎng)護至28d時抗壓強度均有所增加，Cd、Pb的浸出濃度進一步降低，可見，本實施例的固化劑處理重金屬污染底泥時固化體的抗壓強度高，浸出液PH和重金屬浸出濃度得到很大程度降低，并且對重金屬穩(wěn)定效果更好，能滿足國家標準(GB16889-2008)的相關要求。表1 實施例中的固化劑配方及用量
權利要求
1.一種重金屬污染底泥固化劑，其特征在于，所述固化劑包括以下質量分數(shù)的組分 水泥 20% 50%;粉煤灰40% 70% ； 膨潤土 5% 15% ；和外加劑3% 6%。
2.根據(jù)權利要求1所述的重金屬污染底泥固化劑，其特征在于所述外加劑包括硝酸鈣、亞硝酸鈉、偏鋁酸鈉、硫酸鈉、木質素磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和三乙醇 >胺。
3.根據(jù)權利要求2所述的重金屬污染底泥固化劑，其特征在于，所述外加劑的各組分的質量分數(shù)為硝酸鈣10% 30%，亞硝酸鈉10% 30%，偏鋁酸鈉10% 30%，硫酸鈉 20% 50%，木質素磺酸鈉 5%，十二烷基硫酸鈉 5%，三乙醇胺0. 5% 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種重金屬污染底泥固化劑，所述固化劑包括質量分數(shù)為20％～50％的水泥，質量分數(shù)為40％～70％的粉煤灰，質量分數(shù)為5％～15％的膨潤土和質量分數(shù)為3％～6％的外加劑；本固化劑處理底泥后固化體強度高，浸出液pH和重金屬浸出濃度得到很大程度降低。
文檔編號C04B28/00GK102503274SQ20111034210
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權日2011年11月3日
發(fā)明者周穎, 官嵩, 尚翠, 晏銘, 曾光明, 李歡可, 賀建敏, 陳桂秋 申請人:湖南大學