[发明专利]一种地聚物基复合物污泥固化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种地聚物基复合物污泥固化剂及其制备方法与应用。本发明公开了一种地聚物基复合物污泥固化剂，由以下组分制成：骨架材料、胶凝材料、第一添加剂和第二添加剂；骨架材料为火山石、河沙或煤渣；胶凝材料为偏高岭土和碱激发剂；第一添加剂为二氧化硅、二氧化钛或竹炭；第二添加剂为硅酸钙、氧化钙、硫酸钡、硫酸钙、氯化镁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝和聚合氯化铝铁中的一种或多种。该地聚物基复合物污泥固化剂原料易得，绿色环保，常温下即可与污泥反应，成本较低，且固化污泥的时间短。另外，通过该固化剂固化后的污泥整体力学性能优异，资源化利用效益高。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种地聚物基复合物污泥固化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着我国经济发展和人民生活水平的快速提高，我国城镇污水年排放量巨大，同时污泥量继续保持年均10％的增幅递增，因此，实现污泥减量化、资源化已、无害化和稳定化是污泥处理工作的重中之重。但是以上所有的处理前提是污泥要实现脱水固化。目前污泥脱水技术有氧化剂脱水、超声波脱水和机械脱水等，污泥固化技术有固化剂固化和机械固化等，但以上所有技术中最绿色环保、操作性最易、经济性最强和使用最广泛的无非是污泥固化剂固化技术。

污泥固化剂分为有机污泥固化剂和无机污泥固化剂，但工程上使用最广泛的是无机固化剂(以下称传统污泥固化剂)。污泥固化剂是指利用水泥和石灰等材料混合后加入到高含水污泥中与污泥发生一系列的物理化学反应后降低污泥含水率并提高其力学性能和稳定有毒有害物质的一类复合材料。国内外现有的传统污泥固化剂最流行的主要配方是水泥、石灰和粉煤灰，辅助材料是矿渣、煤渣、沙子、粘土、硫酸钙、硫酸镁、氧化镁、磷酸盐、氧化铁、石英、PAC、PAM、粘土和高岭土等。(胡德华，马平，邓穗等.一种复合污泥固化剂及其制备方法:CN102 276132A[P].2011.李凤亭，张冰如，杨茜等.一种复合污泥固化剂及其制备方法:C N102276132A[P].2011.赵由才，马建立，黄仁华等.一种污泥胶凝固化剂及其应用:CN101062824[P].2007.)以无限侧抗压强度、含水率变化和重金属浸出毒性作为关键性评价指标。

但传统污泥固化剂都存在固化养护时间长、固化体抗压强度低和无法避免水泥的使用等问题(如CN102 276132A[P]胡德平等人发明的污泥固化剂，硅酸盐水泥在污泥固化剂中比例为40％-60％，氧化镁占比24％-36％，养护5天才可以达到填埋要求)，且固化后由于抗压强度较低和养护时间较长导致污泥资源化利用较难。

发明内容

本发明提供了一种地聚物基复合物污泥固化剂及其制备方法与应用，解决了现有的污泥固化剂固化后的污泥抗压强度较低、养护时间长，导致污泥资源化利用较难的问题。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种地聚物基复合物污泥固化剂，由以下组分制成：

骨架材料、胶凝材料、第一添加剂和第二添加剂；

所述骨架材料为火山石、河沙或煤渣；

所述胶凝材料为偏高岭土和碱激发剂；

所述第一添加剂为二氧化硅、二氧化钛或竹炭；

所述第二添加剂为硅酸钙、氧化钙、硫酸钡、硫酸钙、氯化镁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝和聚合氯化铝铁中的一种或多种，更优选为氧化钙、硫酸钙、硅酸钙和硫酸钡；或氯化镁、聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝和聚合氯化铝铁。

本发明中，偏高岭土/活性高岭土煅烧温度为700℃-1600℃，目数为400目-5000目，任何地方高岭土矿藏产出的均可适用，其中，偏高岭土(活性高岭土)SiO₂含量为40％-70％，Al₂O₃含量为30％-50％。