公布日：2023.12.15

申請日：2023.10.07

分類號：C02F11/00(2006.01)I

摘要

本發明公開了一種河湖底泥的高效固化消解方法，涉及污泥處理技術領域，將河湖底泥和硫鋁酸鹽水泥、硅烷改性蒙脫土、三異丙醇胺改性鋼渣、生石灰充分攪拌混合，然后將得到的混合物回填至河湖內，露天自然養護10-15天，之后向河湖內重新蓄水。本發明通過在河湖底泥中添加一定量的由硫鋁酸鹽水泥、硅烷改性蒙脫土、三異丙醇胺改性鋼渣以及生石灰組成的固化劑，處理效果好，不受河湖底泥中有機質含量的影響，且得到的固化污泥強度大。

權利要求書

1.一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：將河湖底泥和硫鋁酸鹽水泥、硅烷改性蒙脫土、三異丙醇胺改性鋼渣、生石灰充分攪拌混合，然后將得到的混合物回填至河湖內，露天自然養護10-15天，之后向河湖內重新蓄水。

2.根據權利要求1所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述河湖底泥的含水量為80-85wt％，密度為1-2g/cm3。

3.根據權利要求1所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述硫鋁酸鹽水泥為42.5硫鋁酸鹽水泥，其密度為3g/cm3。

4.根據權利要求1所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述充分攪拌混合的時間為2-3h。

5.根據權利要求1所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：各組分的用量以重量份計，分別為：河湖底泥110-130份、硫鋁酸鹽水泥4-8份、硅烷改性蒙脫土0.5-1份、三異丙醇胺改性鋼渣5-12份、生石灰2-5份。

6.根據權利要求1所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述硅烷改性蒙脫土的制備方法為：向乙醇溶液中加入乙酸調節溶液pH為3-4，之后加入氨丙基三乙氧基硅烷，然后加入酸化的納米蒙脫土，研磨處理，最后采用乙醇洗滌沉淀，制得硅烷改性蒙脫土。

7.根據權利要求6所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述納米蒙脫土的平均粒徑大小為20-30nm，所述乙醇溶液的濃度為95wt％，所述氨丙基三乙氧基硅烷、酸化的納米蒙脫土的質量比為1：(30-50)；所述研磨處理的溫度為75-85℃，時間為30-60min。

8.根據權利要求6所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述酸化的納米蒙脫土是將納米蒙脫土置于濃度為20-30wt％的稀硫酸中進行常溫處理，處理時保持固液質量比為1:20，處理時間為10-20min。

9.根據權利要求1所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述三異丙醇胺改性鋼渣的制備方法為：將鋼渣粉碎過20目篩，然后與三異丙醇胺混合球磨處理，制得三異丙醇胺改性鋼渣。

10.根據權利要求9所述的一種河湖底泥的高效固化消解方法，其特征在于：所述鋼渣、三異丙醇胺的質量比為1：(0.05-0.1)；所述球磨時的轉速為200-300r/min，時間為30-50min。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種河湖底泥的高效固化消解方法，該方法通過在河湖底泥中添加一定量的由硫鋁酸鹽水泥、硅烷改性蒙脫土、三異丙醇胺改性鋼渣以及生石灰組成的固化劑，處理效果好，不受河湖底泥中有機質含量的影響，且得到的固化污泥強度大。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種河湖底泥的高效固化消解方法，將河湖底泥和硫鋁酸鹽水泥、硅烷改性蒙脫土、三異丙醇胺改性鋼渣、生石灰充分攪拌混合，然后將得到的混合物回填至河湖內，露天自然養護10-15天，之后向河湖內重新蓄水。

作為上述技術方案的優選，所述河湖底泥的含水量為80-85wt％，密度為1-2g/cm3。

作為上述技術方案的優選，所述硫鋁酸鹽水泥為42.5硫鋁酸鹽水泥，其密度為3g/cm3。

作為上述技術方案的優選，所述充分攪拌混合的時間為2-3h。

作為上述技術方案的優選，各組分的用量以重量份計，分別為：河湖底泥110-130份、硫鋁酸鹽水泥4-8份、硅烷改性蒙脫土0.5-1份、三異丙醇胺改性鋼渣5-12份、生石灰2-5份。

作為上述技術方案的優選，所述硅烷改性蒙脫土的制備方法為：向乙醇溶液中加入乙酸調節溶液pH為3-4，之后加入氨丙基三乙氧基硅烷，然后加入酸化的納米蒙脫土，研磨處理，最后采用乙醇洗滌沉淀，制得硅烷改性蒙脫土。

作為上述技術方案的優選，所述納米蒙脫土的平均粒徑大小為20-30nm，所述乙醇溶液的濃度為95wt％，所述氨丙基三乙氧基硅烷、酸化的納米蒙脫土的質量比為1：(30-50)；所述研磨處理的溫度為75-85℃，時間為30-60min。

作為上述技術方案的優選，所述酸化的納米蒙脫土是將納米蒙脫土置于濃度為20-30wt％的稀硫酸中進行常溫處理，處理時保持固液質量比為1:20，處理時間為10-20min。

作為上述技術方案的優選，所述三異丙醇胺改性鋼渣的制備方法為：將鋼渣粉碎過20目篩，然后與三異丙醇胺混合球磨處理，制得三異丙醇胺改性鋼渣。

作為上述技術方案的優選，所述鋼渣、三異丙醇胺的質量比為1：(0.05-0.1)；所述球磨時的轉速為200-300r/min，時間為30-50min。

由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

本發明在河湖底泥中加入一定量的硫鋁酸鹽水泥、硅烷改性蒙脫土、三異丙醇胺改性鋼渣和生石灰作為混合固化劑，硫鋁酸鹽水泥具有較高的早期強度，并能產生一定的水化產物，例如硅酸三鈣、鋁酸三鈣等，可與底泥中的水、黏土礦物等發生反應，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等水硬性物質，使底泥變得更加堅固，同時減少了底泥的孔隙率，提高了固化底泥的強度和穩定性。有機硅烷改性蒙脫土分散性好，且具有良好的膨脹能力和吸水特性，其可有效填充水泥水化過程中產生的裂縫和孔隙，進而提高固化底泥的強度。而且納米蒙脫土表面的有機硅烷還可以與底泥中的黏土礦物反應，生成更加穩定的硅酸鹽，進一步增強底泥的堅固性。三異丙醇胺可有效活化鋼渣，生成具有粘合性的物質，替代部分水泥作為膠凝材料，不僅降低了成本，且使底泥變得更加堅固。同時，三異丙醇胺還可以改善底泥的孔隙率和滲透性，提高其防水性能。生石灰與底泥中的水分和二氧化碳發生反應，生成氫氧化鈣等物質，使底泥變得更加堅固。同時，生石灰還可以提高底泥的堿性，降低其中重金屬離子的活性，從而減少了其對環境的危害。

（發明人：戴維生;董黃土;任智紅;沈寧;李永剛;吳發淮;黃燁婷;王幸昌;余博識;王浩峰;金琪琪）