专利名称：河流底泥的固化处理方法
技术领域：
本发明涉及一种河流底泥的固化处理方法，对开挖出的河流底泥直接进行低成本固化。属于环境工程技术领域。
背景技术：
目前，我国诸多河流开始面临着底泥疏浚清淤以进行整治方面的问题，如上海市苏州河综合整治三期工程，将对苏州河河口至真北路桥约16.7公里的市区段进行底泥疏浚，届时，疏浚过程预计将产生130×104m3的底泥。河流疏浚底泥的一个特点是含水率高、存在不同程度的污染物，如不进行妥善处理处置，则很有可能带来二次污染。由此，必须妥善解决好大量疏浚底泥的出路问题。
疏浚底泥的常规处置方式主要有堆放，洼地回填、创建陆地、土地改良、建材利用以及海洋弃置等。但各种处置方法都存在占地过大、土力学性质较差、成本较难控制而难以进行大规模处置以及可能带来二次污染等方面的问题。
为处置大量河流底泥，寻找一种对开挖出的河流底泥直接进行低成本固化的方法，节约底泥堆填占地，并可使底泥得到资源化利用，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种河流底泥的固化处理方法，降低底泥处置成本，底泥固化体可直接作为路面、公园建设混凝土替代材料使用，从而使底泥得到资源化利用。
为实现这一目的，本发明利用燃煤炉渣、生石灰以及石膏，在底泥中携带水分的情况下发生系列反应，使底泥发生固结，并以建筑垃圾中的砖块混凝土碎屑作为支撑材料，经过一定时间的养护形成固化体，从而实现河流底泥的固化处理。
本发明的方法包含下列步骤1、取未经脱水处理的含水率为90-98％的河流底泥，以底泥重量为基准，向底泥中加入2-6％的燃煤炉渣、1-3％的生石灰、1-3％的石膏，进行均匀混合处理，形成底泥混合物；2、以底泥混合物的重量为基准，加入2-6％的建筑垃圾中的砖块混凝土碎屑，进行均匀混合，形成固化前体；3、将固化前体以5-30cm的厚度平铺在通风的避雨棚中加麻袋等进行覆盖养护，养护温度在0℃以上；养护时间未达7天时，应避免固化块与雨水等水分接触，7天后，在麻袋等覆盖物上淋水，使覆盖物处于水分润湿状态。28天养护后，即可实现混合物的固化。
7天后，固化体强度即可达到3MPa以上，28天后固化体强度可达到10Mpa以上。
本发明方法对于含水率为70％以上的底泥都适用。但当含水率低于70％时，在进行步骤1操作时，应以底泥含水率70％的基础值，加入相应的水以补充水分。
本发明中，燃煤炉渣往往含有大量的二氧化硅、三氧化二铝、二氧化三铁，但硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙的含量较低，在有生石灰和水分的条件下，石灰首先与水发生反应，生成氢氧化钙，在氢氧化钙作用下，在碱激发作用和钙离子反极化作用下，燃煤炉渣溶出活性二氧化硅和活性三氧化二铝，氢氧化钙再与溶出的活性活性二氧化硅和活性三氧化二铝发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。由于有水化铝酸钙生成，当加入一定量石膏时，水化铝酸钙会与石膏反应生成水化硫铝酸钙。由于炉渣中的化学水化反应相当缓慢，生成水化铝酸钙的浓度不会太大，因此在水化铝酸钙与石膏反应过程中，会生成三硫型水化硫铝酸钙，即钙矾石。如果浆体中的石膏被消耗完后，还有未水化的铝酸三钙时，由于底泥未经脱水，水分含量高，因此，水化反应能够充分进行，此时，铝酸三钙的水化产物又能与上述反应生成的钙矾石继续反应生成单硫型水化硫铝酸钙。因此，通过系列反应，各种反应产物就将底泥固结其中，形成固化体。为提高固化体的理化性能，在本发明中，添加2-6％的建筑垃圾中的砖块混凝土碎屑作为支撑材料，可提高固化体的抗压性能。固化体可用于替代物化性能要求不是很高的路面、公园建设时的混凝土砌块使用。
本发明具有积极的技术效果。底泥是河流疏浚过程中产生的需要耗资进行处置的废物，而固化过程中使用的燃煤炉渣以及建筑垃圾中的砖块混凝土碎屑也属于需要耗资处理的固体废物，本发明以一种废物为原料，外加少量的生石灰和石膏，使底泥得到有效处理；此外，由于本发明在对底泥进行固化之前无需对底泥进行脱水预处理，节约了底泥处理费用，从而在较低的成本下，实现了底泥的资源化利用。本发明方法操作简便、无二次污染、成本低廉。
具体实施例方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下实施例不构成对本发明的限定。
实施例1取含水率为90％的苏州河河流污泥，以底泥重量为基准，向底泥中投加2％的燃煤炉渣、3％的生石灰及3％的石膏，进行搅拌混合，形成混合物。之后以混合物的重量为基准，向混合物中投加6％的砖块碎屑，充分混合后形成固化前体。将固化前体以30cm的厚度平铺在通风的避雨棚中加麻袋等进行覆盖养护，养护温度保持在0℃以上。养护时间未达7天时，应避免固化块与雨水等水分接触，7天时，固化块的抗压强度可以达到5.3MPa；7天后，在麻袋等覆盖物上淋水，使覆盖物处于水分润湿状态，继续养护，28天养护后，固化块的抗压强度达到12.2MPa。形成的固化体可用于替代物化性能要求不是很高的路面、公园建设时的混凝土砌块使用。
实施例2取含水率为95％的苏州河河流污泥，以底泥重量为基准，向底泥中投加4％的燃煤炉渣、2％的生石灰及2％的石膏，进行搅拌混合，形成混合物。之后以混合物的重量为基准，向混合物中投加4％的砖块碎屑，充分混合后形成固化前体。将固化前体以5cm的厚度平铺在通风的避雨棚中加麻袋等进行覆盖养护，养护温度保持在0℃以上。养护时间未达7天时，应避免固化块与雨水等水分接触，7天时，固化块的抗压强度可以达到6.1MPa；7天后，在麻袋等覆盖物上淋水，使覆盖物处于水分润湿状态，继续养护，28天养护后，固化块的抗压强度达到13.6MPa。
实施例3取含水率为98％的苏州河河流污泥，以底泥重量为基准，向底泥中投加6％的燃煤炉渣、1％的生石灰及1％的石膏，进行搅拌混合，形成混合物。之后以混合物的重量为基准，向混合物中投加6％的砖块碎屑，充分混合后形成固化前体。将固化前体以30cm的厚度平铺在通风的避雨棚中加麻袋等进行覆盖养护，养护温度保持在0℃以上；养护时间未达7天时，应避免固化块与雨水等水分接触，7天时，固化块的抗压强度可以达到3.6MPa；7天后，在麻袋等覆盖物上淋水，使覆盖物处于水分润湿状态，继续养护，28天养护后，固化块的抗压强度达到10.3MPa。
权利要求
1.一种河流底泥的固化处理方法，其特征在于包括如下步骤1)取未经脱水处理的含水率为90-98％的河流底泥，以底泥重量为基准，向底泥中加入2-6％的燃煤炉渣、1-3％的生石灰、1-3％的石膏，均匀混合后形成底泥混合物；若底泥含水率低于70％，加入相应的水以补充水分；2)以底泥混合物的重量为基准，加入2-6％的建筑垃圾中的砖块混凝土碎屑，进行均匀混合，形成固化前体；3)将固化前体以5-30cm的厚度平铺在通风的避雨棚中进行覆盖养护，养护温度在0℃以上；养护时间未达7天时，应避免固化块与水分接触，7天后，在覆盖物上淋水，使覆盖物处于水分润湿状态；28天养护后，即可实现河流底泥的固化。
全文摘要
本发明涉及一种河流底泥的固化处理方法，利用燃煤炉渣、生石灰以及石膏，在底泥中携带水分的情况下发生系列反应，使底泥发生固结，并以建筑垃圾中的砖块混凝土碎屑作为支撑材料，经过一定时间的养护形成固化体，从而实现河流底泥的固化处理。生石灰作为碱激发剂和钙离子反极化作用，与燃煤炉渣中二氧化硅、三氧化二铝等发生反应，反应产物进一步与石膏发生反应生成水化硫铝酸钙，剩余产物进一步发生水化作用的原理，使未经脱水的河流底泥固结其中，形成的固化体可用于替代物化性能要求不是很高的路面、公园建设时的混凝土砌块使用。
文档编号C04B28/14GK101050045SQ20071004047
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者朱南文, 车承丹, 李艳林, 赵玲, 叶清, 林克明, 奉均衡 申请人:上海交通大学