淤泥脱水固化剂的制备方法与流程

1.本发明涉及脱水固化剂制备技术领域，特别涉及淤泥脱水固化剂的制备方法。


背景技术：

2.固化/稳定化方法是近年来日益被重视并应用较多的污泥脱水预处理方法。此技术用物理
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化学手段将污泥颗粒胶结、掺合并包裹在密实的惰性基材中，形成整体性较好的固化体。此方法不仅高效低能、操作简单，可以有效地降低污泥含水率，提高其力学稳定性，同时还可以固定污泥中重金属等污染物，降低其环境迁移能力，为污泥最终的无害化处置提供了先决条件，研发污泥高效脱水固化/稳定化预处理技术显得尤为重要，污泥的脱水固化/稳定化技术今后将成为污泥预处理的主要手段之一，污泥脱水固化/稳定化技术的关键是研发高效的脱水固化剂。
3.目前的脱水固化剂在制备过程中，固化剂的烧制温度较高，且合成速度较慢，严重影响制备速度，主要的是脱水固化效果较差，其次，单一种类的脱水固化剂明显不能满足市场，且不能很好的控制污泥的ph值，还不能改善污泥的抗压强度。
4.针对以上问题，对现有装置进行了改进，提出了淤泥脱水固化剂的制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供淤泥脱水固化剂的制备方法，在浆液冷却后于烘箱烘干至恒重得al2o3和cao的水热合成产物，将其产物磨碎后与少量caf2(约4％)混合均匀，其中caf2作为矿化剂降低固化剂的烧制温度并提高其合成速度，其次，将脱水固化剂镁系1和a1的等比混合，再将混合物通过复配低碱快硬硫铝酸盐水泥，制备出脱水固化剂镁系2和a2(改性)，并且由于其低碱性，能很好的控制固化后污泥的ph，且按照脱水固化剂镁系1和a1的配比混合，再通过复配电熔型高铁铝酸盐水泥，制备出含铁脱水固化剂镁系3和a3，含铁脱水固化剂能够改善污泥抗压强度，解决了背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：淤泥脱水固化剂的制备方法，包括以下步骤：
7.s1：将al(oh)3和caco3分别在马弗炉中煅烧2.5h；
8.s2：煅烧后骤冷成高活性al2o3和cao，将其磨细后过筛作为原料备用；
9.s3：按一定的比例将al2o3和cao均匀混合后，按一定比加入蒸馏水在水热合成装置中沸腾煮1～1.5h；
10.s4：待浆液冷却后于烘箱烘干至恒重得al2o3和cao的水热合成产物，将其产物磨碎后与少量caf2(约4％)混合均匀；
11.s5：在1180℃下煅烧2h后自然冷却至室温，用研钵磨细后过筛，制得铝酸钙脱水固化剂；
12.s6：将制得的铝酸钙固化剂与普通硅酸盐水泥进行复配得铝系脱水固化剂，称为a1脱水固化剂。
13.进一步地，s1中包括以下步骤：
14.s101：将al(oh)3和caco3分别装入至烧杯中，确保两烧杯无表面破损；
15.s102：煅烧al(oh)3时，需将水蒸气收集，煅烧caco3时，定时将马弗炉中的气体排出。
16.进一步地，s1中马弗炉的温度为980℃。
17.进一步地，s3中al2o3和cao的摩尔比为7:12，且液固比为1:1(v/w)。
18.进一步地，s3中固液混合后在水热合成装置中沸腾煮时间为1.35h，s4中烘箱的温度为65℃。
19.进一步地，s2和s5中的过筛孔径大小均为74μm。
20.进一步地，s6中的普通硅酸盐水泥的型号为cemⅱ32.5，其组成主要为c3s和c3a以及少量的caso4·
2h2o。
21.进一步地，s6中包括以下步骤：
22.s601：将脱水固化剂镁系1和a1的等比混合；
23.s602：将混合物通过复配低碱快硬硫铝酸盐水泥；
24.s603：制备出脱水固化剂镁系2和a2(改性)。
25.进一步地，s6中还包括以下步骤：
26.s6001：按照脱水固化剂镁系1和a1的配比混合；
27.s6002：通过复配电熔型高铁铝酸盐水泥；
28.s6003：制备出含铁脱水固化剂镁系3和a3。
29.进一步地，在s6002中，电熔型高铁铝酸盐水泥是铁的成分较高的一种水泥，采用高铁矾土和石灰电炉熔融制得，为快硬早强水泥，主要组成为ca、c2as和c2f。
30.本发明提出的淤泥脱水固化剂的制备方法，将al(oh)3和caco3分别在马弗炉中煅烧2.5h，煅烧后骤冷成高活性al2o3和cao，将其磨细后过筛作为原料备用，同时按一定的比例将al2o3和cao均匀混合后，按一定比加入蒸馏水在水热合成装置中沸腾煮1～1.5h，待浆液冷却后于烘箱烘干至恒重得al2o3和cao的水热合成产物，将其产物磨碎后与少量caf2(约4％)混合均匀，在1180℃下煅烧2h后自然冷却至室温，用研钵磨细后过筛，制得铝酸钙脱水固化剂，最后将制得的铝酸钙固化剂与普通硅酸盐水泥进行复配得铝系脱水固化剂，称为a1脱水固化剂，其中，马弗炉的温度为980℃，s3中al2o3和cao的摩尔比为7:12，且液固比为1:1(v/w)，固液混合后在水热合成装置中沸腾煮时间为1.35h，烘箱的温度为65℃，其中caf2作为矿化剂降低固化剂的烧制温度并提高其合成速度，普通硅酸盐水泥的型号为cemⅱ32.5，其组成主要为c3s和c3a以及少量的caso4·
2h2o，且当铝酸钙固化剂与cemⅱ32.5型普通硅酸盐水泥比例为2:3时，其脱水固化效果最佳。
附图说明
31.图1为本发明淤泥脱水固化剂的制备方法的整体工艺流程图；
32.图2为本发明淤泥脱水固化剂的制备方法原料预处理的工艺流程图；
33.图3为本发明淤泥脱水固化剂的制备方法改性脱水固化剂工艺流程图；
34.图4为本发明淤泥脱水固化剂的制备方法含铁脱水固化剂工艺流程图；
35.图5为本发明淤泥脱水固化剂的制备方法脱水固化污泥含水率7d测定表；
36.图6为本发明淤泥脱水固化剂的制备方法脱水固化污泥抗压强度7d测定表。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.参阅图1和2，淤泥脱水固化剂的制备方法，包括以下步骤：
39.步骤一：将al(oh)3和caco3分别在马弗炉中煅烧2.5h；
40.步骤二：煅烧后骤冷成高活性al2o3和cao，将其磨细后过筛作为原料备用；
41.步骤三：按一定的比例将al2o3和cao均匀混合后，按一定比加入蒸馏水在水热合成装置中沸腾煮1～1.5h；
42.步骤四：待浆液冷却后于烘箱烘干至恒重得al2o3和cao的水热合成产物，将其产物磨碎后与少量caf2(约4％)混合均匀；
43.步骤五：在1180℃下煅烧2h后自然冷却至室温，用研钵磨细后过筛，制得铝酸钙脱水固化剂；
44.步骤六：将制得的铝酸钙固化剂与普通硅酸盐水泥进行复配得铝系脱水固化剂，称为a1脱水固化剂。
45.步骤一中马弗炉的温度为980℃，s3中al2o3和cao的摩尔比为7:12，且液固比为1:1(v/w)，s3中固液混合后在水热合成装置中沸腾煮时间为1.35h，步骤四中烘箱的温度为65℃，步骤二和步骤五中的过筛孔径大小均为74μm，步骤六中的普通硅酸盐水泥的型号为cemⅱ32.5，其组成主要为c3s和c3a以及少量的caso4·
2h2o。
46.步骤一中包括以下步骤：
47.(1)将al(oh)3和caco3分别装入至烧杯中，确保两烧杯无表面破损；
48.(2)煅烧al(oh)3时，需将水蒸气收集，煅烧caco3时，定时将马弗炉中的气体排出。
49.参阅图3，展示了一种改性脱水固化剂的制备法：
50.步骤一：将脱水固化剂镁系1和a1的等比混合；
51.步骤二：将混合物通过复配低碱快硬硫铝酸盐水泥；
52.步骤三：制备出脱水固化剂镁系2和a2(改性)。
53.低碱快硬硫铝酸盐水泥为快硬早强水泥，并且由于其低碱性，能很好的控制固化后污泥的ph。
54.参阅图4，还展示了一种含铁脱水固化剂的制备法：
55.步骤一：按照脱水固化剂镁系1和a1的配比混合；
56.步骤二：通过复配电熔型高铁铝酸盐水泥；
57.步骤三：制备出含铁脱水固化剂镁系3和a3。
58.在步骤二中，电熔型高铁铝酸盐水泥是铁的成分较高的一种水泥，采用高铁矾土和石灰电炉熔融制得，为快硬早强水泥，主要组成为ca、c2as和c2f，含铁脱水固化剂能够提高污泥抗压强度且还能抑制臭气散发。
59.参阅图5和6，通过实验数据可知，镁系脱水固化剂随着添加比例的不断增加，脱水
固化污泥含水率会持续下降一段数值，但在添加比例为13％时，出现了回弹现象，但是a1脱水固化剂是随着添加比例的增加，其脱水固化污泥含水率总体会一直下降，纵观整体，当添加比例均为15％时，a1脱水固化剂效果最好，其次，随着添加比例的不断增加，脱水固化污泥抗压强度也是不断提高，但是a1脱水固化剂效果最好。
60.综上所述：本发明提供的淤泥脱水固化剂的制备方法，将al(oh)3和caco3分别在马弗炉中煅烧2.5h，煅烧后骤冷成高活性al2o3和cao，将其磨细后过筛作为原料备用，同时按一定的比例将al2o3和cao均匀混合后，按一定比加入蒸馏水在水热合成装置中沸腾煮1～1.5h，待浆液冷却后于烘箱烘干至恒重得al2o3和cao的水热合成产物，将其产物磨碎后与少量caf2(约4％)混合均匀，在1180℃下煅烧2h后自然冷却至室温，用研钵磨细后过筛，制得铝酸钙脱水固化剂，最后将制得的铝酸钙固化剂与普通硅酸盐水泥进行复配得铝系脱水固化剂，称为a1脱水固化剂，其中caf2作为矿化剂降低固化剂的烧制温度并提高其合成速度，普通硅酸盐水泥的型号为cemⅱ32.5，其组成主要为c3s和c3a以及少量的caso4·
2h2o，且当铝酸钙固化剂与cemⅱ32.5型普通硅酸盐水泥比例为2:3时，其脱水固化效果最佳，同时将脱水固化剂镁系1和a1的等比混合，再将混合物通过复配低碱快硬硫铝酸盐水泥，最后制备出脱水固化剂镁系2和a2(改性)，再按照脱水固化剂镁系1和a1的配比混合，通过复配电熔型高铁铝酸盐水泥，最后制备出含铁脱水固化剂镁系3和a3，其中电熔型高铁铝酸盐水泥是铁的成分较高的一种水泥，采用高铁矾土和石灰电炉熔融制得，为快硬早强水泥，主要组成为ca、c2as和c2f，由于低碱快硬硫铝酸盐水泥低碱性，能很好的控制固化后污泥的ph，而含铁脱水固化剂能够提高污泥抗压强度且还能抑制臭气散发。
61.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
62.1.本发明提出的淤泥脱水固化剂的制备方法，将al(oh)3和caco3分别在马弗炉中煅烧2.5h，煅烧后骤冷成高活性al2o3和cao，将其磨细后过筛作为原料备用，同时按一定的比例将al2o3和cao均匀混合后，按一定比加入蒸馏水在水热合成装置中沸腾煮1～1.5h，待浆液冷却后于烘箱烘干至恒重得al2o3和cao的水热合成产物，将其产物磨碎后与少量caf2(约4％)混合均匀，在1180℃下煅烧2h后自然冷却至室温，用研钵磨细后过筛，制得铝酸钙脱水固化剂，最后将制得的铝酸钙固化剂与普通硅酸盐水泥进行复配得铝系脱水固化剂，称为a1脱水固化剂，其中，马弗炉的温度为980℃，s3中al2o3和cao的摩尔比为7:12，且液固比为1:1(v/w)，固液混合后在水热合成装置中沸腾煮时间为1.35h，烘箱的温度为65℃，其中caf2作为矿化剂降低固化剂的烧制温度并提高其合成速度，普通硅酸盐水泥的型号为cemⅱ32.5，其组成主要为c3s和c3a以及少量的caso4·
2h2o，且当铝酸钙固化剂与cemⅱ32.5型普通硅酸盐水泥比例为2:3时，其脱水固化效果最佳。
63.2.本发明提出的淤泥脱水固化剂的制备方法，将脱水固化剂镁系1和a1的等比混合，再将混合物通过复配低碱快硬硫铝酸盐水泥，最后制备出脱水固化剂镁系2和a2(改性)，其次按照脱水固化剂镁系1和a1的配比混合，再通过复配电熔型高铁铝酸盐水泥，最后制备出含铁脱水固化剂镁系3和a3，其中电熔型高铁铝酸盐水泥是铁的成分较高的一种水泥，采用高铁矾土和石灰电炉熔融制得，为快硬早强水泥，主要组成为ca、c2as和c2f，由于低碱快硬硫铝酸盐水泥低碱性，能很好的控制固化后污泥的ph，含铁脱水固化剂能够改善污泥抗压强度。
64.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
65.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。