处理淤泥的方法技术

一种处理淤泥的方法，它依次包括在控制条件下使淤泥发泡的步骤以及使发泡物干燥的步骤，所述控制条件可得到密度小于淤泥密度９０％的发泡物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及、尤其是被重金属和有机物质污染的淤泥，例如来源于清洁排水道或污染的土壤时得到的沉积物的那些。由待排放、处理和存储的日益增加的大量淤泥产生的问题是熟知的。这些淤泥的来源很多。例如，它们来源于水净化工厂、排水道的挖掘或清洁或各种工业来源，并且导致了土壤的污染。清洁排水道时得到的沉积物是特别令人担忧的，因为它们量大并且被污染物，比如重金属和有机物质所污染。在欧洲北部，目前大量的排水道被淤泥堵塞，这阻碍了船的移动。直接或间接的经济和环境影响是非常巨大的。而且，也熟知这种令人担忧的排水道状况主要是由于目前用于处理和存储被污染淤泥的方法不利。实际上，方便地包括利用船将之排放入海洋、或利用管道将之输送至废物排放处(沉淀物的泻湖)。但是，当淤泥被重金属或危险的有机物质污染时(通常清洁排水道时是这种情况)，这意味着明显是不可行的。在可以存储泥浆之前，事实上必须将之处理，以满足无毒的测试条件。此时，为了便于处理和存储淤泥，可有效而经济地干燥它们很重要。为了处理大量的淤泥，已知将其与磷酸混合，并且对混合物进行煅烧，以使淤泥中的重金属呈惰性并且使有机物质分解(SOLVAY FR2815338)。但是，利用该已知工艺的不利之处在于相对昂贵，特别是因为在煅烧过程中、为了使淤泥干燥而必须消耗的能量而导致成本增加。而且，在特定类型的处理过程中，被磷酸化的淤泥的液体状态似乎成为了障碍。本专利技术的目的是提供一种，该方法比上述已知工艺更经济，并且可迅速地将淤泥转化为具有足够机械强度的易处理产物，例如可利用建筑工地的工具(挖掘机和推土机等)处理的产物。因此，本专利技术涉及一种，它依次包括在控制条件下使淤泥发泡的步骤以及使发泡物干燥的步骤，所述控制条件可得到密度小于淤泥密度90％的发泡物。“淤泥”是指任何在悬浮液中含有固体物质的含水物质。它可以来源于天然，或者是例如将水加入研磨得到的粉状固体物质而得到的。当淤泥为天然来源时，有利的是悬浮液中含有泥沙、泥浆和矿物质(砂子或甚至是更粗糙的砂砾)。通过清洁排水道得到的淤泥、或来源于被污染的土壤的淤泥是适用本专利技术的天然淤泥实例。而且，通过将水加入焚化灰或机动车辆压碎的残留物中而得到的淤泥是适用本专利技术的人造淤泥实例。在淤泥的悬浮液中，颗粒的颗粒尺寸分布非常宽，例如可以是小于1微米至几百微米，或甚至几毫米。淤泥通常含有大量的非常细的颗粒。通常是，干淤泥重量的10％由直径小于5微米的颗粒组成，而颗粒直径大于500微米的颗粒含量可高达几个百分数。而且，一些淤泥的颗粒尺寸柱状图具有多峰分布特性，也就是说它们具有几个峰。对于本专利技术的方法而言，在发泡时具有小于70％的干物质含量的淤泥是特别合适的，干物质含量被定义为是淤泥中所含的干物质的重量百分数。在本说明书中，通过计算样品在100℃的炉子中保持4小时之后和之前的重量比率来确定样品的干物质含量。优选避免小于30％或在一些情况下小于40％的干物质含量。根据本专利技术，在对淤泥进行了发泡处理之后，淤泥以发泡形式存在(对于给定的起始材料而言，应理解为发泡是材料的密度小于起始材料密度的状态)。本专利技术的基本特点是可以便于后续的淤泥处理。实际上，本专利技术已发现在通常存储了2-7天、优选4-6天的时间段后，在此期间最初以发泡状态存在的淤泥可以保持在常规的外部温度下(但是避免冷冻)，其保持特性与固体物质的该性质接近。此时，可利用建筑工地的机器、比如挖掘机或挖土机来容易地处理淤泥，而其依旧含有许多水(通常最高40重量％)。低密度的发泡物似乎可以提供最好的保持特性。发泡物的密度应小于处理前淤泥密度的90％。小于85％的值、例如小于80％、优选小于75％是有利的。优选密度不低于50％。特别适合的是55-65％之间的值。可利用适用于处理淤泥的任何已知发泡技术来进行淤泥的发泡处理。特别是可通过加入试剂的化学路线来进行发泡处理，这样会当场产生气体产物。在优选的实施方式中，酸比如盐酸、硫酸或磷酸与例如碳酸盐的反应被用于得到气体产物。发现在磷酸化(phosphatation)过程中产生的气体产物H2S改进了淤泥的发泡。加入或存在可使发泡物稳定的表面活性剂也是有利的。此时发现，清洁排水道时得到的淤泥中，存在一定的腐殖酸对于发泡效果、特别是由于表面活性剂的特性具有有利的影响。为了得到具有本专利技术密度的发泡物，根据所处理的淤泥任选地加入一定的表面活性剂是有利的。应按照已知的方式基于具体情况来选择最合适的表面活性剂及其用量。而且，优选对淤泥进行机械搅拌，以便于发泡处理。根据本专利技术方法所使用的具体条件来选择选择搅拌强度。有利的是，不要进行太强的机械搅拌。一般避免使用螺旋混合器，因为它们通常阻止发泡物的形成。推荐使用管状反应器，该反应器是带有或不带有静止混合器的管状部分。可以将之进行有利的设计，以得到2-10秒之间的滞留时间。根据本专利技术，在每种情况下都应调节机械搅拌，以促进发泡。在一些情况下，优选将用于发泡的试剂加入到通过泵的淤泥的上游，该泵会产生所需要的机械搅拌。为了得到最佳的机械搅拌强度，使用静止混合器也是有利的。根据本专利技术有利的实施方式，该方法包括磷酸化淤泥、优选在发泡之前进行磷酸化。发现淤泥的磷酸化与发泡处理的结合可得到这样的废物其中淤泥中存在的毒性混合物被惰性化，结果是废物被储存，这些毒性混合物不会污染存储位置处的环境。当处理的淤泥含有重金属时，该实施方式是特别有利的。根据通常所接受的定义(HeavyMetals in Wastewater and Sludge Treatment Processes；Vol I，CRC Press Inc；1987；第2页)，术语“重金属”应理解为是指密度至少等于5g/cm3的金属以及铍、砷、硒和锑。铅是特别明显的实例，它对人体有害。在该实施方式中，惰性的淤泥也可含有铝金属。优选地，通过将磷酸加入淤泥中进行磷酸化。此时，发泡处理和惰性化处理可同时进行，特别是对于挖掘排水道得到的淤泥以及将水加入机动车辆压碎的残留物中而得到的淤泥更是如此。所使用的磷酸量取决于待处理的淤泥的组成、特别是重金属的含量。实践中，使用量占干物质重量的至少1％重量(优选2％)。优选磷酸量小于15％。一般地，合适的量是2-6％。根据本专利技术有利的实施方式，利用与堆肥处理有关的技术来干燥淤泥。在以下的描述中，“干淤泥”代表干燥发泡物得到的产物。该产物不再必须是发泡状态，因为在干燥过程中，发泡物趋于致密化。堆肥处理是一种熟知的用于处理可发酵废物(能够被发酵)，比如绿色废物的技术。它基本上包括在与空气接触的外部环境温度条件下，存储废物达一个长的时间段，以使得废物中所含的有机物质降解，并且通过过滤来去除所含的液体。根据本专利技术的该实施方式，利用与堆肥处理有关的技术来干燥含有有机物质-甚至含有不可发酵的-和重金属的被发泡淤泥，可以非常经济地得到令人惊讶的高干燥物质含量。在任选的后续淤泥煅烧过程中，能量的消耗由此被降低。当所得到的有机物质的降解充分时，利用与堆肥处理有关的技术来发泡淤泥甚至可以消除煅烧步骤。在下文的描述中，术语“干燥”应一直被理解为通过利用与堆肥处理有关的技术而进行的干燥。在干燥过程中，淤泥被存储足够长的时间，以能够在重力作用下同时排出水份。需要超过24小时的干燥时间。优选干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：R·德里，G·德佩斯奈尔，A·恩兹侯，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：