本发明专利技术提供一种可用于污泥处理的固化剂及其应用，属于污泥处理与利用领域，包括液态材料和固态材料，所述液态材料的投加量占污泥投加量的2‑6％(m/m)，所述液态材料包括脲醛树脂乳液，水；所述固态材料的投加量占污泥投加量的3‑8％(m/m)，所述固态材料包括普通硅酸盐水泥、高效减水剂、硅粉、氯化铵、丙酰胺，氨基丁三醇。该固化剂能够延缓脲醛树脂的固化时间，增加脲醛树脂的交联度，提高脲醛树脂的胶合强度和耐水性，提高固化污泥的的无侧限抗压强度、水稳性，降低含水率。
A solidifying agent for sludge treatment and its application
【技术实现步骤摘要】
一种可用于污泥处理的固化剂及其应用
本专利技术属于污泥处理与利用领域，具体涉及一种可用于污泥处理的固化剂及其应用。
技术介绍
污泥作为一种高含水率废弃物资源，脱水比较困难。在废弃物处理过程中，泥浆含水率问题不容忽视。针对我国污泥处理处于初级阶段，高水废弃物处理处置形势严峻，迫切需要找到一种既符合国情也可以废弃资源二次利用的处置方式。通常采用的污泥处置方法是填埋，优点是方法简单、处理量大。缺点是处理周期长、占用大量的土地资源。另一个常用的方法是热处理涉及焚烧、气化、热解，这种方法可以减少重金属浸出和大幅降低污泥体积，但是此处理方式得到的产品仍需要反馈到垃圾填埋场。为了避免对环境产生二次污染，通常采用固化稳定化处理对污泥进行处理。对于污泥的固化/稳定化而言，固化剂的选择是决定污泥固化/稳定化效果的重要因素，大体遵循以下几个原则：①污泥在经固化/稳定化处理后所形成的固化体应具有良好的抗浸出性、抗冻融性、抗干湿性、抗渗透性及足够的力学强度等；②固化/稳定化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低；③固化/稳定化工艺过程简单、便于操作；④固化剂来源丰富，价廉易得；⑤处理费用低等。因此，为了达到理想的固化/稳定化效果，实际工程中常常将多种固化材料混合使用。现有技术如授权公告号为CN105038806B的中国专利技术专利，该专利技术公开一种高分子有机土壤固化剂及其合成方法，固化剂由2-6份氯化镁，4-8份氯化钙，0.3-0.8份氧化钙，0.3-0.8份氧化镁，3-8份丙烯酰胺，0.1-0.4份过硫酸铵，0.2-0.6份过硫酸钾，10-20份可溶性纤维素，5-15份羧甲基纤维素钠，0.5-1份氢氧化钠，50-70份水。本专利技术高分子有机土壤固化剂具有操作简单，成本低廉，见效快，绿色环保的优点；本专利技术高分子有机土壤固化剂对土壤具有很好的固化作用，有较强的抗压能力，达到了标准要求，适用于各种道路、场地的建设。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性脲醛树脂，该树脂能够增强对污泥中重金属的络合作用，提高对重金属的固定能力，抑制重金属离子对水泥水化作用的阻碍。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：提供香草酸在提高脲醛树脂络合重金属能力中的的用途。污泥中含有重金属污染，这些重金属离子在固化土体高碱性的环境中会形成氢氧化物沉淀，这些沉淀会包裹在固化剂颗粒的表面，从而阻断固化剂与水的接触，影响固化剂的水化反应，水化产物的形成受阻，无侧限抗压强度便会减小。脲醛树脂上接枝香草酸后，脲醛树脂浆液注入地层，能够与重金属产生较强的络合作用，提高对重金属的固定能力，使得重金属难以反应形成水合物，能够抑制重金属对水泥水化作用的阻碍作用，进而降低固化污泥的含水率，提高无侧限抗压强度。提供一种改性脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：取甲醛溶液，使用NaOH调节甲醛pH至8.2-8.6，后升温至45-47℃，保温10-12min；加入尿素N1和香草酸，乙醛酸乙酯，开始升温，升温至90-93℃，保温40min，得脲醛树脂胶液；调节pH至5.6-5.8，调节温度为92-94℃，使用胶头滴管吸取上述脲醛树脂胶液滴入清水，待水中出现白雾不散现象后，将反应温度降温至76-78℃；调节pH至6.5-6.7，加入尿素N2，反应18-22min；用NaOH调节甲醛pH至8.2-8.6，加入尿素N3搅拌使尿素溶解，降至常温后出料；上述尿素N1：N2：N3(m/m)＝14-15:3-4:1.5-2。提供一种改性脲醛树脂，采用上述的制备方法制得。本专利技术的另一个目的在于提供一种固化剂，该固化剂能够延缓脲醛树脂的固化时间，增加脲醛树脂的交联度，提高脲醛树脂的胶合强度和耐水性。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：提供一种脲醛树脂的固定剂，其特征在于，包括：氯化铵、丙酰胺，氨基丁三醇。脲醛树脂与水泥复合固化时，脲醛树脂单体聚合固化后形成的网状膜结构阻碍和延缓了水泥水化产物的形成及水泥水化物与黏土颗粒的作用，固化剂中添加丙酰胺，氨基丁三醇，对脲醛树脂进行固化时，能够延缓固化时间，促进脲醛树脂上的香草酸的甲氧基与羟甲基发生反应，形成复杂的空间结构，阻止树脂结构中结晶形态的形成，提高脲醛树脂的交联度，提高脲醛树脂的胶黏性和耐水性，进而提高固化污泥的无侧限抗压强度、水稳性，降低含水率。提供一种固化剂，包括：液态材料和固态材料；上述液态材料的投加量占污泥投加量的2-6％(m/m)，上述液态材料包括脲醛树脂乳液，水；上述固态材料的投加量占污泥投加量的3-8％(m/m)，上述固态材料包括普通硅酸盐水泥、高效减水剂、硅粉、氯化铵、丙酰胺，氨基丁三醇。提供一种改性脲醛树脂在降低固化污泥中酸可提取态重金属含量中的用途。提供一种固化剂在固化工业污泥中的用途。提供一种污泥固化处理方法，包括以下步骤：a、将权利要求1所述的液态材料加入至污泥中，常温搅拌20-60s，得到混合物；b、向a中混合物中投加权利要求1所述的固态材料，常温搅拌2-3min，机械脱水，固化剂与待处理的污泥混合，固化。优选地，上述污泥经固化处理并养护28d后抗压强度至少为3100kPa。提供一种污泥固化处理方法在扩大固化污泥资源化利用中的用途。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术通过对脲醛树脂改性，能够与重金属产生较强的络合作用，提高对重金属的固定能力，使得重金属难以反应形成水合物，能够抑制重金属对水泥水化作用的阻碍作用，进而降低固化污泥的含水率，提高无侧限抗压强度；2)本专利技术通过对对脲醛树脂的固化剂进行优化，能够延缓固化时间，促进脲醛树脂上的香草酸的甲氧基与羟甲基发生反应，形成复杂的空间结构，阻止树脂结构中结晶形态的形成，提高脲醛树脂的交联度，提高脲醛树脂的胶黏性和耐水性，进而提高固化污泥的无侧限抗压强度、水稳性，降低含水率。附图说明图1为本专利技术实验例1中改性前后的脲醛树脂的红外光谱图见图1。图；图2为本专利技术试验例1中浸出液的Zn2+浓度；浸出液的Zn2+浓度见图2。图3为本专利技术试验例1中实施例2的XRD图谱；图4为本专利技术试验例1中实施例4的XRD图谱；图5为本专利技术试验例2中的脲醛树脂的XRD图谱图6为本专利技术试验例2中固化时间的测定结果；图7为本专利技术试验例2中F1、F2、S的测定结果；图8为本专利技术试验例3中含水率、水稳系数、无侧限抗压强度的测定结果。附图标记说明：A代表SiO2,、B代表C-S-H、C代表Aft、D代表CaZn2(OH)6·6H2O。具体实施方式除非另外说明，本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都以整体援引的方式并入本文中，如同将其全文进行阐述。除非另外定义，本文所使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域普通技术人员通常所理解的相同含义。在相抵触的情况下，则以本说明书中的定义为准。当以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选值给出数量、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.香草酸在提高脲醛树脂络合重金属能力中的的用途。/n
【技术特征摘要】
1.香草酸在提高脲醛树脂络合重金属能力中的的用途。
2.一种改性脲醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取甲醛溶液，使用NaOH调节甲醛pH至8.2-8.6，后升温至45-47℃，保温10-12min；加入尿素N1和香草酸，乙醛酸乙酯，开始升温，升温至90-93℃，保温40min，的脲醛树脂胶液；调节pH至5.6-5.8，调节温度为92-94℃，使用胶头滴管吸取上述脲醛树脂胶液滴入清水，待水中出现白雾不散现象后，将反应温度降温至76-78℃；调节pH至6.5-6.7，加入尿素N2，反应18-22min；用NaOH调节甲醛pH至8.2-8.6，加入尿素N3搅拌使尿素溶解，降至常温后出料；
所述尿素N1：N2：N3(m/m)＝14-15:3-4:1.5-2。
3.一种改性脲醛树脂，其特征在于：采用权利要求2所述的制备方法制得。
4.一种脲醛树脂的固定剂，其特征在于，包括：氯化铵、丙酰胺、氨基丁三醇。
5.一种固化剂，包括：液态材料和固...
【专利技术属性】
技术研发人员：周静海，
申请(专利权)人：河北诚润环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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