CN112321262A

CN112321262A - 河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂及其使用方法

Info

Publication number: CN112321262A
Application number: CN202011023732.4A
Authority: CN
Inventors: 张国志; 陈飞翔; 陈文峰; 明鑫; 王龙涛; 杨荣辉; 黄胜; 王敏; 郑和晖; 彭成明; 巫兴发; 田飞; 代浩; 李刚; 刘力; 徐鑫; 杨建平; 厉勇辉; 肖林
Original assignee: CCCC Second Harbor Engineering Co
Current assignee: CCCC Second Harbor Engineering Co; CCCC Wuhan Harbour Engineering Design and Research Institute Co Ltd; CCCC Highway Long Bridge Construction National Engineering Research Center Co Ltd
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: CN112321262B

Abstract

本发明公开了一种河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂及其使用方法，包括主固剂、助固剂、调节剂、晶核剂、饱水剂、早强剂、絮凝剂、分散剂，通过多种组分复合，在淤泥固化过程中使用，对淤泥进行固化时，河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂的掺量为淤泥质量的5％～15％，并借助淤泥固化装置实现淤泥快速脱水固化，控制脱水固化后淤泥质土处于一种低碱性的状态，大大降低机械脱水工艺淤泥脱水尾水处理的成本，从源头上解决了泥饼和脱水尾水的高碱性问题，同时改性固化后的淤泥质土可直接用作园林绿化土，社会经济效益显著。

Description

河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及新型材料技术领域。更具体地说，本发明涉及一种河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂及其使用方法。

背景技术

随着城市的快速发展，城市内及周边河湖的淤泥产量也越来越大。但由于淤泥的工程特性差，特别是含水率高、压缩性大、强度低、渗透性差、排水固结慢等，使得河湖清淤出来的底泥多处于流动状态，几乎没有强度，因此必须经过改性后才可利用。

目前淤泥改性或固化多采用石灰、粉煤灰、水泥等无机材料，但这类固化改性剂的效果往往依赖于土壤的颗粒度和含水量，并当遇到含水量高且富含有机质的淤泥质土时，强度偏低、难以压实；此外，由于石灰、水泥等为强碱性材料，改性后的淤泥质土通常为高碱性，导致后续处理后的淤泥难以大规模资源化利用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂及其使用方法，以解决现有技术对淤泥固化处理效果不理想且碱性强，不能直接用于园林绿化土的技术问题，使淤泥脱水固化后淤泥质土处于一种低碱性的状态，同时改性固化后的淤泥可直接用作园林绿化土。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了一种河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，包括如下质量百分比的组分：

主固剂10％～20％、助固剂20％～40％、调节剂40％～50％、晶核剂0.1％～1％、饱水剂5％～10％、早强剂0.1％～1％、絮凝剂0.1％～1％、分散剂0.1％～1％。

优选的是，所述主固剂由粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰中的一种或几种组成，粉煤灰的国标等级为Ⅱ级以上，粒化高炉矿渣粉的矿粉活性指数为S95级以上，硅灰的二氧化硅含量＞90％。

优选的是，所述助固剂由如下质量百分比的组分组成：钢渣粉40％～50％、电石渣粉40％～50％、水泥2％～4％、生石灰2％～4％、水玻璃2％～4％，其中钢渣粉、电石渣粉的比表面积＞400m²/kg。

优选的是，所述调节剂由90％～95％的磷石膏和5％～10％的腐殖酸组成，磷石膏的比表面积＞400m²/kg。

优选的是，所述晶核剂由石灰石粉、粒化高炉矿渣矿粉、粉煤灰其中的一种或几种组成，所述晶核剂的粒径为＞1000目，所述早强剂由三乙醇胺、氯化钙、氯化铁、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝中的一种或几种组成。

优选的是，所述饱水剂为纳基膨润土，纳基膨润土的蒙脱石成分＞83％、粒径为＞400目。

优选的是，所述絮凝剂由聚丙烯酰胺、丙烯酸钙、聚丙烯酸钠中的一种或几种组成，粒径为50μm～200μm，所述分散剂为木质素系减水剂和/或萘系减水剂。

本发明还提供一种河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂的使用方法，对淤泥进行固化时，河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂的掺量为淤泥质量的5％～15％。

优选的是，对淤泥进行固化时，通过淤泥固化装置进行，淤泥固化装置的上层沿淤泥固化装置的长度方向依次设置有中和试剂存储室、淤泥存储室、固化剂存储室、控压室，所述淤泥固化装置的下层沿淤泥固化装置的长度方向依次设置有废液处理室、淤泥搅拌室，中和试剂存储室位于废液处理室的上方且与废料处理室之间设置有连通管，连通管上设置有第一控制阀，淤泥存储室、固化剂存储室、控压室分别位于淤泥搅拌室的上方，淤泥存储室的底部设置有用于与淤泥搅拌室连通的第一开关门，淤泥存储室与废液处理室之间连通有过滤室，过滤室与淤泥存储室之间设置有第二开关门，过滤室内设置有过滤网，固化剂存储室的上端与淤泥搅拌室连通，固化剂存储室的底部朝向淤泥存储室内设置有喷嘴，控压室的上端设置有用于将控压室与淤泥存储室连通的第三开关门、下端设置有用于将控压室与淤泥搅拌室连通的第四开关门，废液处理室的下端设置有出水管，出水管上设置有第二控制阀，淤泥搅拌室内包括搅拌电机和搅拌杆，搅拌电机的输出轴方向水平，搅拌杆的一端与搅拌电机的输出轴固定连接、另一端通过轴承与淤泥固化装置的侧壁连接，搅拌杆上沿径向设置有搅拌桨，搅拌杆与轴承连接的一端的上方设置有刮刷，刮刷的上端固定在淤泥搅拌室的顶部、下端与搅拌杆接触，淤泥搅拌室位于刮刷的正下方的底部设置有淤泥排出口，淤泥排出口的上端设置有滤水网，淤泥排出口的下端设置有第五开关门。

优选的是，所述固化剂存储室包括第一存储室和第二存储室，第一存储室与所述淤泥存储室的侧壁上端开设有连通口，第一存储室和第二存储室的底部之间设置有连通阀，所述喷嘴设置在第一存储室的底部。

本发明至少包括以下有益效果：本发明包括主固剂、助固剂、调节剂、晶核剂、饱水剂、早强剂、絮凝剂、分散剂，通过多种组分复合，在淤泥固化过程中使用，基于机械脱水工艺不仅能够实现淤泥快速脱水固化，控制脱水固化后淤泥质土处于一种低碱性的状态，还能够大大降低机械脱水工艺淤泥脱水尾水处理的成本，从源头上解决了泥饼和脱水尾水的高碱性问题，同时改性固化后的淤泥质土可直接用作园林绿化土，社会经济效益显著。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的淤泥固化装置的主视结构图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图。

说明书附图标记说明：1、中和试剂存储室，2、淤泥存储室，3、固化剂存储室，4、控压室，5、废液处理室，6、淤泥搅拌室，7、第一开关门，8、过滤室，9、第二开关门，10、过滤网，11、喷嘴，12、第三开关门，13、第四开关门，14、出水管，15、搅拌电机，16、搅拌杆，17、搅拌桨，18、刮刷，19、淤泥排出口，20、第一存储室，21、第二存储室，22、连通口，23、连通阀、24、烘干风机，25、入料口，26、滤水网，27、第五开关门，101、淤泥固化装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

利用本发明的配方配制出河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂作为实施例，另设置对比例进行对照，总共设置4个实施例和6个对比例，所有实施例和对比例的组分的含量均以质量份数来表示，每个实施例或对比例的质量份数总和均设为100。

实施例1：

主固剂10份，由3份Ⅱ级粉煤灰、4份S95级粒化高炉矿渣粉、3份二氧化硅含量为96％的硅灰组成；

助固剂40份，由16份钢渣粉、20份电石渣粉、0.8份水泥、1.6份生石灰、1.6份水玻璃组成，钢渣粉、电石渣粉的比表面积为700m²/kg；

调节剂40份，由36份磷石膏、4份腐殖酸组成，磷石膏的比表面积为500m²/kg；

晶核剂为1份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1400目；

饱水剂为6份的纳基膨润土，纳基膨润土的蒙脱石成分含量为88％、粒径为500目；

早强剂1份，由0.5份氯化钙、0.5份硫酸钠组成；

絮凝剂为1份的聚丙烯酰胺，粒径为200μm；

分散剂为1份的木质素系减水剂。

采用常规固化设备及方法对淤泥进行固化。

实施例2：

主固剂20份，由6份Ⅱ级粉煤灰、9份S95级粒化高炉矿渣粉、5份二氧化硅含量为92％的硅灰组成；

助固剂20份，由9.5份钢渣粉、7.5份电石渣粉、1.4份水泥、0.8份生石灰、0.8份水玻璃组成，钢渣粉、电石渣粉的比表面积为500m²/kg；

调节剂48份，由45.5份磷石膏、2.5份腐殖酸组成，磷石膏的比表面积为500m²/kg；

晶核剂为1份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1000目；

饱水剂为10份的纳基膨润土，纳基膨润土的蒙脱石成分含量为85％、粒径为500目；

早强剂0.2份，由0.1份三乙醇胺、0.1份硫酸铝组成；

絮凝剂为0.1份的丙烯酸钙，粒径为50μm；

分散剂为0.7份的木质素系减水剂。

采用常规固化设备及方法对淤泥进行固化。

实施例3：

主固剂16份，由3份Ⅱ级粉煤灰、4份S105级粒化高炉矿渣粉、3份二氧化硅含量为96％的硅灰组成；

助固剂32份，由14.4份钢渣粉、14.4份电石渣粉、0.8份通用硅酸盐水泥、1.2份生石灰、1.2份水玻璃组成，钢渣粉、电石渣粉的比表面积为500m²/kg；

调节剂43份，由41份磷石膏、2份腐殖酸组成，磷石膏的比表面积为800m²/kg；

晶核剂为0.4份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1500目；

早强剂1份，由0.5份氯化钙、0.5份硫酸钠组成；

絮凝剂为0.8份的聚丙烯酰胺，粒径为200μm；

分散剂为0.8份的木质素系减水剂。

采用常规固化设备及方法对淤泥进行固化。

实施例4：

如图1-3所示，对淤泥进行固化时，通过淤泥固化装置101进行，淤泥固化装置101的上层沿淤泥固化装置101的长度方向依次设置有中和试剂存储室1、淤泥存储室2、固化剂存储室3、控压室4，所述淤泥固化装置101的下层沿淤泥固化装置101的长度方向依次设置有废液处理室5、淤泥搅拌室6，中和试剂存储室1位于废液处理室5的上方且与废料处理室5之间设置有连通管，连通管上设置有第一控制阀，淤泥存储室2、固化剂存储室3、控压室4分别位于淤泥搅拌室6的上方，淤泥存储室2的底部设置有用于与淤泥搅拌室6连通的第一开关门7，淤泥存储室2与废液处理室5之间连通有过滤室8，过滤室8与淤泥存储室2之间设置有第二开关门9，过滤室8内设置有过滤网10，固化剂存储室3的上端与淤泥搅拌室6连通，固化剂存储室3的底部朝向淤泥存储室2内设置有喷嘴11，控压室4的上端设置有用于将控压室4与淤泥存储室2连通的第三开关门12、下端设置有用于将控压室4与淤泥搅拌室6连通的第四开关门13，废液处理室5的下端设置有出水管14，出水管14上设置有第二控制阀，淤泥搅拌室6内包括搅拌电机15和搅拌杆16，搅拌电机15的输出轴方向水平，搅拌杆16的一端与搅拌电机15的输出轴固定连接、另一端通过轴承与淤泥固化装置101的侧壁连接，搅拌杆16上沿径向设置有搅拌桨17，搅拌杆16与轴承连接的一端的上方设置有刮刷18，刮刷18的上端固定在淤泥搅拌室6的顶部、下端与搅拌杆16接触，淤泥搅拌室6位于刮刷18的正下方的底部设置有淤泥排出口19，淤泥排出口19的上端设置有滤水网26，淤泥排出口19的下端设置有第五开关门27。

初始时，第一开关门7、第二开关门9、第三开关门12、第四开关门13、第五开关门27、喷嘴11、第一控制阀、第二控制阀均处于关闭状态，从入料口分别向中和试剂存储室1、淤泥存储室2、固化剂存储室3内放入酸性的中和试剂、淤泥、实施例1的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，然后关闭入料口，静置一段时间后打开第二开关门9，淤泥中的部分水分通过过滤室8的过滤网10进入废液处理室5内，需要对淤泥进行固化时，再打开第一开关门7，将淤泥落入至淤泥搅拌室6后关闭第一开关门，然后启动搅拌电机15驱动搅拌杆16、搅拌桨17旋转，同时打开喷嘴11，将对应量的固化剂喷洒入淤泥搅拌室6内，对淤泥进行固化，优选的，喷头可采用低温雾化型的喷头，便于固化剂分散到搅拌过程中的淤泥内，固化过程中，打开第三开关门12和第四开关门13，启动控压室进行抽风控压，使淤泥搅拌室6内的部分空气进入淤泥存储室2内，从而在淤泥搅拌室6内形成相对的低压环境，在淤泥存储室2内形成相对的高压环境，高压环境下由于固化剂存储室3与淤泥存储室2连通，因此可进一步加强喷嘴的喷洒效果，低压环境下，淤泥变得松散，能使固化剂更容易均匀地分散在淤泥中，提高固化效果，同时有利于提高淤泥后期作为园林绿化土时的含氧量、降低容重，固化一定时间后若需要恢复压强平衡，则关闭控压室的相关抽风装置，或打开第一开关门7即可，无需制造压强差后关闭第三开关门12和第四开关门13，恢复压强平衡后打开淤泥排出口的第五开关门27，排出多余的水分，继续搅拌直至完成固化，抽出滤水网26，排出完成固化的淤泥，搅拌杆继续搅拌，帮助淤泥的排出，并通过刮刷，避免淤泥黏在搅拌杆上，优选的，搅拌桨可设置为方向朝向淤泥排出口的螺旋形，提高固化淤泥排出效率，优于固化过程中加入了本发明的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，因此淤泥排出口19排出的水，碱性较弱，而对废液处理室中的废液进行处理室，通过打开连通管上的第一控制阀，使一定量的中和试剂进入废液处理室内进行中和即可，废液中和后经打开第二控制阀的出水管排出。

当然，在前一批淤泥进行固化的同时，可在淤泥存储室2内加入新一批待固化的淤泥，并打开第二开关门9，这样淤泥搅拌室2内可淤泥起到挤压的效果，提高对淤泥的初步排水效率，而在只需对一批淤泥进行固化时，淤泥在淤泥存储室内也可直接通过控压室控制加压排出废液，而需要进入固化过程时，打开第二开关门7，关闭控压室4的第三开关门12停止加压即可。另外，为提高对淤泥的脱水效果，可在搅拌电机15的上方设置烘干风机24。

进一步的，所述固化剂存储室3包括第一存储室20和第二存储室21，第一存储室20与所述淤泥存储室2的侧壁上端开设有连通口22，第一存储室20和第二存储室21的底部之间设置有连通阀23，所述喷嘴11设置在第一存储室20的底部。

在控压室制造了压强差的情况下，首先可关闭第一存储室和第二存储室之间的连通阀，此时第一存储室通过连通口与淤泥存储室处于同一压强环境下，因此在控压室进行控压时，第一存储室的固化剂在更大的压强下进入喷嘴向淤泥搅拌室内喷出，而需补充第一搅拌室内的固化剂或恢复压强平衡时，打开连通阀，则第二存储室内的固化剂进入第一存储室内，优选的，固化剂存储室上的入料口针对第一存储室和第二存储室设置独立的两个入料口，则在淤泥固化装置内部压强不平衡时也能向第二存储室内补充固化剂。

对比例1：

助固剂40份，由20份高活性氧化镁、20份生石灰组成；

晶核剂为1份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1400目；

早强剂1份，由0.5份氯化钙、0.5份硫酸钠组成；

絮凝剂为1份的聚丙烯酰胺，粒径为200μm；

分散剂为1份的木质素系减水剂。

对比例2：

助固剂40份，由16份钢渣粉、20份电石渣粉、0.8份通用硅酸盐水泥、1.6份生石灰、1.6份水玻璃组成，钢渣粉、电石渣粉的比表面积为700m²/kg；

调节剂为40份的偏高岭土；

晶核剂为1份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1400目；

早强剂1份，由0.5份氯化钙、0.5份硫酸钠组成；

絮凝剂为1份的聚丙烯酰胺，粒径为200μm；

分散剂为1份的木质素系减水剂。

对比例3：

调节剂40份，由36份水泥、4份腐殖酸组成；

晶核剂为1份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1400目；

早强剂1份，由0.5份氯化钙、0.5份硫酸钠组成；

絮凝剂为1份的聚丙烯酰胺，粒径为200μm；

分散剂为1份的木质素系减水剂。

对比例4：

调节剂40份，由39份磷石膏、1份磷酸组成，磷石膏的比表面积为450m²/kg；

晶核剂为1份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1400目；

早强剂1份，由0.5份氯化钙、0.5份硫酸钠组成；

絮凝剂为1份的聚丙烯酰胺，粒径为200μm；

分散剂为1份的木质素系减水剂。

对比例5：

助固剂40份，由16份钢渣粉、20份电石渣粉、0.8份通用硅酸盐水泥、1.6份生石灰、1.6份水玻璃组成，钢渣粉、电石渣粉的比表面积为200m²/kg；

调节剂40份，由36份磷石膏、4份腐殖酸组成，磷石膏的比表面积为200m²/kg；

晶核剂为1份的石灰石粉，石灰石粉的粒径为1400目；

早强剂1份，由0.5份氯化钙、0.5份硫酸钠组成；

絮凝剂为1份的聚丙烯酰胺，粒径为200μm；

分散剂为1份的木质素系减水剂。

对比例6：

硫铝酸盐水泥80份，普通硅酸盐水泥3份，硅灰6份，熟石灰8份，三乙醇胺0.2份，硫酸钾2份，石膏0.8份。

针对含水率为50.8％的淤泥，采用如实施例1-3和对比例1-6的组分配比作为淤泥固化剂，以固定为淤泥质量的10％的掺量加入淤泥中进行固化，并养护7天，根据GB/T23485-2009的监测分析方法测试各项性能，得到的结果如表1所示。

表1固化后的淤泥性能指标

淤泥本身的pH范围在6-8之间，如经过对比例6的固化剂对淤泥进行固化，由于固化过程在碱性环境下进行，因此最后得到的pH在11以上，固化后的淤泥质土碱性过高，脱碱成本高，不能直接用作园林绿化土。由表1中实施例1-3的数据可知，使用本发明的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂对淤泥进行固化，使pH显著降低在8以下，并且固化后，得到800kPa左右的强度，在满足园林绿化用土的要求的同时具有良好的固化效果。

助固剂的各组分不仅为主固剂提供水化反应所需的碱性环境，而且水泥水化后的产物钙矾石及CSH凝胶等作为主固剂水化反应的晶核，加速主固剂的水化反应，生石灰对于含有少量有机质的淤泥，具备除臭杀菌的效果，水玻璃则用于改善淤泥整体的力学特性；调节剂为主固剂水化反应提高所需的钙离子和硫酸根离子，起到硫酸盐激发的效果，同时利用自身的酸性调节改性后淤泥质土的酸碱度；晶核剂作为主固剂水化反应的晶核，起到加速早期水化反应的效果；饱水剂为纳基膨润土，吸水后在膨润土内部会形成众多松散的粗大孔隙，其它组成会进入孔隙当中进行水化反应，这样的结构就会形成物理吸水+化学吸水两种同时存在的方式，各种组分、产物交织在一些，提高改性后淤泥质土的力学性质；早强剂由三乙醇胺、氯化钙、氯化铁、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝中的一种或几种组成，均为市售产品，主要作用是提供主固剂前期水化反应所需的强碱性，在较短的时间内使主固剂快速反应形成一定的强度；絮凝剂用于脱出淤泥中的水分，并起到架桥、凝聚的作用，促进淤泥团粒化；团粒化后通过分散剂的静电作用使淤泥中的结团充分分散，释放水分，进而其他组分可以更充分、均匀的吸收水分或与水分反应，不会形成局部吸收不足或改性固化不足，形成结块薄弱区的现象。

由实施例1和对比例1的数据对比可知，实施例1在助固剂中采用钢渣粉、电石渣粉、水玻璃与水泥、生石灰及主固剂之间相互配合，在主固剂发生固化反应时，先由钢渣粉、电石渣粉为主固剂提供主要的水化反应所需的碱性环境，少量的水泥分散在钢渣粉、电石渣粉中一方面在水化后可以提供碱性环境辅助主固剂水化反应，另一方面水泥水化后的产物钙矾石及CSH凝胶等可作为主固剂水化反应的晶核，起到加速反应的效果，水玻璃分散在钢渣粉、电石渣粉中也能辅助提供主固剂水化反应所需的碱性环境，而水玻璃的化学胶结作用，能够将淤泥的土颗粒与固化剂的成分粘结在一起，促进固化剂的各组分的作用完全在淤泥中发挥出来，同时改善淤泥整体的力学特性。

由实施例1和对比例2的数据可知，未使用调节剂的对比例2在固化淤泥后得到pH为11，不满足园林绿化土直接使用的酸碱度要求，再由实施例1和对比例3的数据对比可知，实施例1采用了包含磷石膏的调节剂，一方面为主固剂水化反应所需的钙离子和硫酸根离子，促进主固剂生成钙矾石，提高淤泥早期强度，起到硫酸盐激发的效果，另一方面由于磷石膏具备微酸性，可以中和助固剂的强碱性，调节改性后淤泥质土的酸碱度，除此之外则作为填料填充在淤泥质土的孔隙中，提供一定的机械强度。进一步的，由实施例1和对比例4的数据对比可知，腐殖酸在淤泥发生固化反应的中后期里，不仅可补充磷石膏自身酸性的不足，进一步调节改性后淤泥质土的酸碱度，而腐殖酸本身由动植物遗骸劲微生物分解及转化得到，对环境友好，并且，腐植酸的大分子基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团，腐植酸对金属离子进行螯合、聚合、吸附等多种方式作用如将腐殖酸上的部分氢离子被取代成钙离子，释放氢离子进一步中和碱性环境，另外则通过获取部分钙离子来使主固剂水化反应的速度更均匀，有利于反应充分及获得良好的力学性能。

由实施例1和对比例5对比可知，磷石膏、钢渣粉、电石渣粉的比表面积为200m²/kg时得到的pH相对较高，且固化效果较差，实施例1的钢渣粉、电石渣粉作为碱激发材料，比表面积过小，则不能与其他组分获得良好的复配效果，而磷石膏中的酸性物质和硫酸根也无法充分释放，从而对pH的调节能力弱，硫酸盐激发效果差。

由实施例4和实施例1对比可知，采用淤泥固化装置对淤泥加入河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂后的固化过程进行控制，使固化剂更均匀地分散在淤泥内部，从而使显著提高了淤泥的固化效果，而且能对淤泥产生的废液进行中和处理，使整个淤泥的固化过程更环保。

综上所述，本发明包括主固剂、助固剂、调节剂、晶核剂、饱水剂、早强剂、絮凝剂、分散剂，通过在助固剂中采用钢渣粉、电石渣粉、水玻璃与水泥、生石灰及主固剂之间相互配合，并加入调节剂对固化反应的过程及速度进行调控，提高固化质量，同时调节pH，由晶核剂作为主固剂水化反应的晶核，加速早期水化反应，饱水剂吸水后形成众多松散的粗大孔隙，其它组成进入孔隙当中进行水化反应，形成物理吸水+化学吸水两种同时存在的方式，使各种组分、产物交织一起，提高固化改性后的淤泥质土的力学性能，早强剂则提供主固剂前期水化反应所需的强碱性，使主固剂快速反应形成一定的强度，絮凝剂脱出淤泥中的水分，起到架桥、凝聚的作用，促进淤泥团粒化，通过分散剂的静电作用使淤泥中的结团充分分散，释放水分，进而其他组分可以更充分、均匀的吸收水分或与水分反应，在淤泥固化装置进行充分固化，最后使固化后的淤泥即得到的淤泥质土在pH明显降低的同时具有良好的力学性能，可直接用作园里绿化土。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：主固剂10％～20％、助固剂20％～40％、调节剂40％～50％、晶核剂0.1％～1％、饱水剂5％～10％、早强剂0.1％～1％、絮凝剂0.1％～1％、分散剂0.1％～1％。

2.如权利要求1所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，其特征在于，所述主固剂由粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰中的一种或几种组成，粉煤灰的国标等级为Ⅱ级以上，粒化高炉矿渣粉的矿粉活性指数为S95级以上，硅灰的二氧化硅含量＞90％。

3.如权利要求1所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，其特征在于，所述助固剂由如下质量百分比的组分组成：钢渣粉40％～50％、电石渣粉40％～50％、水泥2％～4％、生石灰2％～4％、水玻璃2％～4％，其中钢渣粉、电石渣粉的比表面积＞400m²/kg。

4.如权利要求1所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，其特征在于，所述调节剂由90％～95％的磷石膏和5％～10％的腐殖酸组成，磷石膏的比表面积＞400m²/kg。

5.如权利要求1所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，其特征在于，所述晶核剂由石灰石粉、粒化高炉矿渣矿粉、粉煤灰其中的一种或几种组成，所述晶核剂的粒径为＞1000目，所述早强剂由三乙醇胺、氯化钙、氯化铁、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝中的一种或几种组成。

6.如权利要求1所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，其特征在于，所述饱水剂为纳基膨润土，纳基膨润土的蒙脱石成分＞83％、粒径为＞400目。

7.如权利要求1所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂，其特征在于，所述絮凝剂由聚丙烯酰胺、丙烯酸钙、聚丙烯酸钠中的一种或几种组成，粒径为50μm～200μm，所述分散剂为木质素系减水剂和/或萘系减水剂。

8.如权利要求1-7任一项所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂的使用方法，其特征在于，对淤泥进行固化时，河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂的掺量为淤泥质量的5％～15％。

9.如权利要求8所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂的使用方法，其特征在于，对淤泥进行固化时，通过淤泥固化装置进行，淤泥固化装置的上层沿淤泥固化装置的长度方向依次设置有中和试剂存储室、淤泥存储室、固化剂存储室、控压室，所述淤泥固化装置的下层沿淤泥固化装置的长度方向依次设置有废液处理室、淤泥搅拌室，中和试剂存储室位于废液处理室的上方且与废料处理室之间设置有连通管，连通管上设置有第一控制阀，淤泥存储室、固化剂存储室、控压室分别位于淤泥搅拌室的上方，淤泥存储室的底部设置有用于与淤泥搅拌室连通的第一开关门，淤泥存储室与废液处理室之间连通有过滤室，过滤室与淤泥存储室之间设置有第二开关门，过滤室内设置有过滤网，固化剂存储室的上端与淤泥搅拌室连通，固化剂存储室的底部朝向淤泥存储室内设置有喷嘴，控压室的上端设置有用于将控压室与淤泥存储室连通的第三开关门、下端设置有用于将控压室与淤泥搅拌室连通的第四开关门，废液处理室的下端设置有出水管，出水管上设置有第二控制阀，淤泥搅拌室内包括搅拌电机和搅拌杆，搅拌电机的输出轴方向水平，搅拌杆的一端与搅拌电机的输出轴固定连接、另一端通过轴承与淤泥固化装置的侧壁连接，搅拌杆上沿径向设置有搅拌桨，搅拌杆与轴承连接的一端的上方设置有刮刷，刮刷的上端固定在淤泥搅拌室的顶部、下端与搅拌杆接触，淤泥搅拌室位于刮刷的正下方的底部设置有淤泥排出口，淤泥排出口的上端设置有滤水网，淤泥排出口的下端设置有第五开关门。

10.如权利要求9所述的河湖清淤底泥的低碱性环保固化剂的使用方法，其特征在于，所述固化剂存储室包括第一存储室和第二存储室，第一存储室与所述淤泥存储室的侧壁上端开设有连通口，第一存储室和第二存储室的底部之间设置有连通阀，所述喷嘴设置在第一存储室的底部。