CN106968284A - 一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法 - Google Patents

一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，包括如下步骤：（1）通过行驶在待清淤河塘中的浮箱式挖掘搅拌机均匀搅拌待清淤河塘中的淤泥和固化剂；（2）将待清淤河塘中的部分水抽出，留于待清淤河塘中的淤泥含水率在80%‑90%之间；（3）待清淤河塘中的淤泥和固化剂进行固化反应；（4）通过行驶述待清淤河塘中的挖掘机挖出待清淤河塘中固化后的淤泥。本发明在搅拌过程中，由于固化剂包裹多层包覆层，可以延迟淤泥的固化反应，搅拌完成后，再抽出河塘中的部分水，固化剂由于沉在水底，不会随水流走，使河塘中淤泥条件适合进行固化反应，本发明既适用于大型河道的清淤，而且不会过多浪费固化剂，极大的优化了河道清淤方法。

Description

一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法
技术领域
本发明涉及一种水利领域，具体涉及一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法。
背景技术
水灾泛指洪水泛滥、暴雨积水和土壤水分过多对人类社会造成的灾害而言。一般所指的水灾，以洪涝灾害为主。水灾威胁人民生命安全。造成巨大财产损失，并对社会经济发展产生深远的不良影响。防治水灾虽已成为世界各国保证社会安定和经济发展的重要公共安全保障事业。至今世界上水灾仍是一种影响最大的自然灾害。良好的水利建设能够减少水灾所带来的损失，国家水利建设任务繁重；《十三五》期间，城市除黑臭净化水工作已经开始落实。这项工作存在的主要问题在河塘淤泥的清除，淤泥含水率高，不易干燥。一直以来，河塘清淤主要采用以下的几种方法：
（1）采用节流抽干水沉淀处理再开始清淤，挖掘机在河道两侧的路面上行驶的过程中，挖出河塘中的淤泥，再对淤泥进行处理，该种方法受到河塘深度和宽度的限制，只适用于小型河道；
（2）水枪冲洗抽泥浆输出再清理垃圾和淤土，该种清淤方法效率高，但其中存在的问题是抽出的泥浆存放问题：它需要搁置一年或十年才能干燥进而处理，否则没有出路。
现在的城市清淤，淤泥存放处理问题已到无法解决的地步。严重影响工作的推进。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，包括如下步骤：
（1）通过行驶在待清淤河塘中的浮箱式挖掘搅拌机均匀搅拌所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂；
（2）将所述待清淤河塘中的部分水抽出，留于所述待清淤河塘中的淤泥含水率在80%-90%之间；
（3）所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂进行固化反应；
（4）通过行驶在所述待清淤河塘中的挖掘机挖出所述待清淤河塘中固化后的淤泥。
其中，所述固化剂包括：
固化剂颗粒本体；
第一包覆层，形成于所述固化剂颗粒本体的表面，上述第一包覆层由包含丙烯酸类高分子的第一包覆组合物形成；
第二包覆层，形成于上述第一包覆层上，上述第二包覆层由包含丙烯酸类高分子的第二包覆组合物形成；
以及第三包覆层，形成于上述第二包覆层上，上述第三包覆层由包含丙烯酸类高分子及亲水性赋予物质的第三包覆组合物形成；
上述第二包覆组合物的玻璃化转变温度比上述第一包覆组合物的玻璃化转变温度高。
优选的，所述固化剂的重量份组成为：
水泥熟料 20-40份；
硫酸盐 7-20份；
蛭石粉 1-20份；
聚丙烯酰胺 2-27份；
聚合氯化铝 7-15份；
丹宁酸 0-13份。
优选的，步骤（1）中，通过双轮铣搅拌装置旋转，搅切泥土，同时注入固化剂与泥土充分拌合，形成固化土中。
优选的，步骤（2）中，通过水泵抽水，水泵压力在1-1.5MP之间。
优选的，步骤（3）中，固化反应的时间在1-6小时之间。
优选的，所述亲水性赋予物质为选自氟化合物、表面活性剂、二氧化硅及消泡剂中的一种或两种以上的化合物。优选的，所述第一包覆组合物的玻璃化转变温度为5～40℃，上述第二包覆组合物的玻璃化转变温度为40～80℃。优选的，所述丙烯酸类高分子由选自反应性不饱和丙烯酸酯单体及含有羧基的单体中的单体聚合而成，上述反应性不饱和丙烯酸酯单体为选自由碳原子数为1～18形成的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸环烷基酯、乙基丙烯酸环烷基酯、丙烯酸烷氧基烷基酯、甲基丙烯酸烷氧基烷基酯、碳原子数为2～8的丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈及甲基丙烯酸三氟乙酯中的一种或两种以上的混合物，含有上述羧基的单体为选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基苯酸、衣康酸、马来酸、富马酸及它们的无水物中的一种或两种以上的混合物。优选的，相对于100重量份的反应性不饱和丙烯酸酯单体，上述第三包覆组合物内的丙烯酸类高分子聚合有0.1～100重量份的含羧基的单体。优选的，上述表面活性剂为阴离子表面活性剂或亲水疏水平衡值为10以上的非离子表面活性剂。优选的，上述阴离子表面活性剂为选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸化油酸钠、十二烷基硫酸钾、二辛基磺基琥珀酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸钾及聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸铵中的一种或两种以上的化合物，上述非离子表面活性剂为选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯及聚氧乙烯聚丙烯共聚物中的一种或两种以上的化合物。优选的，上述消泡剂使用选自硅乳液、矿物油及聚硅氧烷中的一种或两种以上。优选的，上述第三包覆组合物还包含选自滑石、粘土、石灰、碳酸钙及沸石中的一种或两种以上的无机物。
优选的，所述固化剂的制备方法包括如下步骤：步骤(1)，在固化剂颗粒本体芯的表面覆盖包含丙烯酸类高分子的第一包覆组合物，来形成第一包覆层；步骤(2)，在上述第一包覆层上覆盖包含丙烯酸类高分子的第二包覆组合物，来形成第二包覆层；步骤(3)，对形成有上述第一包覆层和第二包覆层的固化剂颗粒本体进行热处理，来进行干燥；
步骤(4)，在上述第二包覆层上覆盖包含丙烯酸类高分子及亲水性赋予物质的第三包覆组合物，来形成第三包覆层，
上述第二包覆组合物的玻璃化转变温度比上述第一包覆组合物的玻璃化转变温度高。优选的，通过上述热处理，第一包覆层及第二包覆层内水分含量成为10重量百分比以下。优选的，在30～100℃温度下，上述热处理进行5～100分钟。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明在河塘中淤泥条件适合浮箱式挖掘搅拌机行驶的情况下，浮箱式挖掘搅拌机开到淤泥上作业，将输入的固化剂均匀的搅拌在淤泥中，同时地毯式向前施工，在搅拌过程中，由于固化剂包裹多层包覆层，可以延迟淤泥的固化反应，搅拌完成后，再抽出河塘中的部分水，固化剂由于沉在水底，不会随水流走，使河塘中淤泥条件适合进行固化反应；然后挖掘清理硬化淤泥，车运出硬化淤泥利用处理，达到清淤除黑臭的目的。本发明既适用于大型河道的清淤，而且不会过多浪费固化剂，极大的优化了河道清淤方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
固化剂颗粒本体制备例1：
水泥熟料 20kg、矿渣 7kg、石灰 3kg、硫酸盐 7kg、蛭石粉 1kg、速凝剂3kg、辅胶凝剂20kg、早强剂 0.7kg、减水剂 0.2kg、聚丙烯酰胺 2kg，聚合氯化铝 7kg，甘露醇20kg，木质素磺酸盐 13kg、烷基酚聚氧乙烯醚 0.02kg以及α-烯烃磺酸盐0.08kg均匀混合的固化剂颗粒本体。
固化剂颗粒本体制备例2
水泥熟料 40kg、矿渣 15kg、石灰 20kg、硫酸盐 20kg、蛭石粉 12kg ；速凝剂 12kg、辅胶凝剂 50kg、早强剂 9kg、减水剂 2kg 、聚丙烯酰胺 27kg、聚合氯化铝 15kg、甘露醇32kg、木质素磺酸盐 20kg、烷基酚聚氧乙烯醚 0.7kg、丹宁酸 13kg、 α- 烯烃磺酸盐2.5kg均匀混合的固化剂颗粒本体。
固化剂颗粒本体制备例3
水泥熟料 30kg、矿渣 11kg、石灰 11kg、硫酸盐 13kg、蛭石粉 6kg ；速凝剂 8kg、辅胶凝剂 35kg、早强剂 5kg、减水剂 1kg 、聚丙烯酰胺 14kg、聚合氯化铝 11kg、甘露醇26kg、木质素磺酸盐 17kg、烷基酚聚氧乙烯醚 0.32kg、丹宁酸 6kg、α- 烯烃磺酸盐 1.28kg。
第一包覆层制备例
在1L的烧瓶中添加700g的离子交换水、10g的十二烷基苯磺酸钠之后，升温至80℃，之后，将由160g的苯乙烯、50g的丙烯酸丁酯、80g的2-丙烯酸乙酯及10g的丙烯酸组成的单体混合物和3g的过硫酸铵滴落2小时，从而制备了丙烯酸类高分子。结束滴落，并维持1小时左右后，将上述丙烯酸类高分子冷却至60℃，从而制备了第一包覆组合物。已制备的上述第一包覆组合物的固体成分为30％，上述第一包覆组合物的粒子大小为150nm，上述第一包覆组合物的粘度呈现为120cps、第一包覆组合物内丙烯酸类高分子的玻璃化转变温度确认为20℃，丙烯酸类高分子的重均分子量确认为150000。
第二包覆层制备例
在1L的烧瓶中添加700g的离子交换水、10g的十二烷基苯磺酸钠之后，升温至80℃，之后，将由190g的苯乙烯、50g的丙烯酸丁酯、50g的2-丙烯酸乙酯及10g的丙烯酸组成的单体混合物和3g的过硫酸铵滴落2小时，从而制备了丙烯酸类高分子。结束滴落，并维持1小时左右后，将上述丙烯酸类高分子冷却至60℃，从而制备了第一包覆组合物。已制备的上述第二包覆组合物的固体成分为30％，上述第二包覆组合物的粒子大小为162nm，上述第二包覆组合物的粘度呈现为102cps、第二包覆组合物内丙烯酸类高分子的玻璃化转变温度确认为40℃，丙烯酸类高分子的重均分子量确认为145000。
第三包覆层制备例
在1L的烧瓶中添加200g的离子交换水、0 .5g的十二烷基苯磺酸钠之后，升温至80℃，之后，将由30g的丙烯酸及70g的甲基丙烯酸甲酯组成的单体混合物和0 .2g的过硫酸铵 滴落2小时，从而制备了亲水性丙烯酸类高分子。结束滴落，并维持1小时左右后，将上述亲水性丙烯酸类高分子冷却至60℃，冷却后用氢氧化钠中和上述亲水性丙烯酸类高分子，来将上述亲水性丙烯酸类高分子的pH调节为8，从而最终取得了第三包覆组合物。已制备的上述第三包覆组合物的固体成分为30％，制备了不形成粒子的透明的水溶性树脂。上述第三包覆组合物内丙烯酸类高分子的玻璃化转变温度确认为120℃，丙烯酸类高分子的重均分子量确认为130000。
固化剂制备例1
在流化床覆盖机中投入已定量的粒子大小为2～4mm的2kg的固化剂颗粒本体，并使流化空气量成为约200m3/hr，从而使固化剂颗粒本体向空中上浮，使流化空气温度为60℃，经过10分钟的预热工序。预热工序结束之后，将200g的上述第一包覆组合物在肥料表面喷射50分钟，从而形成了第一包覆层。然后，将100g的上述第二包覆组合物喷射15分钟，从而形成了第二包覆层。此时，在覆盖温度为40℃、流化空气量为350m3/hr、喷嘴空气压力为2kg/cm2、喷射量为13g/min的条件下，进行了上述第一包覆层及第二包覆层的覆盖。然后，若第二包覆组合物的喷射结束，则利用热风机在60℃温度下，进行15分钟的热处理工序。上述热处理工序结束后，包覆层的水分含量确认为约3％以下。若上述热处理工序结束，则在与上述相同的覆盖条件下，以相当于总包覆肥料的2倍重量百分比的量将上述第三包覆组合物喷射10分钟，从而形成了第三包覆层。之后，再次利用热风机在60℃的温度下，进行5分钟的热处理，之后，进行自然冷却，并通过流化床覆盖机排出口最终制备了包覆固化剂颗粒本体。
实施例一
河塘原位硬化淤泥再清淤的方法
（1）通过行驶在待清淤河塘中的浮箱式挖掘搅拌机均匀搅拌所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂；
（2）将所述待清淤河塘中的部分水抽出，留于所述待清淤河塘中的淤泥含水率在80%；
（3）所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂进行固化反应；
（4）通过行驶在所述待清淤河塘中的挖掘机挖出所述待清淤河塘中固化后的淤泥；
其中，通过双轮铣搅拌装置旋转，搅切泥土，同时注入固化剂与泥土充分拌合，形成固化土中，步骤（2）中，通过水泵抽水，水泵压力在1MP，步骤（3）中，固化反应的时间6小时。
实施例二
河塘原位硬化淤泥再清淤的方法
（1）通过行驶在待清淤河塘中的浮箱式挖掘搅拌机均匀搅拌所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂；
（2）将所述待清淤河塘中的部分水抽出，留于所述待清淤河塘中的淤泥含水率在90%；
（3）所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂进行固化反应；
（4）通过行驶在所述待清淤河塘中的挖掘机挖出所述待清淤河塘中固化后的淤泥；
其中，通过双轮铣搅拌装置旋转，搅切泥土，同时注入固化剂与泥土充分拌合，形成固化土中，步骤（2）中，通过水泵抽水，水泵压力在1.5MP，步骤（3）中，固化反应的时间5小时。
实施例三
河塘原位硬化淤泥再清淤的方法
（1）通过行驶在待清淤河塘中的浮箱式挖掘搅拌机均匀搅拌所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂；
（2）将所述待清淤河塘中的部分水抽出，留于所述待清淤河塘中的淤泥含水率在85%；
（3）所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂进行固化反应；
（4）通过行驶在所述待清淤河塘中的挖掘机挖出所述待清淤河塘中固化后的淤泥；
其中，通过双轮铣搅拌装置旋转，搅切泥土，同时注入固化剂与泥土充分拌合，形成固化土中，步骤（2）中，通过水泵抽水，水泵压力在1.5MP，步骤（3）中，固化反应的时间4小时。

Claims (9)

1.一种河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）通过行驶在待清淤河塘中的浮箱式挖掘搅拌机均匀搅拌所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂；
（2）将所述待清淤河塘中的部分水抽出，留于所述待清淤河塘中的淤泥含水率在80%-90%之间；
（3）所述待清淤河塘中的淤泥和固化剂进行固化反应；
（4）通过行驶在所述待清淤河塘中的挖掘机挖出所述待清淤河塘中固化后的淤泥。
其中，所述固化剂包括：
固化剂颗粒本体；
第一包覆层，形成于所述固化剂颗粒本体的表面，上述第一包覆层由包含丙烯酸类高分子的第一包覆组合物形成；
第二包覆层，形成于上述第一包覆层上，上述第二包覆层由包含丙烯酸类高分子的第二包覆组合物形成；
以及第三包覆层，形成于上述第二包覆层上，上述第三包覆层由包含丙烯酸类高分子及亲水性赋予物质的第三包覆组合物形成；
上述第二包覆组合物的玻璃化转变温度比上述第一包覆组合物的玻璃化转变温度高。
2.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，所述固化剂的重量份组成为：
水泥熟料 20-40份；
硫酸盐 7-20份；
蛭石粉 1-20份；
聚丙烯酰胺 2-27份；
聚合氯化铝 7-15份；
丹宁酸 0-13份。
3.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，步骤（1）中，通过双轮铣搅拌装置旋转，搅切泥土，同时注入固化剂与泥土充分拌合，形成固化土中。
4.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，步骤（2）中，通过水泵抽水，水泵压力在1-1.5MP之间。
5.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，步骤（3）中，固化反应的时间在1-6小时之间。
6.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，所述亲水性赋予物质为选自氟化合物、表面活性剂、二氧化硅及消泡剂中的一种或两种以上的化合物。
7.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，所述第一包覆组合物的玻璃化转变温度为5～40℃，上述第二包覆组合物的玻璃化转变温度为40～80℃。
8.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，所述丙烯酸类高分子由选自反应性不饱和丙烯酸酯单体及含有羧基的单体中的单体聚合而成，上述反应性不饱和丙烯酸酯单体为选自由碳原子数为1～18形成的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸环烷基酯、乙基丙烯酸环烷基酯、丙烯酸烷氧基烷基酯、甲基丙烯酸烷氧基烷基酯、碳原子数为2～8的丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈及甲基丙烯酸三氟乙酯中的一种或两种以上的混合物，含有上述羧基的单体为选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基苯酸、衣康酸、马来酸、富马酸及它们的无水物中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的河塘原位硬化淤泥再清淤的方法，其特征在于，相对于100重量份的反应性不饱和丙烯酸酯单体，上述第三包覆组合物内的丙烯酸类高分子聚合有0 .1～100重量份的含羧基的单体。
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