CN107381988A - 一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统及方法，包括振动筛分装置、絮凝池、“O”型混合管和离心分离装置；振动筛分装置的入口通过排浆管与盾构机相连，振动筛分装置的出口与所述絮凝池相连，絮凝池内加入絮凝剂实现对泥浆的絮凝，絮凝后的泥浆通过输浆管道与所述“O”型混合管相连，所述的“O”型混合管对絮凝后的泥浆起到二次混合的作用，混合后的泥浆从所述“O”型混合管的出口出来后进入到离心分离装置中，所述的离心分离装置对泥浆进行分离。分离后的清水可重新用于泥水循环，减少了水的浪费。该泥水处理系统充分考虑了环保的理念，对废弃泥水进行了重新利用，减少了废弃泥浆对环境的污染，并且整个系统装置占地面积小，节约了工程造价。

Description

一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统及方法

技术领域

本发明涉及盾构施工泥水处理领域，特别是一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统及方法。

背景技术

在很多泥水盾构施工中，经过泥水循环后从排浆管排出的泥浆由于浓度大、难以重复利用而被当作废弃物处理，废弃泥浆不仅污染了环境而且增加了工程造价。为了重复利用泥浆，在现有的一些技术中，将高浓度废弃泥浆通过多个沉淀池经过多次沉淀来降低泥浆浓度，然后把低浓度泥浆排入调浆池，在调浆池调制符合工程要求的泥浆供工程使用。但是仅仅依靠泥浆自身沉淀来降低浓度是非常缓慢的，而且施作沉淀池占用较大的地面空间，在盾构掘进较快需要大量泥浆时该方法也不适用。

一种合理的盾构高浓度废弃泥浆处理系统需要有简易的处理流程，能够将高浓度泥浆进行快速有效的泥水分离，使粘土颗粒和其它颗粒状固体沉淀，最终得到分离水(或低浓度泥水)和细粒渣土。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术装置的不足，提供一种体积小、速度快、造价低的盾构高浓度泥浆处理系统及方法，通过掺入絮凝剂使高浓度泥浆高效、快速、便捷地进行泥水分离，改进泥浆处理流程，进而形成完整的高浓度泥浆处理系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，包括振动筛分装置、絮凝池、“O”型混合管和离心分离装置；所述振动筛分装置的入口通过排浆管与盾构机相连，所述振动筛分装置的出口与所述絮凝池相连，所述絮凝池内加入絮凝剂实现对泥浆的絮凝，絮凝后的泥浆通过输浆管道与所述“O”型混合管相连，所述的“O”型混合管对絮凝后的泥浆起到二次混合的作用，混合后的泥浆从所述“O”型混合管的出口出来后进入到离心分离装置中，所述的离心分离装置对泥浆进行分离。

废弃泥浆经过本系统处理时，其流经路径为：振动筛分装置→絮凝池→“O”型混合管→离心分离装置。

进一步的，所述的振动筛分装置采用振动筛分机，用来筛分高浓度废弃泥浆中的团状和块状等粗大颗粒，经过初步筛分后的高浓度废弃泥浆只含有小直径的黏土颗粒等固体颗粒。

进一步的，所述的絮凝池包括泥浆混合池和搅拌装置；在废弃泥浆处理过程中，将絮凝剂添加到絮凝池里的高浓度泥浆中后，高浓度泥浆开始发生絮凝现象。通过絮凝作用，可使高浓度废弃泥浆中的悬浮的固体颗粒形成絮状物，在搅拌过程中相互碰撞，使絮状物颗粒变大逐渐发生沉淀，便于后面的进行泥水离心分离。

进一步的，所述的“O”型混合管包括一个入口管和一个出口管，所述的入口管和出口管水平设置，且从入口管进入后，分成两路经过两个半圆形管进入到出口管中；“O”型混合管起二次混合作用，废弃泥浆从入口管进入，从出口管排出。

进一步的，所述的离心分离装置采用卧式离心分离机，卧式离心分离机下部有两个出口，一个用于排出细粒渣土，另一个出口用于分离水的排出。

进一步的，泥浆通过泥浆泵从一个装置泵送到另一个装置，并通过泥浆管进行输送。

利用上述装置进行处理的方法如下：

泥水盾构机排出的泥浆通过排浆管排出，由泥浆泵排送到振动筛分装置，通过振动筛分直径大于5mm的渣土分离出来，而留下的高浓度泥浆进入絮凝池；每隔一段时间向絮凝池里加入絮凝剂，絮凝池里的高浓度泥浆与加入的絮凝剂混合反应，打开搅拌装置进行充分搅拌，这时会有少量絮凝状固体出现，然后将混合液体泵送到“O”型混合管，从下端入口管进入再从上端出口管排出，使混合液体中的泥浆和絮凝剂进一步充分混合接触；在进入离心分离装置之前混合液中已有大量絮凝状沉淀出现，所以在混合体进入离心机后，在离心力的作用下，小直径固体颗粒和水进一步分离，最终得到细粒渣土和分离水；

分离后的水为清水或低浓度泥浆，可排入调浆池，经过调浆处理后再次进入泥水循环。进行重复利用，且分离后的水也用作其他工艺，如拌制砂浆、冲洗器具等。

本发明的有益效果是：

本发明专利所提供的一种高浓度废弃泥浆处理系统，高浓度废弃泥浆先通过初步筛分将大直径的碎石颗粒筛分出来，然后将筛分后的泥浆与絮凝剂混合，在絮凝池开始发生絮凝作用，再通过“O”型混合管使泥浆和絮凝剂进一步混合反应，最后进入离心分离装置进行泥水分离。离心分离装置采用卧式离心分离机，利用高速旋转的转鼓产生离心力把悬浮液中的固体颗粒截留在转鼓内并在力的作用下向机外自动卸出，同时在离心力的作用下，悬浮液中的液体通过过滤介质、转鼓小孔被甩出，从而达到液固分离过滤的目的，最终得到细粒渣土和分离后的清水(或低浓度泥浆)。

分离后的清水可重新用于泥水循环，减少了水的浪费。该泥水处理系统充分考虑了环保的理念，对废弃泥水进行了重新利用，减少了废弃泥浆对环境的污染，并且整个系统装置占地面积小，节约了工程造价。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明专利的各个装置连接示意图。

图中：1-排浆管；2-振动筛分装置；3-碎石和砂砾；4-絮凝剂；5-絮凝池；6-“O”型混合管；7-离心分离装置；8-细粒渣土；9-分离水；10-泥浆管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中将高浓度废弃泥浆通过多个沉淀池经过多次沉淀来降低泥浆浓度，然后把低浓度泥浆排入调浆池，在调浆池调制符合工程要求的泥浆供工程使用。但是仅仅依靠泥浆自身沉淀来降低浓度是非常缓慢的，而且施作沉淀池占用较大的地面空间，在盾构掘进较快需要大量泥浆时该方法也不适用，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统.经盾构循环排出的高浓度废弃泥浆通过初步筛分将大直径的碎石颗粒筛分出来，然后将筛分后的泥浆与絮凝剂混合，并在絮凝池中发生絮凝作用，再通过“O”型管使泥浆和絮凝剂进一步混合反应，最后进入离心分离装置，在离心力的作用下，悬浮液中的液体通过过滤介质、转鼓小孔被甩出，从而达到液固分离过滤的目的，最终得到细粒渣土和分离后的清水(或低浓度泥浆)。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，包括排浆管1，左端与泥水盾构机相连，右端与振动筛分装置相连。振动筛分装置2有右端和下端两个出口，右端与絮凝池相连，通过泥浆管10将高浓度泥浆排入絮凝池，经过筛分后大直径的碎石和砂砾3从下端出口排出。每隔一段时间向絮凝池5中加入絮凝剂4，为使絮凝剂4和高浓度泥浆充分混合，需要打开中的搅拌机5进行搅拌，絮凝池右端与“O”型混合管6相连，高浓度混合液体通过“O”型混合管6可进一步充分混合反应。离心分离装置7采用卧式离心分离机左端与“O”型混合管6相连，下方有两个出口，细粒渣土8从第一个出口排出，分离水9从第二个出口排出。

分离后的清水可重新用于泥水循环，减少了水的浪费。该泥水处理系统充分考虑了环保的理念，对废弃泥水进行了重新利用，减少了废弃泥浆对环境的污染，并且整个系统装置占地面积小，节约了工程造价。

废弃泥浆经过本系统处理时，其流经路径为：振动筛分装置→絮凝池→“O”型混合管→离心分离装置。

振动筛分装置2采用振动筛分机，用来筛分高浓度废弃泥浆中的团状和块状等粗大颗粒，经过初步筛分后的高浓度废弃泥浆只含有小直径的黏土颗粒等固体颗粒。

絮凝池5包括泥浆混合池和搅拌装置；在废弃泥浆处理过程中，将絮凝剂添加到絮凝池里的高浓度泥浆中后，高浓度泥浆开始发生絮凝现象。通过絮凝作用，可使高浓度废弃泥浆中的悬浮的固体颗粒形成絮状物，在搅拌过程中相互碰撞，使絮状物颗粒变大逐渐发生沉淀，便于后面的进行泥水离心分离。

“O”型混合管6包括一个入口管和一个出口管，入口管和出口管水平设置，且从入口管进入后，分成两路经过两个半圆形管进入到出口管中；“O”型混合管起二次混合作用，废弃泥浆从入口管进入，从出口管排出。

离心分离装置7采用卧式离心分离机，卧式离心分离机下部有两个出口，一个用于排出细粒渣土，另一个出口用于分离水的排出。

高浓度泥浆通过泥浆泵从一个装置泵送到另一个装置，并通过泥浆管进行输送。

该泥浆处理系统的处理过程为：

泥水盾构机排出的泥浆通过排浆管排出，由泥浆泵排送到振动筛分装置，通过振动筛分直径大于5mm的碎石等渣土分离出来，而留下的高浓度泥浆进入絮凝池。每隔一段时间向絮凝池里加入絮凝剂，絮凝池里的高浓度泥浆与加入的絮凝剂混合反应，打开搅拌装置进行充分搅拌，这时会有少量絮凝状固体出现，然后将混合液体泵送到“O”型管，从下端入口进入从上端出口排出，使混合液体中的泥浆和絮凝剂进一步充分混合接触。在进入离心分离装置之前混合液中已有大量絮凝状沉淀出现，所以在混合体进入离心机后，在离心力的作用下，小直径固体颗粒和水进一步分离，最终得到细粒渣土和分离水。分离后的水为清水或低浓度泥浆，可排入调浆池，经过调浆处理后再次进入泥水循环。分离后的水也用作其他工艺，如拌制砂浆、冲洗器具等。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

在上述处理系统中，高浓度泥浆通过筛分装置只能将大直径的固体颗粒筛分出来，当泥浆中小直径黏土颗粒比例较大时，分离效率会下降。所以需要在絮凝池中加入絮凝剂，使小颗粒黏土与絮凝剂发生絮凝作用，产生絮状沉淀，但是沉淀速度较慢，仅仅依靠沉淀过滤进行泥水分离速度缓慢，所以在整个系统后面增加了离心分离装置，使得絮凝装沉淀通过离心作用与水分离，这样泥浆中的小颗粒黏土、粉土得以快速分离，最终得到清水或低浓度泥浆。本发明具有以下优点：1、泥水分离效果较好，得到的分离水含有很少的黏土等固体颗粒，在施工中可重复利用，减少了废弃泥浆对环境的污染，符合绿色施工理念；2、本系统对高浓度废弃泥浆处理速度快、效率高；3、本系统的设备、装置体积小且占用很小的地面空间，节省工程造价；4、本系统与盾构机排浆管直接相连，操作流程简单。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，其特征在于，包括振动筛分装置、絮凝池、“O”型混合管和离心分离装置；所述振动筛分装置的入口通过排浆管与盾构机相连，所述振动筛分装置的出口与所述絮凝池相连，所述絮凝池内加入絮凝剂实现对泥浆的絮凝，絮凝后的泥浆通过输浆管道与所述“O”型混合管相连，所述的“O”型混合管对絮凝后的泥浆起到二次混合的作用，混合后的泥浆从所述“O”型混合管的出口出来后进入到离心分离装置中，所述的离心分离装置对泥浆进行分离。

2.如权利要求1所述的一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，其特征在于，所述的振动筛分装置采用振动筛分机，用来筛分高浓度废弃泥浆中的团状和块状粗大颗粒，经过初步筛分后的高浓度废弃泥浆只含有小直径的黏土颗粒等固体颗粒。

3.如权利要求1所述的一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，其特征在于，所述的絮凝池包括泥浆混合池和搅拌装置。

4.如权利要求1所述的一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，其特征在于，所述的“O”型混合管包括一个入口管和一个出口管，入口管和出口管水平设置，且从入口管进入后，分成两路经过两个半圆形管进入到出口管中；废弃泥浆从入口管进入，从出口管排出。

5.如权利要求1所述的一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，其特征在于，所述的离心分离装置采用卧式离心分离机，卧式离心分离机下部有两个出口，一个用于排出细粒渣土，另一个出口用于分离水的排出。

6.如权利要求1所述的一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统，其特征在于，泥浆通过泥浆泵从一个装置泵送到另一个装置，并通过泥浆管进行输送。

7.利用所述的一种盾构高浓度废弃泥浆处理系统进行处理的方法，其特征在于，

泥水盾构机排出的泥浆通过排浆管排出，由泥浆泵排送到振动筛分装置，通过振动筛分直径大于5mm的渣土分离出来，而留下的高浓度泥浆进入絮凝池；每隔一段时间向絮凝池里加入絮凝剂，絮凝池里的高浓度泥浆与加入的絮凝剂混合反应，打开搅拌装置进行充分搅拌，这时会有少量絮凝状固体出现，然后将混合液体泵送到“O”型混合管，从下端入口管进入再从上端出口管排出，使混合液体中的泥浆和絮凝剂进一步充分混合接触；在进入离心分离装置之前混合液中已有大量絮凝状沉淀出现，在混合体进入离心分离装置后，在离心力的作用下，小直径固体颗粒和水进一步分离，最终得到细粒渣土和分离水。