CN109354141A - 用于盾构废浆处理的絮凝剂配方 - Google Patents

用于盾构废浆处理的絮凝剂配方 Download PDF

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吴瑞涛
周庆合
刘德龙
刘四进
张成君
王华伟
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds

Abstract

本发明公开了一种用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，包括以下组分：纯度为30％的PAC和分子量为1200万的PAM，当所述废浆比重为1.05g/cm3时，所述PAC的投加量为300mg/L，所述PAM的投加量为45mg/L。本发明用于盾构废浆处理的絮凝剂配方根据弃浆的不同比重筛选出合适的絮凝剂及投加量，使得泥浆进行絮凝反应浓缩。系统产生的清水满足国家环保标准，实现回用或达标外排，从而实现对盾构泥浆进行科学、环保的综合治理。

Description

用于盾构废浆处理的絮凝剂配方
技术领域
本发明涉及一种絮凝剂，尤其涉及一种用于盾构废浆处理的絮凝剂配方。
背景技术
随着高速铁路及城际铁路的快速发展以及环保要求的提高，越来越多在城市范围内施工的高速铁路及城际铁路项目采用隧道形式。目前国内外城市隧道施工中，泥水盾构施工以其高效、安全、经济等优势占据了市场很大的份额。在各种复杂地质条件下，泥水平衡盾构的泥水处理能力直接制约着盾构施工的生产效率，特别是废浆的处理能力直接决定着泥水平衡盾构使用的可行性。同时国内环境问题日益严重，工程建设的环水保及节能减排的要求极高，废浆必须进行彻底无害化处理，并确保处理过程低碳环保。
盾构工程泥浆主要是由水、膨润土颗粒、黏性土颗粒以及外加剂组成的一种悬浊体系，一般来说，其含水率为70％-80％。当在盾构掘进施工过程中，盾构渣土的混入，使盾构工程泥浆的性能发生了变化，当不能满足施工中重复使用要求时，多余的泥浆就必须废弃，但是废弃泥浆的处理处置一直是困扰工程施工的重大难题。目前施工单位对废弃泥浆处理方式主要有两种：一种是通过泵送或车载的方式将泥浆运到指定地区存储使其自然干化，或者是直接排放至河道湖泊，这种处理方式不仅原始落后、效率低而且严重破坏生态环境；另一种方式是利用过滤或离心等手段将泥浆脱水，这种方式泥浆脱水效率低、处理量小、设备投资成本高、絮凝剂掺量大，过滤尾水污染指标较高，易对水体产生污染。采用此方法脱水后的渣土易产生二次泥化，即不符合安全处置的要求，也不利于后期对渣土资源化的利用。对于以细颗粒、粘质颗粒为主的大直径盾构采用过滤或离心的手段已不能满足盾构施工安全性、及时性和后期渣土资源化利用的需求。因此，为盾构工程废弃泥浆找到一条安全、经济、环保、及时、高效的处理方式已成为泥浆处理技术发展的迫切需要。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于盾构废浆处理的絮凝剂配方。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，包括以下组分：纯度为30％的PAC和分子量为1200万的PAM，当所述废浆比重为1.05g/cm3时，所述PAC的投加量为300mg/L，所述PAM的投加量为45mg/L。
具体地，当所述废浆比重为1.10g/cm3时，所述PAC的投加量为360mg/L，所述PAM的投加量为59mg/L。
具体地，当所述废浆比重为1.15g/cm3时，所述PAC的投加量为420mg/L，所述PAM的投加量为67mg/L。
具体地，当所述废浆比重为1.20g/cm3时，所述PAC的投加量为450mg/L，所述PAM的投加量为116mg/L。
具体地，当所述废浆比重为1.25g/cm3时，所述PAC的投加量为475mg/L，所述PAM的投加量为169mg/L。
具体地，当所述废浆比重为1.30g/cm3时，所述PAC的投加量为500mg/L，所述PAM的投加量为270mg/L。
具体地，当所述废浆比重为1.35g/cm3时，所述PAC的投加量为500mg/L，所述PAM的投加量为393mg/L。
具体地，当所述废浆比重为1.20g/cm3时，所述PAC的浓度为3.5‰，所述PAM的浓度为1‰。
本发明的有益效果在于：
本发明用于盾构废浆处理的絮凝剂配方根据弃浆的不同比重筛选出合适的絮凝剂及投加量，使得泥浆进行絮凝反应浓缩。系统产生的清水满足国家环保标准，实现回用或达标外排，从而实现对盾构泥浆进行科学、环保的综合治理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
以京沈客专京冀段十二标望京隧道工程为例，该工程主要承担3.84km望京隧道出口段施工任务，位于北京市东五、东六环之间，大致沿京承高速公路走行，其中盾构施工段3180m。
盾构自3#竖井始发掘进，在2#竖井进行盾构接收，采用两台直径10.9m泥水平衡盾构机进行施工，盾构隧道外径10.5m，内径9.5m，壁厚0.5m(C50)，管片环宽2m，采用“8+1”的9分块设计，望京隧道设计为双单线断面，单层拼装式衬砌结构。最大纵坡度25‰，隧道最大覆土27.4m，最小处10.4m。隧道穿越地质主要有黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂地层，按地层大致划分为两个区段，第一区段全长全长约1590m，穿越地层以粉质粘土、粘土为主，断面占比超过70％；粉细砂占比不足20％。隧道顶埋深12.97～18.6m，隧道底埋深23.47～29.15m，地二区段全长约1590m，穿越地层以粉细砂、中粗砂为主，断面占比超过80％；黏性土层占比不足20％。隧道顶埋深18.6～27.06m，底埋深29.15～37.56m，根据泥浆颗粒分析及沉淀试验，25μm以下颗粒约占
61.78～69.37％，泥浆处理效果极差，盾构掘进过程中会产生大量废浆，传统的压滤等机械处理工艺存在能耗高、效率低的特点，处理过程中难以实现有效再利用。
废浆中微细颗粒在水溶液中带负电荷，要吸附与之电性相反的离子，从而使微细颗粒表面吸附了水中大量的阳离子，由于同性电荷相互排斥，导致废浆难沉降，因此选用阴离子型絮凝剂，中和其表面富集的阳离子，从而起到架桥絮凝的作用，加速泥浆沉降。
选用絮凝剂成分为PAM——聚丙烯酰胺(阴离子)，该成分主要起到吸附架桥的作用。阴离子聚丙烯酰胺线性分子连上存在酰胺基(-CONH2)，可与粘土颗粒表面亲和、吸附形成氢键，其余部分则伸展在泥浆中，可以与另一个表面有空位的粘土颗粒吸附，而且阴离子聚丙烯酰胺有很长的分子链，大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积，在粘土颗粒之间架桥，形成大絮团，加速沉降。
通过实验室筛选出的泥浆处理药剂型号及配比，结合工程现场实际应用，在京沈客专12标项目部2#泥水场地进行实施，具体实施情况如下下：
1、药剂配备：为了更好的使絮凝剂与泥浆充分高效反应，现场配制相应浓度的药液，匹配泥浆流量。现场泥浆比重为1.20g/cm3时,将干粉絮凝剂配备成3‰溶液。
2、浆药混合：根据剪切泵泵送流量，匹配絮凝药剂溶液加药泵流量，将泥浆与药液混合后，通过管道泵送至沉淀池，泵送过程中充分混合反应絮凝。
3、固液分离：絮凝反应后的泥浆在沉淀池静置，使用浮漂泵将沉淀池中的上层清液抽排，待沉淀池中上层清液抽排完成后，用挖机将下层絮凝团捞至渣场进行晾晒风干。
4、晾晒出渣：渣土经过充分晾晒风干，待渣土含水率达到运输条件后外运。
5、处理效果：泥浆絮凝处理后，沉淀池中上层为不含固体清液，下层固态絮凝团在渣场晾晒后满足外运条件，相关数据如下表：
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于，包括以下组分：纯度为30％的PAC和分子量为1200万的PAM，当所述废浆比重为1.05g/cm3时，所述PAC的投加量为300mg/L，所述PAM的投加量为45mg/L。
2.根据权利要求1所述的用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于：当所述废浆比重为1.10g/cm3时，所述PAC的投加量为360mg/L，所述PAM的投加量为59mg/L。
3.根据权利要求1所述的用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于：当所述废浆比重为1.15g/cm3时，所述PAC的投加量为420mg/L，所述PAM的投加量为67mg/L。
4.根据权利要求1所述的用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于：当所述废浆比重为1.20g/cm3时，所述PAC的投加量为450mg/L，所述PAM的投加量为116mg/L。
5.根据权利要求1所述的用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于：当所述废浆比重为1.25g/cm3时，所述PAC的投加量为475mg/L，所述PAM的投加量为169mg/L。
6.根据权利要求1所述的用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于：当所述废浆比重为1.30g/cm3时，所述PAC的投加量为500mg/L，所述PAM的投加量为270mg/L。
7.根据权利要求1所述的用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于：当所述废浆比重为1.35g/cm3时，所述PAC的投加量为500mg/L，所述PAM的投加量为393mg/L。
8.根据权利要求4所述的用于盾构废浆处理的絮凝剂配方，其特征在于：当所述废浆比重为1.20g/cm3时，所述PAC的浓度为3.5‰，所述PAM的浓度为1‰。
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CN116282834A (zh) * 2023-03-30 2023-06-23 腾达建设集团股份有限公司 一种淤泥絮凝聚沉处理的方法

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