CN109399886A

CN109399886A - 一种带式压滤泥浆处理方法

Info

Publication number: CN109399886A
Application number: CN201811189607.3A
Authority: CN
Inventors: 周庆合; 吴瑞涛; 刘德龙; 刘四进; 张成君; 王寿强
Original assignee: China Railway 14th Bureau Group Shield Engineering Co Ltd
Current assignee: China Railway 14th Bureau Group Shield Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明公开了一种带式压滤泥浆处理方法，包括将原浆泵送至预处理区，并将絮凝剂向指定加药点投放；泥浆自流至浓缩区进行浓缩，并浓缩区内的上清液排出；浓缩后的泥浆自流至调理区，再次将絮凝剂加入调理区内进行调理；调理后的泥浆自流至框板压滤单元，并经过压滤机的配浆槽，将泥浆均匀分布在重力脱水段的滤带上；将泥浆中的水分滤出后，被滤带带入压滤段，利用辊轴和滤带之间的挤压，将泥浆絮间间隙水挤出；将滤下液回泵至预处理区，进行二次处理；通过刮泥板将泥浆刮出，压制成为泥饼。本发明一将经过筛分后的废弃泥浆中的固体物质与水进行分离，保证分离后的固体物质能够以较低含水率结成块状，分离出的清水能够达到环保排放的要求。

Description

一种带式压滤泥浆处理方法

技术领域

本发明涉及泥浆处理领域，尤其涉及一种带式压滤泥浆处理方法。

背景技术

我国目前城市化进程已经进入到城市加速发展阶段,城市人口急剧增加,使得交通出行总量剧增；这就需要扩大城市客运交通系统服务范围和能力，由此，越来越多的地下基础交通设施需要开发建设，在地铁隧道等采用泥水平衡式盾构法掘进时，会产生大量泥浆。由于市区施工场地会受到城市交通、建筑物、征地拆迁、环保等各方面因素的极大制约，施工场地一般都极为紧凑，因此，大量弃浆必须得到及时、高效处理。同时，由于盾构泥浆(筛分后)具有比重大、颗粒微、粘性强、沉降难、特质稳定性差等特点，直排会阻塞管道、污染水体、影响自然景观。

生态文明建设是五位一体中国特色社会主义建设事业总布局重要组成部分。党的十九大要求把生态文明建设融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程。在当前生态环保要求的日益加强的前提下，对盾构泥浆进行环保处理的重要性也日益凸显。

盾构泥浆的处理是盾构施工中需要面对的重要问题，关系到施工进度、工程投资成本等等诸多方面，是反映施工单位综合施工能力的重要标志。

目前，盾构泥浆一般采取板框压滤、离心脱水、自然(或絮凝)沉淀、野外集中存储、排入市政管网、直排江河等等，然而这几种方式要么是较高的运行成本；要么是较大的占地面积，较低的处理效率；亦或是阻塞市政管道、噪音污染、水体污染和土壤污染等等不利影响，使得这些技术很难在实际工程中发挥有效的积极作用。因此，探索一种高效率、低成本、便于管理和节能环保的盾构泥浆处理技术具有重要意义。

传统的盾构泥浆处理是在有限的处理措施范围内，因地制宜，选择其中一种或多种方式处理进行处理，相对应用较多的是板框压滤。该方法是将盾构泥浆泵入反应池，而后投加絮凝剂进行反应，反应后在进入调理槽，投加大量石灰进行调理，再次利用高压泥浆泵泵入板框压滤机。通过高压(约0.6-0.8MPa) 实现泥浆脱水，脱水后形成泥饼外运。用于板框压滤滤室容积恒定，高压泥浆泵在开始泵入泥浆时起，内部容积逐渐减少，进入压滤机内部的泥浆流量也逐渐减少，直至进浆量为零(此时滤室已满)，而为了维持足够的高压，泵的能耗不会随之逐渐降低，特别是在滤室将满的末期，泥浆泵的能耗几乎都是为了维持系统的高压力将水滤出。压滤结束后，停止进泥浆，压滤机泄压、开板卸泥、整理滤布、回复进泥状态，开始下一个处理周期。该处理方式是将泥浆中的水分高压滤出，从而实现污泥脱水干化的目的。由于在运行时投加大量石灰，导致滤下水pH值较高(11-12以上)，达不到环保要求(pH6-9)，泥饼pH也较高(11-12以上)，不能够随意外运处置，必须进行无害化处理。该方式在解决了泥浆脱水的同时，又带来了泥、水二次污染的问题，无法从根本上解决盾构泥浆的处理。

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带式压滤泥浆处理方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种带式压滤泥浆处理方法，包括以下步骤：

S1、配置阴离子型絮凝剂，并将其存储至药液储存罐；

S2、将原浆泵送至预处理区，并通过全自动投加泵将絮凝剂向指定加药点投放；

S3、加入絮凝剂的泥浆自流至浓缩区进行浓缩，并浓缩区内的上清液排出；

S4、浓缩后的泥浆自流至调理区，再次将絮凝剂加入调理区内进行调理；

S5、调理后的泥浆自流至框板压滤单元，并经过压滤机的配浆槽，将泥浆均匀分布在重力脱水段的滤带上；

S6、将泥浆中的水分滤出后，被滤带带入压滤段，利用辊轴和滤带之间的挤压，将泥浆絮间间隙水挤出；

S7、将步骤S5和S6中的滤下液回泵至预处理区，进行二次处理；

S8、通过刮泥板将泥浆刮出，压制成为泥饼。

具体地，上述步骤S1中絮凝剂的配置方法包括以下步骤：

A1、将粉状絮凝剂存储在粉状料仓内，通过高压鼓风机均匀风送至干粉混合器内；

A2、同步向干粉混合器内注入稀释水，将絮凝剂和稀释水均匀混合；

A3、将混合好的溶液通过熟化转移泵输送至药液储存罐。

具体地，步骤S1中絮凝剂的成分比按照比重为1.2g/cm³的泥浆进行配置，包括：

PAC：浓度3.5‰

PAM：浓度1‰

D+：浓度0.5‰。

具体地，所述预处理区、所述浓缩区和所述调理区均为箱式储水箱，所述预处理区、所述浓缩区和所述调理区的水位依次降低。

本发明的有益效果在于：

本发明一种带式压滤泥浆处理方法将经过筛分后的废弃泥浆中的固体物质与水进行分离，同时保证分离后的固体物质能够以较低含水率结成块状，便于车载外运，同时保证分离出的清水能够达到环保排放的要求。

附图说明

图1是本发明所述的一种带式压滤泥浆处理方法的流程示意图；

图2是本发明的实施例的简要结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1，本发明一种带式压滤泥浆处理方法，包括：将原浆泵送至预处理区，并通过全自动投加泵将絮凝剂向指定加药点投放；加入絮凝剂的泥浆自流至浓缩区进行浓缩，并浓缩区内的上清液排出；浓缩后的泥浆自流至调理区，再次将絮凝剂加入调理区内进行调理；调理后的泥浆自流至框板压滤单元，并经过压滤机的配浆槽，将泥浆均匀分布在重力脱水段的滤带上；将泥浆中的水分滤出后，被滤带带入压滤段，利用辊轴和滤带之间的挤压，将泥浆絮间间隙水挤出；将滤下液回泵至预处理区，进行二次处理；通过刮泥板将泥浆刮出，压制成为泥饼。

具体操作步骤通过下述实施例对其进行具体的说明：

图2为本实施例的简要结构示意图，图中对预处理区、浓缩区、调理区以及压滤单元均做了简要的示意。

相对于传统技术，我公司针对该泥浆的特性，采用“泥浆调理、浓缩系统设置、泥浆压滤”等一系列工程措施，系统性的解决了絮凝、调理、浓缩、压滤的问题，在将盾构泥浆成功脱水的同时，也解决了滤下水、泥饼的环保达标问题。滤下水能够完全回用与生产，实现废水的零排放；泥饼能够达到土壤环境质量的一级标准，对植物和环境不会造成危害和污染。

该技术较板框压滤效率高，能耗低，实现了盾构泥浆的不间断处理，降低了泥浆处理成本和操作难度，同时解决了板框压滤过程中存在的二次污染问题。该盾构泥浆处理工艺具有效率高、成本低、易维护、适应性强、方便操作管理、环保节能等优点。

本实施例中的处理系统按照每小时最大处理能力为20m³进行设计。

一、泥浆中比重的确定：

考虑泥浆比重数据变化情况，确定以比重为1.2的泥浆为代表性泥浆进行中试系统设计，下表为泥浆基本性质。

项目	含水率(％)	比重	沉降性能	pH
					废弃泥浆	70	1.20	差	6-9

废弃泥浆呈土黄色，均匀有一定的粘性，自然沉降性能差，难以自然沉淀分离，静止一天后上清液约5％(体积比)。

二、絮凝剂的筛选

在玻璃烧杯中加入200ml泥浆，再分别加入不同种类的絮凝剂，搅拌静置一定时间后，观察成絮情况、上清液透明度及上清液体积，进行对比分析，下表为不同絮凝剂试验结果总结

絮凝剂种类	投加(mg/L)	成絮状况	上清液透明度	上清液体积	备注
						复配PAM-1	400	絮体大而粗实	清澈	100ml	少量无机盐助凝
复配PAM-2	500	絮体细小松散	较清澈	20ml	少量无机盐助凝
						复配PAM-3	500	絮体细小松散	较清澈	30ml	少量无机盐助凝
无机盐	1000	无絮体	无	0ml	/

三、脱水方式的选择

浓缩后的泥浆须进行脱水处理，对于脱水系统的选择，常规污脱水设备一般有板框(隔膜)脱水系统、带式(浓缩)脱水系统、离心脱水系统等，每种脱水系统各有特点，具体对比如下：

根据上表对比分析，结合本项目实际情况，选用带式脱水系统，并根据本项目污泥特性，选择专用过滤单元，确保系统连续、高效、稳定运行。

由于板框压滤为间歇式处理，且需要高压泵泵入板框压滤机，而调理后的泥浆如果经泥浆泵提升，则会破坏调理后的泥浆形状，导致浓缩段泥浆的调理失去意义。同时，由于浓缩段可以实现泥浆的连续进、出，必须要求能够实现连续压滤的设备与其匹配，而板框压滤为间歇运行设备，不能满足此要求。因此在压滤段选择了在污水处理系统中用于污泥脱水的并已应用成熟的带式压滤机进行压滤。

该单元工作流程为：调理后的泥浆自流至带式压滤机，首先经过压滤机配浆槽，将泥浆均匀分布在重力脱水段的滤带上，利用滤带的透水性，将泥浆中水分滤出，而后被滤带载入进入压滤段压滤。在该段利用辊轴及滤带挤压，将泥浆絮体间隙水挤出，降低了泥浆的含水率，最后经刮泥板刮除，滤带又连续转入下一个循环压滤的周期。

压滤系统为成熟的污泥脱水设备，一般不会出现设计性缺陷。压滤效果的好坏，取决于对脱水污泥的性质的分析(污泥颗粒大小、含水率、粘性、纤维、絮凝效果、脱水性、有机质含量、电性、极性等等)和对滤布材质、编织方式的选择。脱水滤网常用的材质为丙纶、聚酯(PET/PP/PA)、聚丙烯、尼龙、聚酰胺等；网袋编织方式一般为平纹、斜纹、缎纹等。好的滤网一般具备如下特点：

⑴良好的过滤性能；⑵良好的机械性能，承受足够的张力；⑶泥饼易脱落、网袋易清洗的编织结构；⑷良好的耐磨、耐腐蚀性能。

在该设备选型时，考虑到泥浆的粘性较大，脱水性能较差的特点，我司在与滤带厂家进行技术咨询后，选择高强度聚酯平纹衬丝滤网。泥饼含水率不高于40％，方便运输清理。

中试系统选用DYJ-2000型带式压滤机，装机功率7.5kw，设备额定处理量(市政污泥)为25-40m³/hr。在设备运行时，根据压滤后泥饼的性状，调整进浆量，经过长时间运行数据分析，该设备对盾构泥浆的处理能力约为8-25m³/hr，低于压滤设备额定处理量(市政污泥)，泥饼含水率约为30--45％，泥饼厚度 0.5--2.0cm。由于实际运行时盾构弃浆池内浆液比重、絮凝效果、地层土质等是动态变量，压滤后泥饼的相关指标及处理量会有一定变化，特别是受比重影响相对较大。

四、中试系统的参数

1、预处理设备设计参数

搅拌强度：P＝0.3-1.0kw

停留时间：H＝5-20min

固体负荷：M＝2000-3000kg/m2h

出流负荷：q＝20-35m3/mh

主体设备结构：碳钢防腐

主体设备尺寸：8.0×2.7×6.5mH

2、主要配套设备

加药系统，N＝1.5kw，3套；

带式压滤机，N＝1.5kw，1套。

经过一段时间中试系统的实际工程运行，在采用新研制的复配药剂后，系统基本能够连续稳定运行。系统进浆泥浆含水率约70％，压滤机泥饼含水率 30-40％，吨水药剂投加费用约为15-21元/吨(药剂费与泥浆比重有直接关系)。

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

1.一种带式压滤泥浆处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配置阴离子型絮凝剂，并将其存储至药液储存罐；

S8、通过刮泥板将泥浆刮出，压制成为泥饼。

2.根据权利要求1所述的一种带式压滤泥浆处理方法，其特征在于：上述步骤S1中絮凝剂的配置方法包括以下步骤：

A3、将混合好的溶液通过熟化转移泵输送至药液储存罐。

3.根据权利要求2所述的一种带式压滤泥浆处理方法，其特征在于：步骤S1中絮凝剂的成分比按照比重为1.2g/cm³的泥浆进行配置，包括：

PAC：浓度3.5‰

PAM：浓度1‰

D+：浓度0.5‰。

4.根据权利要求1所述的一种带式压滤泥浆处理方法，其特征在于：所述预处理区、所述浓缩区和所述调理区均为箱式储水箱，所述预处理区、所述浓缩区和所述调理区的水位依次降低。