CN110002711A - 一种提高细颗粒物回收率的泥浆分离设备 - Google Patents

一种提高细颗粒物回收率的泥浆分离设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离设备，该泥水分离设备至少有两个优势：1、分离回收了泥浆中0.02～0.074毫米颗粒物的80％，减轻了最后一道脱水工序——压滤机脱水的工作负荷，减小了对所配制的脱水压滤机规格要求，既节省了设备购置费用，又降低了压滤机运行成本；2、对于可回收砂石料的场合，二级高频脱水筛筛上物中增加的3成细沙可作为建筑材料使用，提高了资源利用率，既创造了经济效益，又节省了外排滤饼的运输费用。

Description

一种提高细颗粒物回收率的泥浆分离设备
技术领域
本发明涉及用于盾构机挖掘作业所产生的泥浆的泥水分离设备。
技术背景
盾构机开挖隧道产生的大量渣土泥浆必须经过泥水分离处理才能排放。该行业中有一个众所周知的共识，就是使用振动筛对泥浆分离脱水的生产效率和运营成本要明显低于用压滤机进行压滤脱水的效率和成本。在传统的泥水处理工艺中，如图1所示，从盾构机排出的泥浆最先进入减压箱102减压，随后进入预分筛101筛分脱水，粒度较大的筛上物进入渣场堆放；粒度较小的物料透过筛网进入A储浆槽113，被1#渣浆泵112泵入一级旋流器104，一级旋流器104的溢流细颗粒浆液进入B储浆槽108进行二次分离或进入沉淀池107；一级旋流器104的底流粗颗粒浆液进入双层脱水筛103的上层粗筛网，双层脱水筛103是诸如用6级电机(一般6级电机额定转速为960转/分钟左右)驱动的较低频率的振动筛，经筛分后较大粒度的筛上物进入渣场堆放；透过粗筛网的较小颗粒物落到下层细筛网，经筛分后筛上物落入渣场堆放，筛下细颗粒物落入B储浆槽108，被2#渣浆泵106泵入二级旋流器组105，二级旋流器组105的溢流细颗粒浆液进入沉淀池107，二级旋流器组107的底流浆液进入双层脱水筛103的下层细筛网，经筛分后筛上物进入渣场堆放；透过筛网的细颗粒物料进入B储浆槽108进行再循环或排入沉淀池107，沉淀池107中的浆液再被渣浆泵109输送到搅拌池110中加入絮凝剂进行搅拌以提高其脱水性能，最后由渣浆泵111喂给压滤机114进行脱水形成滤饼排放。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种改进的泥水分离设备，其特征在于包括：
预分筛，用于对从盾构机排出的泥浆进行预筛分脱水，预分筛的筛上物被排放；
A储浆槽和与之连通的B储浆槽，用于接收透过预分筛的筛网的物料，
1#渣浆泵，用于把B储浆槽和/或A储浆槽中的物料泵入一级旋流器，
一级旋流器，其中：一级旋流器的溢流细颗粒浆液进入C储浆槽以进行二次分离，一级旋流器的底流粗颗粒浆液注入一级低频脱水筛，
一级低频脱水筛，其中：一级低频脱水筛的筛上物被排放，透过一级低频脱水筛的筛网的物料进入B储浆槽进行再循环和/或进入C储浆槽，
C储浆槽，
2#渣浆泵，用于把进入C储浆槽的物料泵入二级旋流器组，
二级旋流器组，其中：二级旋流器组的溢流细颗粒浆液进入沉淀池，二级旋流器组的底流浆液进入二级高频脱水筛，
二级高频脱水筛，其中：二级高频脱水筛的筛上物被排放，透过二级高频脱水筛的泥沙隔离层和筛网的细颗粒物料进入C储浆槽进行再循环和/或排入沉淀池，
C储浆槽，
3#渣浆泵，用于把沉淀池中的物料输送到搅拌池中，
4#渣浆泵，用于把搅拌池中的物料喂给压滤机，
压滤机，用于对喂给它的物料进行脱水以形成滤饼。
根据本发明的另一个方面，还提供了基于上述泥水分离设备的泥水分离方法。
附图说明：
图1是传统泥水分离工艺流程图
图2是根据本发明的一个泥水分离设备与工艺实施例的流程图
具体实施方式
本发明人在工程实践中发现，由于传统工艺的双层脱水筛103是驱动电机为960转/分钟左右的低频率振动筛，而这种低频率的“振动”在双层筛下层筛网上形成的泥沙隔离层厚度较薄，密实度低，导致对于二级旋流器105底流中0.020～0.074毫米粒度的细小颗粒物的阻隔分离效果较差，一般分离回收率只有50％左右，其余50％则透过筛网孔进入了B储浆槽108，并最终进入了沉淀池107，从而造成最终进入脱水压滤机114的泥浆量较大，因此要求必须配置较大过滤面积的压滤机才能完成泥浆的最终脱水排放，其结果是既提高了压滤机设备购置费用，又增加了压滤机脱水运营成本。
为了克服上述传统工艺的不足，发明人经过反复研究，提出了将单台双层脱水筛改为双台单层振动筛的方案，即接收一级旋流器底流的一级脱水振动筛仍用960转/分钟的电机驱动，接收二级旋流器底流的二级脱水振动筛改为用较高转速的4级电机(4级电动机额定转速为1450转/分钟左右)驱动，两个单层筛各自配置的筛网孔径与原双层筛相同，其中高频筛配置的筛网孔径主要为0.3～0.5毫米。这种高频振动筛具有一种特殊的功能，即由于其振动频率高，它可以在筛网之上形成一个比低频振动筛更厚更致密一些的泥沙隔离层，，这个厚度大约有50毫米左右的泥沙隔离层能够有效截获细小泥沙颗粒物，对0.020～0.074毫米颗粒物的分离回收率可达到80％以上，从而大大减少了进入沉淀池的泥浆量，也就是减少了需要压滤机最终脱水的泥浆量。
具有根据本发明的上述改进的泥水分离设备和工艺的示意图如图2所示，从盾构机排出的泥浆最先进入减压箱202减压，随后进入预分筛201筛分脱水，粒度较大的筛上物进入渣场堆放；粒度较小的物料透过预分筛201的筛网进入A储浆槽216和与之连通的B储浆槽214，再被1#渣浆泵206泵入一级旋流器204，一级旋流器204的溢流细颗粒浆液进入C储浆槽211进行二次分离；一级旋流器204的底流粗颗粒浆液注入一级低频脱水筛203，经筛分后一级低频脱水筛203的较大粒度的筛上物进入渣场堆放；较小粒度的物料透过一级低频脱水筛203的筛网后进入B储浆槽214进行再循环，和/或通过B储浆槽与C储浆槽的连通管205进入C储浆槽211，被2#渣浆泵209泵入二级旋流器组208，二级旋流器组208的溢流细颗粒浆液进入沉淀池210，二级旋流器组208的底流浆液进入二级高频脱水筛207，筛上物进入渣场堆放；透过高频筛隔离层及筛网的细颗粒物料进入C储浆槽211进行再循环和/或排入沉淀池210，再被3#渣浆泵212输送到搅拌池213中加入絮凝剂进行搅拌以提高其脱水性能，最后由4#渣浆泵215喂给压滤机217进行脱水形成滤饼排放。
由于高频筛207形成的较厚较密实的泥沙隔离层对泥浆中0.02～0.074毫米颗粒物的更好的截获效果，使得高频筛筛上物数量大大增加，而透过高频筛筛网进入沉淀池210的细颗粒物料大大减少，亦即如前所述，通过改为采用高频筛，提高了对泥浆中细颗粒物的回收效率，对0.020～0.074毫米颗粒物的分离回收率可达到80％以上，从而大大减少了进入沉淀池的泥浆量，即减少了需要压滤机最终脱水的泥浆量。
本发明的该泥水分离设备及工艺至少有两个优势：
1、分离回收了泥浆中0.02～0.074毫米颗粒物的80％，减轻了最后一道脱水工序——压滤机脱水的工作负荷，减小了对所配制的脱水压滤机规格要求，既节省了设备购置费用，又降低了压滤机运行成本；
2、对于可回收砂石料的场合，二级高频脱水筛筛上物中增加的3成细沙可作为建筑材料使用，提高了资源利用率，既创造了经济效益，又节省了外排滤饼的运输费用。

Claims (10)

1.一种改进的泥水分离设备，其特征在于包括：
预分筛(201)，用于对从盾构机排出的泥浆进行预筛分脱水，预分筛(201)的筛上物被排放；
A储浆槽(216)和与之连通的B储浆槽(214)，用于接收透过预分筛(201)的筛网的物料，
1#渣浆泵(206)，用于把B储浆槽(214)和/或A储浆槽(216)中的物料泵入一级旋流器(204)，
一级旋流器(204)，其中：一级旋流器(204)的溢流细颗粒浆液进入C储浆槽(211)以进行二次分离，一级旋流器(204)的底流粗颗粒浆液注入一级低频脱水筛(203)，
一级低频脱水筛(203)，其中：一级低频脱水筛(203)的筛上物被排放，透过一级低频脱水筛(203)的筛网的物料进入B储浆槽(214)进行再循环和/或进入C储浆槽(211)，
C储浆槽(211)，
2#渣浆泵(209)，用于把进入C储浆槽(211)的物料泵入二级旋流器组(208)，
二级旋流器组(208)，其中：二级旋流器组(208)的溢流细颗粒浆液进入沉淀池(210)，二级旋流器组(208)的底流浆液进入二级高频脱水筛(207)，
二级高频脱水筛(207)，其中：二级高频脱水筛(207)的筛上物被排放，透过二级高频脱水筛(207)的泥沙隔离层和筛网的细颗粒物料进入C储浆槽(211)进行再循环和/或排入沉淀池(210)，
C储浆槽(211)，
3#渣浆泵(212)，用于把沉淀池(210)中的物料输送到搅拌池(213)中，
4#渣浆泵(215)，用于把搅拌池(213)中的物料喂给压滤机(217)，
压滤机(217)，用于对喂给它的物料进行脱水以形成滤饼。
2.根据权利要求1所述的泥水分离设备，其特征在于：
二级高频脱水筛(207)用额定转速为1450转/分钟的电机驱动，
二级高频脱水筛(207)的筛网孔径为0.3～0.5毫米。
3.根据权利要求1所述的泥水分离设备，其特征在于：
从盾构机排出的泥浆先进入减压箱(202)减压，再进入预分筛(201)。
4.根据权利要求1所述的泥水分离设备，其特征在于：
输送到搅拌池(213)中的物料被加入絮凝剂和进行搅拌，以提高其脱水性能。
5.根据权利要求1所述的泥水分离设备，其特征在于：
从B储浆槽(214)进入C储浆槽(211)的物料是通过B储浆槽与C储浆槽的连通管(205)进入C储浆槽(211)的。
6.一种改进的泥水分离方法，其特征在于包括：
用预分筛(201)对从盾构机排出的泥浆进行预筛分脱水，
把预分筛(201)的筛上物排放掉；
用A储浆槽(216)和与之连通的B储浆槽(214)接收透过预分筛(201)的筛网的物料，
用1#渣浆泵(206)把B储浆槽(214)和/或A储浆槽(216)中的物料泵入一级旋流器(204)，
使一级旋流器(204)的溢流细颗粒浆液进入C储浆槽(211)以进行二次分离，使一级旋流器(204)的底流粗颗粒浆液注入一级低频脱水筛(203)，
使一级低频脱水筛(203)的筛上物被排放，
使透过一级低频脱水筛(203)的筛网的物料进入B储浆槽(214)进行再循环和/或进入C储浆槽(211)，
用2#渣浆泵(209)把进入C储浆槽(211)的物料泵入二级旋流器组(208)，
使二级旋流器组(208)的溢流细颗粒浆液进入沉淀池(210)，使二级旋流器组(208)的底流浆液进入二级高频脱水筛(207)，
使二级高频脱水筛(207)的筛上物被排放，
使透过二级高频脱水筛(207)的泥沙隔离层和筛网的细颗粒物料进入C储浆槽(211)进行再循环和/或排入沉淀池(210)，
用3#渣浆泵(212)把沉淀池(210)中的物料输送到搅拌池(213)中，
用4#渣浆泵(215)把搅拌池(213)中的物料喂给压滤机(217)，
用压滤机(217)对喂给它的物料进行脱水以形成滤饼。
7.根据权利要求6所述的泥水分离方法，其特征在于进一步包括：
用额定转速为1450转/分钟的电机驱动二级高频脱水筛(207)，
其中：
二级高频脱水筛(207)的筛网孔径为0.3～0.5毫米。
8.根据权利要求6所述的泥水分离方法，其特征在于进一步包括：
使从盾构机排出的泥浆先进入减压箱(202)减压，再进入预分筛(201)。
9.根据权利要求6所述的泥水分离方法，其特征在于进一步包括：
对输送到搅拌池(213)中的物料加入絮凝剂和进行搅拌，以提高其脱水性能。
10.根据权利要求6所述的泥水分离方法，其特征在于：
从B储浆槽(214)进入C储浆槽(211)的物料是通过B储浆槽与C储浆槽的连通管(205)进入C储浆槽(211)的。
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