CN110577350A - 一种工程废泥浆无害化处治方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程废弃泥浆无害化处治方法，涉及多个领域；利用水溶性有机物为主体，添加溶解于泥浆中，产生吸附、絮凝作用，再采用交联手段形成网络并包裹、固定泥浆中的悬浮物，形成一种有机/黏土复合水凝胶“软固结体”（粘弹性固体）。产生的“软固结体”中包含有部分凝胶约束水，且“软固结体”不可再次溶解，使得其中包裹的黏土颗粒等悬浮物不会在外来水体中二次扩散造成污染。软固结体可直接进行挖掘、搬运，快速的进行废弃泥浆的处治作业。

Description

一种工程废泥浆无害化处治方法

技术领域

本发明涉及土木建筑工程、水处理、水灾清淤等领域，具体来讲是一种工程废泥浆无害化处治方法。

背景技术

废弃泥浆来源于人类活动及自然灾害，土木建筑工程桩基、盾构施工、石油开采钻井、生活及污水处理都会产生不同体量的废弃泥浆；洪水灾害后也会累积大量黏土泥浆。不同条件下产生的各类泥浆的含水量差异较大，给泥浆处治带来困难。

以工程泥浆为例：工程泥浆是用于建筑工程、桥梁桩基工程、地下隧道盾构工程必不可少的施工耗材。对于桩基工程钻孔桩，泥浆数量一般为钻孔桩体积的2~4倍，对环境保护造成了很大的压力。当前，基础建设体量庞大，环保要求日益提高，因此废弃泥浆的处治压力剧增。

现有的处治技术包括：高速离心脱水回收、化学强化固液分离、MTC转化、注入安全地层等，处治路径可简要归纳为：絮凝沉降、固液分离（脱水及压滤）、“硬固结”（无机胶凝材料固结）等。这些技术普遍存在效率较低、设备投入及能耗较大、无法资源化利用等不足。也有采用高分子湿凝胶对废泥浆进行固化的方法，例如专利CN103613695提出将有机单体添加在泥浆中，引发聚合反应，形成高分子凝胶包裹泥浆，再进一步加工；但各种泥浆对化学反应的引发剂及高分子的聚合反应严重不利，几乎难以得到三维高分子网络，即其适用性不足。因此，有必要寻求简便高效、经济适用、环保无害、并可资源化利用的新手段及方法，兼顾环保意义与经济价值，达到资源循环利用可持续发展的目的。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种工程废泥浆无害化处治方法。在现有的废弃泥浆处治技术基础上，结合水处理混凝与絮凝方法、超吸水树脂与水凝胶技术，依据两项技术的基础理论与应用成果加以综合利用，以较小的代价，进行各类废弃泥浆的无害化处理。

本发明是这样实现的，构造一种工程废泥浆无害化处治方法，其特征在于：利用动植物来源或无毒害的有机物为主体，添加溶解于泥浆中，采用交联手段形成网络并包裹、固定泥浆中的悬浮物，形成一种有机/黏土复合水凝胶软固结体；具体按照如下方式实施；

（1）瓜尔胶固结废弃泥浆；

a、在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体；固结体性状类似软泥，且形成整体，对清运机具无粘附性；

b、在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.2%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体；

c、在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.1%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成低强度软固结体；

d、在含泥量30%的泥浆体中，添加0.75%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成低粘弹性软固结体；

e在含泥量30%的泥浆体中，添加1.25%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体；

（2）聚乙烯醇固结废弃泥浆；在含泥量20%的泥浆体中，添加2%的聚乙烯醇1788搅拌均匀；添加四硼酸钠0.8%交联剂，搅拌均匀，3 min内泥浆结团，形成软固结体；固结体性状类似软泥，且形成整体，对清运机具无粘附性；

（3）固结物的环境耐受性；将由瓜尔胶-硼砂体系和聚乙烯醇-硼砂分别制得的含泥水凝胶固结体浸泡于清水中，30天后水体依然清澈；水中含泥量小于3%；用清水淋洗8h固结体质量损失小于3%，固结物在雨水作用下不会再次溶解；

（4）固结物的可搬运性；按照一般工程土石方运输车货舱缝隙大小，确定以9.5mm及4.75mm方孔筛对固结物的可搬运性进行评估；废弃泥浆除去固体残渣部分经9.5mm和4.75mm方孔筛筛分后，筛余百分比均小于3%；经过软估计处理后形成的固结物的筛余百分比大于99%；本发明制备的固结物可以使用一般土石方运输车进行搬运。

本发明具有如下优点：本发明公开一种工程废弃泥浆无害化处治方法，涉及多个领域。利用水溶性有机物为主体，添加溶解于泥浆中，产生吸附、絮凝作用，再采用交联手段形成网络并包裹、固定泥浆中的悬浮物，形成一种有机/黏土复合水凝胶“软固结体”（粘弹性固体）。产生的“软固结体”中包含有部分凝胶约束水，且“软固结体”不可再次溶解，使得其中包裹的黏土颗粒等悬浮物不会在外来水体中二次扩散造成污染。软固结体可直接进行挖掘、搬运，快速的进行废弃泥浆的处治作业。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种工程废泥浆无害化处治方法，利用动植物来源或无毒害的有机物为主体，添加溶解于泥浆中，采用交联手段形成网络并包裹、固定泥浆中的悬浮物，形成一种有机/黏土复合水凝胶软固结体。本发明的“软固结”方法可采用的添加物来源广泛，组合配比多样，实施例如下：

1. 瓜尔胶固结废弃泥浆；

在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体；固结体性状类似软泥，且形成整体，对清运机具无粘附性。

在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.2%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体。

在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.1%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成低强度软固结体。

在含泥量30%的泥浆体中，添加0.75%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成低粘弹性软固结体。

在含泥量30%的泥浆体中，添加1.25%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体。

2. 聚乙烯醇固结废弃泥浆；

在含泥量20%的泥浆体中，添加2%的聚乙烯醇1788搅拌均匀；添加四硼酸钠0.8%交联剂，搅拌均匀，3 min内泥浆结团，形成软固结体；固结体性状类似软泥，且形成整体，对清运机具无粘附性。

3. 固结物的环境耐受性；

将由瓜尔胶-硼砂体系和聚乙烯醇-硼砂分别制得的含泥水凝胶固结体浸泡于清水中，30天后水体依然清澈。水中含泥量小于3%。

用清水淋洗8h固结体质量损失小于3%，固结物在雨水作用下不会再次溶解。

4. 固结物的可搬运性；

按照一般工程土石方运输车货舱缝隙大小，确定以9.5mm及4.75mm方孔筛对固结物的可搬运性进行评估。废弃泥浆除去固体残渣部分经9.5mm和4.75mm方孔筛筛分后，筛余百分比均小于3%。经过软估计处理后形成的固结物的筛余百分比大于99%。本发明制备的固结物可以使用一般土石方运输车进行搬运。

在现有的废弃泥浆处治技术基础上，结合水处理混凝与絮凝方法、超吸水树脂与水凝胶技术，依据两项技术的基础理论与应用成果加以综合利用，以较小的代价，进行各类废弃泥浆的无害化处理。

本发明旨在提供一种“软固结”方法，其基本原理为：利用动植物来源或无毒害的有机物为主体，添加溶解于泥浆中，采用交联手段形成网络并包裹、固定泥浆中的悬浮物，形成一种有机/黏土复合水凝胶“软固结体”（便于清运的粘弹体）。在复合水凝胶网络形成过程中，添加物通过吸附、交联作用，使悬浮物随之一起自然凝聚、沉降实现泥浆的固化。产生的“软固结体”中包含有部分凝胶约束水，且“软固结体”不可再次溶解，使得其中包裹的黏土颗粒等悬浮物不会在外来水体中二次扩散造成污染。

“软固结”方法是结合水凝胶技术与水处理技术，解决废弃泥浆问题的一种新手段，其主要特征为：

1、环保无害：添加物可以是动、植物来源的天然原料或其加工改性物，也可为合成无毒水溶性有机物，原材料来源丰富、易于获取，可自然降解，无毒安全，环保无污染。

2、经济适用：添加物均为易水溶物，可直接添加泥浆中溶解后交联固化，操作简便；添加物有多种类型、规格与配比组合，可针对各类型泥浆作调整；添加量较少，软固结体易于清运，降低泥浆处治成本，造价低。

3、节能高效：在水凝胶形成速度较快，软固结过程可在几小时内完成，效率高。

基于上述特征本发明的“软固结”方法，在各种废弃泥浆处治方面，具有良好的应用前景。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种工程废泥浆无害化处治方法，其特征在于：利用动植物来源或无毒害的有机物为主体，添加溶解于泥浆中，采用交联手段形成网络并包裹、固定泥浆中的悬浮物，形成一种有机/黏土复合水凝胶软固结体；具体按照如下方式实施；

（1）瓜尔胶固结废弃泥浆；

a、在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体；固结体性状类似软泥，且形成整体，对清运机具无粘附性；

b、在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.2%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体；

c、在含泥量30%的泥浆体中，添加1%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.1%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成低强度软固结体；

d、在含泥量30%的泥浆体中，添加0.75%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成低粘弹性软固结体；

e在含泥量30%的泥浆体中，添加1.25%的瓜尔胶溶解、搅拌均匀；添加四硼酸钠0.4%交联剂，搅拌均匀，5 min内泥浆沉降并结团，形成软固结体；

（2）聚乙烯醇固结废弃泥浆；在含泥量20%的泥浆体中，添加2%的聚乙烯醇1788搅拌均匀；添加四硼酸钠0.8%交联剂，搅拌均匀，3 min内泥浆结团，形成软固结体；固结体性状类似软泥，且形成整体，对清运机具无粘附性；

（3）固结物的环境耐受性；将由瓜尔胶-硼砂体系和聚乙烯醇-硼砂分别制得的含泥水凝胶固结体浸泡于清水中，30天后水体依然清澈；水中含泥量小于3%；

用清水淋洗8h固结体质量损失小于3%，固结物在雨水作用下不会再次溶解；

（4）固结物的可搬运性；按照一般工程土石方运输车货舱缝隙大小，确定以9.5mm及4.75mm方孔筛对固结物的可搬运性进行评估；废弃泥浆除去固体残渣部分经9.5mm和4.75mm方孔筛筛分后，筛余百分比均小于3%；经过软估计处理后形成的固结物的筛余百分比大于99%；本发明制备的固结物可以使用一般土石方运输车进行搬运。