CN111875232A - 建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供建筑废弃泥浆泥水快速分离‑滤泥固化的一体化处理方法，涉及建筑废弃泥浆处理技术领域，包括如下步骤：将泥浆结构改性剂和絮凝剂混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌，制得悬浮液；将悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌，制得混合泥浆；将混合泥浆输入至机械分离装置，把水溶液从泥浆中快速分离出去，制得滤泥；将激发剂加入滤泥并混合均匀，进行固化，本发明通过合理泥浆结构改性剂和絮凝剂的比例，使泥浆泥水快速分离，易于操作，并以钢渣微粉、粉煤灰等工业固废为主要原料，成本低，具有较大的工业化前景，且水分离效率高、滤泥固化强度高，对滤液和滤泥实现了资源化再利用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑废弃泥浆处理技术领域，具体涉及建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法。
背景技术
随着我国现代化建设的不断加快，岩土工程施工、矿山开采、盾构、大型桥梁、桩机施工、高速道路等工程的建设得到了快速的发展。但其在施工过程中会产生大量的泥浆、淤泥、渣土等垃圾，若处理不当，不仅浪费资源，而且会造成环境污染、生态破坏，甚至危及公共安全等。其中，建筑废弃泥浆是土木工程中产量较大，严重污染环境，且难以有效处理的建筑垃圾之一。
盾构、桩机、桥梁等施工过程中所产生的建筑泥浆主要由直径约为20μm的颗粒与水构成的胶体分散体系，具有较强的稳定性、很难自然沉淀分离。因此，所产生的建筑泥浆需要较大面积的沉淀池，长时间进行沉淀处理。目前处理建筑泥浆的主要方法有：絮凝沉淀法、固化处理法、填埋法、微生物法等。这些方法虽然各有优点，但其中仍存在一些不足：如絮凝沉淀法所用絮凝剂用量大、成本高、水解或降解产物有毒，对环境具有一定的污染性。固化处理法虽然工艺简单、设备要求低、处理量大，但环境温度和固化时间严重影响泥浆固结物的强度。填埋法可能会对土壤和地下水产生污染，很难大量的处理泥浆。微生物法是目前最具有前景的处理方法，但菌种培养工艺较为复杂、产量低、成本高。因此，急需开发一种成本低、效率高，且能对建筑废弃泥浆进行泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，来降低建筑废弃泥浆对环境的污染及破坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，采用该方法处理建筑废弃泥浆具有泥水分离效率高、滤泥固化强度大、滤液对环境无污染，且该方法工艺简单、所用原料来源广、成本低、适用性强、应用前景大。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将50～90wt％泥浆结构改性剂和10～50wt％絮凝剂混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；
S2、按泥浆泥水分离剂与水的质量比为0.1：1～0.6：1之间的范围，将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌3-20分钟，制得悬浮液；
S3、按废弃泥浆干重的质量比为0.1：1～0.6：1之间的范围，将所述悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌5-20分钟，制得混合泥浆；
S4、将所述混合泥浆输入至机械分离装置，把水溶液从泥浆中快速分离出去，制得滤泥；
S5、按激发剂和滤泥干重的质量比为0.02：1～0.6：1之间的范围，将激发剂加入滤泥并混合均匀，进行固化。
优选的，所述泥浆结构改性剂由0～50wt％钢渣微粉、0～30wt％粉煤灰、30-100wt％矿渣微粉、0～30wt％脱硫灰微粉和0～30wt％煤矸石微粉混合组成。
优选的，所述絮凝剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合氯化铝铁中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述激发剂为氢氧化钠、氢氧化钙、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、氧化钙、硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。
本发明提供了一种，具有以下有益效果：
(1)本发明通过合理泥浆结构改性剂和絮凝剂的比例，使泥浆泥水快速分离，在滤泥中添加激发剂，使滤泥固化，制备工艺简单、易于操作；
(2)本发明在泥浆泥水快速分离-滤泥固化过程中，以钢渣微粉、粉煤灰、矿渣粉、脱硫灰微粉和煤矸石微粉等工业固废为主要原料，价格低廉，成本低，具有较大的工业化前景；
(3)本发明所处理的废弃泥浆泥水分离效率高、滤泥固化强度高，可对滤液和滤泥资源化再利用。
因此，本发明具有处理工艺简单、成本低；泥水分离效率高、滤泥固化强度高，可对滤液和滤泥资源化再利用，工业化前景大的优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。
为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料描述如下，实施例中不再赘述：
泥浆结构改性剂的组成为0～50wt％钢渣微粉、0～30wt％粉煤灰、30-100wt％矿渣微粉、0～30wt％脱硫灰微粉和0～30wt％煤矸石微粉组成；
絮凝剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合氯化铝铁中的一种或两种以上的混合物；
激发剂为氢氧化钠、氢氧化钙、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、氧化钙、硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。
实施例1
建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将75wt％的矿渣微粉、20wt％粉煤灰和5wt％十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；
S2：按泥浆泥水分离剂：水的质量比为0.5：1，将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌5分钟，制得悬浮液；
S3：按泥浆泥水分离剂：废弃泥浆干重的质量比为0.4：1，将所述悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌10分钟，制得混合泥浆；
S4：将所述混合泥浆输入至机械分离装置，把水溶液从泥浆中快速分离出去，制得含水率40.5wt％的滤泥；
S5：按氢氧化钠:滤泥干重的质量比为0.03：1，将激发剂加入滤泥并混合均匀，进行固化，制得3天强度高达2.8MPa的试样。
实施例2
建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将80wt％的矿渣微粉、10wt％脱硫灰和10wt％十六烷基三甲基氯化铵混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；
S2：按泥浆泥水分离剂:水的质量比为0.4：1，将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌10分钟，制得悬浮液；
S3：按泥浆泥水分离剂:废弃泥浆干重的质量比为0.4：1，将所述悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌5分钟，制得混合泥浆；
S4：将所述混合泥浆输入至机械分离装置，分离40分钟，制得含水率42wt％的滤泥；
S5：按氢氧化钠：P.O.42.5硅酸盐水泥：滤泥干重的质量比为0.04：0.06：1，将氢氧化钠和P.O.42.5硅酸盐水泥的混合物加入滤泥并混合均匀，进行固化，制得3天强度高达5.5MPa的试样。
实施例3
建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将90wt％的矿渣微粉、5wt％十六烷基三甲基氯化铵和5wt％聚合氯化铝铁混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；
S2：按泥浆泥水分离剂:水的质量比为0.6：1，将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌10分钟，制得悬浮液；
S3：按泥浆泥水分离剂:废弃泥浆干重的质量比为0.4：1，将所述悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌10分钟，制得混合泥浆；
S4：将所述混合泥浆输入至机械分离装置，分离40分钟，制得含水率42wt％的滤泥；
S5：按氢氧化钠：滤泥干重的质量比为0.04：1，将氢氧化钠加入滤泥并混合均匀，进行固化，制得3天强度高达3.6MPa的试样。
实施例4
建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将70wt％的矿渣微粉、10wt％钢渣微粉、10wt％脱硫灰、5wt％聚合硅酸铝铁和5wt％十六烷基三甲基氯化铵混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；
S2：按泥浆泥水分离剂:水的质量比为0.3：1，将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌15分钟，制得悬浮液；
S3：按泥浆泥水分离剂：废弃泥浆干重的质量比为0.4：1，将所述悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌10分钟，制得混合泥浆；
S4：将所述混合泥浆输入至机械分离装置，分离40分钟，制得含水率38.5wt％的滤泥；
S5：按P.O42.5硅酸盐水泥：滤泥干重的质量比为0.03：1，将P.O42.5硅酸盐水泥的混合物加入滤泥并混合均匀，进行固化，制得3天强度高达1.1MPa的试样。
实施例5
建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将75wt％的矿渣微粉、10wt％粉煤灰、10wt％聚合硫酸铝和5wt％聚合硫酸铁混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；
S2：按泥浆泥水分离剂：水的质量比为0.4：1，将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌5min，制得悬浮液；
S3：按泥浆泥水分离剂：废弃泥浆干重的质量比为0.5：1，将所述悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌10分钟，制得混合泥浆；
S4：将所述混合泥浆输入至机械分离装置，分离40分钟，制得含水率45wt％的滤泥；
S5：按P.O42.5硅酸盐水泥：石膏：滤泥干重的质量比为0.05：0.1：1，将石膏和P.O.42.5硅酸盐水泥的混合物加入滤泥并混合均匀，进行固化。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，包括语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将50～90wt％泥浆结构改性剂和10～50wt％絮凝剂混合均匀，制得泥浆泥水分离剂；
S2、按泥浆泥水分离剂与水的质量比为0.1：1～0.6：1之间的范围，将泥浆泥水分离剂混入水中，再快速搅拌3-20分钟，制得悬浮液；
S3、按废弃泥浆干重的质量比为0.1：1～0.6：1之间的范围，将所述悬浮液加入废弃泥浆中，通过机械搅拌装置持续搅拌5-20分钟，制得混合泥浆；
S4、将所述混合泥浆输入至机械分离装置，把水溶液从泥浆中快速分离出去，制得滤泥；
S5、按激发剂和滤泥干重的质量比为0.02：1～0.6：1之间的范围，将激发剂加入滤泥并混合均匀，进行固化。
2.如权利要求1所述的建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于：所述泥浆结构改性剂由0～50wt％钢渣微粉、0～30wt％粉煤灰、30-100wt％矿渣微粉、0～30wt％脱硫灰微粉和0～30wt％煤矸石微粉混合组成。
3.如权利要求1所述的建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于：所述絮凝剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合氯化铝铁中的一种或两种以上的混合物。
4.如权利要求1所述的建筑废弃泥浆泥水快速分离-滤泥固化的一体化处理方法，其特征在于：所述激发剂为氢氧化钠、氢氧化钙、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、氧化钙、硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。
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