CN114315094A - 一种盾构废弃泥浆破胶剂、使用方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于泥水盾构废弃泥浆处理技术领域，公开了一种盾构废弃泥浆破胶剂、使用方法及其应用。盾构废弃泥浆破胶剂由下述质量份的组分组成：硫酸铝0.008～0.03份、三氯化铁0.004～0.01份、工业消泡剂0.01～0.03份、pH调节剂0.0009～0.004份、石膏粉0.004～0.014份，使用时按照泥浆质量为1份进行配料。本发明通过硫酸铝、三氯化铁、消泡剂、PH调节剂、石膏粉按照一定的配比复配，添加至含水质量分数为80％的盾构废弃泥浆中均匀混合分散，经过处理后的泥浆5h脱水率达35％以上，且上层分离出清夜满足国家环保标准，实现重复利用或达标外排，从而实现对盾构废弃泥浆科学、环保的处理。
Description
技术领域
本发明属于泥水盾构废弃泥浆处理技术领域，尤其涉及一种盾构废弃泥浆破胶剂、使用方法及其应用。
背景技术
目前，随着大城市人口迅速增长和城市规模扩大,对便利快捷公共交通需求日益明显，泥水盾构隧道施工技术的应用越来越广泛。泥水盾构隧道施工以无需特殊土体改良、地质适应性强、开挖面稳定性高等优点成为国内外过江隧道建设首选施工技术。在各种复杂地质条件下,泥水盾构的废弃泥浆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％。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，这种处理方式不仅需要占用大量土地资源、效率低而且严重破坏生态环境；另一种方式是利用压滤或离心等手段将泥浆脱水，压滤机相对离心机购置费用较低，综合成本低，但在施工中压滤机比离心机占用场地大且处理效率和连续性较低，且这种方式由于泥浆絮凝剂掺量大，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。采用压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、高效的处理方式已成为泥浆处理技术发展的迫切需要。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有技术中盾构废弃泥浆处理困难，而且不环保。
(2)现有技术中，盾构废弃泥浆不能实现重复利用。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种盾构废弃泥浆破胶剂、使用方法及其应用。
所述技术方案如下：一种盾构废弃泥浆破胶剂，由下述质量份的组分组成：硫酸铝0.008～0.03份、三氯化铁0.004～0.01份、工业消泡剂0.01～0.03份、pH调节剂0.0009～0.004份、石膏粉0.004～0.014份，使用时按照泥浆质量为1份进行配料。
在一实施例中，所述的硫酸铝为Al2(SO4)3·18H2O结晶或结晶性粉末，其中Al2(SO4)3·18H2O含量≥50％、碱金属及碱土金属(以硫酸盐计)含量≤0.25％、氯化物含量≤0.002％、铵盐含量≤0.005％、铁含量≤0.003％、重金属含量≤0.001％、水不溶物含量≤0.02％、pH值(50g/L,25℃)≥2.5。
在一实施例中，所述的三氯化铁为工业级FeCl3·6H2O结晶性粉末，其中FeCl3·6H2O含量≥93％、氯化亚铁含量≤3.5％、水不溶物含量≤3％、游离酸(以HCl计)含量≤0.1％、硫酸盐含量≤0.01％、硝酸盐含量≤0.01％、磷酸盐含量≤0.01％、pH值(50g/L,25℃)≥2。
在一实施例中，所述的石膏粉为建筑用石膏粉(β型半水石膏)。
在一实施例中，所述的工业消泡剂为液体状工业级有机硅消泡剂。
在一实施例中，所述的碳酸钠为工业级无水碳酸钠粉末，其中无水碳酸钠含量≥98％、水不溶物含量≤0.01％、氯化物含量≤0.002％、灼烧失量(300℃)≤1％、硫化合物含量≤0.005％。
本发明的另一目的在于提供一种盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法，包括：取5％泥浆体积的清水,依次按照质量份加入Al2(SO4)3·18H2O、FeCl3·6H2O、石膏粉、工业消泡剂、工业级碳酸钠搅拌3～5min均匀后得到混合溶液，将混合溶液加入到盾构废弃泥浆中搅拌3-5min得到混合溶液，处理完成。
在一实施例中，所述的盾构废弃泥浆的含水质量百分数为80％。
本发明的另一目的在于提供一种所述盾构废弃泥浆破胶剂在交通工程废弃泥浆处理中的应用、在建筑工程废弃泥浆处理中的应用。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明通过硫酸铝、三氯化铁、消泡剂、PH调节剂、石膏粉按照一定的配比复配，添加至含水质量分数为80％的盾构废弃泥浆中均匀混合分散，经过处理后的泥浆5h脱水率达35％以上，且上层分离出清夜满足国家环保标准，实现重复利用或达标外排，从而实现对盾构废弃泥浆科学、环保的处理。
当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明实施例提供的盾构废弃泥浆破胶剂使用方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
本发明中所用的实验材料，如无特殊说明，均为市场可购得。
如图1所示，本发明提供一种盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法，包括以下步骤：
S101、取5％泥浆体积的清水,依次按照质量份加入Al2(SO4)3·18H2O、FeCl3·6H2O、石膏粉、工业消泡剂、工业级碳酸钠；
S102、搅拌3-5min均匀后得到混合溶液；
S103、将混合溶液加入到盾构废弃泥浆中搅拌3-5min得到混合溶液，处理完成。
其中，所述的盾构废弃泥浆的含水质量百分数为80％。
本发明还提供一种盾构废弃泥浆破胶剂，是由下述质量份的组分组成：硫酸铝0.008～0.03份、三氯化铁0.004～0.01份、工业消泡剂0.01～0.03份、pH调节剂0.0009～0.004份、石膏粉0.004～0.014份，使用时按照泥浆质量为1进行配料。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施实例1：
本发明的实施实例1提供了一种盾构废弃泥浆破胶剂，其包括如下质量份的组分：废弃盾构泥浆(含水质量分数80％)1份、硫酸铝0.008份、三氯化铁0.004份、石膏粉0.004份、工业消泡剂0.01份、工业级碳酸钠0.002份。
取5％泥浆体积的清水,依次按照质量份加入Al2(SO4)3·18H2O、FeCl3·6H2O、石膏粉、工业消泡剂、工业级碳酸钠搅拌均匀后得到混合溶液，将混合溶液加入到盾构废弃泥浆中搅拌3-5min得到混合溶液，处理完成。
实施实例2：
本发明的实施实例2提供了一种盾构废弃泥浆破胶剂，其包括如下质量份的组分：废弃盾构泥浆(含水质量分数80％)1份、硫酸铝0.008份、三氯化铁0.007份、石膏粉0.009份、工业消泡剂0.02份、碳酸钠0.002份。
该盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法与实施实例1中盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法相同。
实施实例3：
本发明的实施实例3提供了一种盾构废弃泥浆破胶剂，其包括如下质量份的组分：废弃盾构泥浆(含水质量分数80％)1份、硫酸铝0.008份、三氯化铁0.01份、石膏粉0.014份、工业消泡剂0.03份、碳酸钠0.003份。
该盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法与实施实例1中盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法相同。
实施实例4：
本发明的实施实例4提供了一种盾构废弃泥浆破胶剂，其包括如下质量份的组分：废弃盾构泥浆(含水质量分数80％)1份、硫酸铝0.018份、三氯化铁0.007份、石膏粉0.014份、工业消泡剂0.03份、碳酸钠0.005份。
该盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法与实施实例1中盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法相同。
实施实例5：
本发明的实施实例5提供了一种盾构废弃泥浆破胶剂，其包括如下质量份的组分：废弃盾构泥浆(含水质量分数80％)1份、硫酸铝0.028份、三氯化铁0.01份、石膏粉0.004份、工业消泡剂0.02份、碳酸钠0.009份。
该盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法与实施实例1中盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法相同。
分别以1h、5h脱水率来表征破胶剂的破胶效果，脱水前泥浆重量为m1，加入破胶剂破胶脱水后泥浆重量为m2，泥浆脱水率采用如下方法计算：泥浆脱水率＝(m1-m2)÷m1×100％，泥浆脱水率越高则破胶剂破胶效果越好，测试结果见表1。
表1.实施实例1～5中盾构废浆脱水率
| 组别 | 废浆1h脱水率 | 废浆5h脱水率 |
| 实施实例1 | 16.08％ | 39.04％ |
| 实施实例2 | 14.70％ | 36.81％ |
| 实施实例3 | 18.84％ | 36.35％ |
| 实施实例4 | 28.69％ | 37.47％ |
| 实施实例5 | 25.56％ | 35.21％ |
由表1中可以看出，本发明实施实例1～5中提供的盾构废浆破胶剂具有很好的破胶性能，将本发明的盾构废浆破胶剂应用于泥水盾构废浆处理中，可以更加快捷、更加环保地进行废浆处理。
实施例6：
本发明提供一种盾构废弃泥浆破胶剂，是由下述质量份的组分组成：硫酸铝0.008份、三氯化铁0.004份、工业消泡剂0.01份、pH调节剂0.0009份、石膏粉0.004份，使用时按照泥浆质量为1进行配料。
实施例7：
本发明提供一种盾构废弃泥浆破胶剂，是由下述质量份的组分组成：硫酸铝0.04份、三氯化铁0.02份、工业消泡剂0.03份、pH调节剂0.004份、石膏粉0.03份，使用时按照泥浆质量为1进行配料。
实施例8：
本发明提供一种盾构废弃泥浆破胶剂，是由下述质量份的组分组成：硫酸铝0.019份、三氯化铁0.096份、工业消泡剂0.02份、pH调节剂0.002份、石膏粉0.015份，使用时按照泥浆质量为1进行配料。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种盾构废弃泥浆破胶剂，其特征在于，所述盾构废弃泥浆破胶剂由下述质量份的组分组成：硫酸铝0.008～0.03份、三氯化铁0.004～0.01份、工业消泡剂0.01～0.03份、pH调节剂0.0009～0.004份、石膏粉0.004～0.014份，使用时按照泥浆质量为1份进行配料。
2.根据权利要求1所述的盾构废弃泥浆破胶剂，其特征在于，所述的硫酸铝为Al2(SO4)3·18H2O结晶或结晶性粉末，其中Al2(SO4)3·18H2O含量≥50％、碱金属及碱土金属含量≤0.25％、氯化物含量≤0.002％、铵盐含量≤0.005％、铁含量≤0.003％、重金属含量≤0.001％、水不溶物含量≤0.02％、pH值≥2.5。
3.根据权利要求1所述的盾构废弃泥浆破胶剂，其特征在于，所述的三氯化铁为工业级FeCl3·6H2O结晶性粉末，其中FeCl3·6H2O含量≥93％、氯化亚铁含量≤3.5％、水不溶物含量≤3％、游离酸(以HCl计)含量≤0.1％、硫酸盐含量≤0.01％、硝酸盐含量≤0.01％、磷酸盐含量≤0.01％、pH值(50g/L，25℃)≥2。
4.根据权利要求1所述的盾构废弃泥浆破胶剂，其特征在于，所述的石膏粉为建筑用石膏粉。
5.根据权利要求1所述的盾构废弃泥浆破胶剂，其特征在于，所述的工业消泡剂为液体状工业级有机硅消泡剂。
6.根据权利要求1所述的盾构废弃泥浆破胶剂，其特征在于，所述的碳酸钠为工业级无水碳酸钠粉末，其中无水碳酸钠含量≥98％、水不溶物含量≤0.01％、氯化物含量≤0.002％、灼烧失量(300℃)≤1％、硫化合物含量≤0.005％。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述盾构废弃泥浆破胶剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：
取5％泥浆体积的清水，依次按照质量份加入Al2(SO4)3·18H2O、FeCl3·6H2O、石膏粉、工业消泡剂、工业级碳酸钠搅拌均匀后得到混合溶液，将混合溶液加入到盾构废弃泥浆中搅拌3-5min得到混合溶液，处理完成。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述Al2(SO4)3·18H2O、FeCl3·6H2O、石膏粉、工业消泡剂、工业级碳酸钠搅拌3～5min均匀后得到混合溶液；
所述的盾构废弃泥浆的含水质量百分数为80％。
9.一种如权利要求1-6任意一项所述盾构废弃泥浆破胶剂在交通工程废弃泥浆处理中的应用。
10.一种如权利要求1-6任意一项所述盾构废弃泥浆破胶剂在建筑工程废弃泥浆处理中的应用。
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2021
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Patent Citations (4)
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