絮凝剂提高疏浚泥浆泥水分离性能研究

摘要

近年来，随着我国河道治理工作不断开展，其中产生的疏浚泥浆也日益增多。对于这些疏浚泥浆的处理工作已迫在眉睫，如何解决传统疏浚堆场造成的占地面积大和干化时间长等问题，已成为疏浚领域亟待解决的技术难题。
　　投加絮凝剂脱水是泥浆处理过程中最重要的技术环节，本文以芜湖漳河、当涂姑溪河和马鞍山驷马山干渠的疏浚泥浆为研究对象，Fenton进行预处理后，选用不同类型的絮凝剂以及复配絮凝剂体系在量筒中进行实验来考察泥浆静态的脱水效果，并以处理后上清液SS（悬浮物含量）、清浑界面下降速率、淤泥沉降比和剩余淤泥体积等为考察指标来确定最佳絮凝方案。结果表明，本实验采用的絮凝剂体系能显著加快淤泥的沉降速度。含泥量为5％时，芜湖漳河泥浆加100mg/L的Ca(OH)2后沉降比低至28.04％，当涂姑溪河加Ca(OH)2(70mg/L)+粉煤灰(1g/L)后沉降比最低为14.33％，马鞍山驷马山干渠加PAFC后沉降比为33.57％。当含泥量上升到10％和15％时，最佳投加量基本都和含泥量为5％时一致，但是沉降速度会明显下降，最终的淤泥体积也明显增加，但是SS都会有所降低。由此可知，泥浆浓度在15％以下时，絮凝剂最佳投加量与泥浆浓度基本无关，但是随着泥浆浓度上升，沉降速度明显下降，剩余淤泥体积显著增加。当涂姑溪河泥浆含沙量较高，芜湖漳河和马鞍山驷马山干渠泥浆含沙量较低。研究表明絮凝剂对于有一定含沙量的泥浆脱水效果改善明显，而对含泥量小或几乎不含泥的泥浆沉降效果则会变差。
　　通过研制的小型动态泥水分离装置，模拟了工程中现场抛泥区沉降情况，并探究了小型动态泥水分离的工艺。从投加方式、挡板设置、絮凝剂种类、投加量和停留时间等变量着手，通过探讨泥浆处理后上清液SS含量和沉降速度，以确定该装置在泥浆处理时的最佳参数。实验结果表明，运用管道的方式将泥浆与70mg/L的Ca(OH)2进行混合，并将装置分区，停留时间达到50min时，出水SS值最低为451.8mg/L。
　　以当涂姑溪河为例，采用投加Fenton试剂和Ca(OH)2的方式与原疏浚方案将泥浆输送至抛泥区自然风干相比，将减少40％的征地和抛泥区围堰工程，降低成本40万元。
　　此次研究结果可为清淤工程中的凝脱水工艺和絮凝剂选择提供一定的参考，并为以后实际疏浚工程中抛泥区设计提供重要建议。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 疏浚泥浆性质

1．3 国内外研究现状

1．4 研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

第二章 絮凝机理与絮凝剂选择

2．1 引言

2．2 絮凝机理

2．3 絮凝剂种类及特点

2．3．1 无机絮凝剂

2．3．2 有机高分子絮凝剂

2．3．3 国内絮凝剂应用存在的问题

2．4 粉煤灰、壳聚糖和硅藻土

2．5 本章小结

第三章 试验方案设计

3．1 引言

3．2 试验仪器及试剂

3．3．1 淤泥来源

3．3．2 泥浆基本性质的测定

3．3．3 泥浆沉降性能指标

3．4 泥浆性质测定

3．5 试验方案

3．5．1 泥浆量筒静态脱水试验

3．5．2 动态泥水分离试验

3．6 本章小结

第四章 安徽省内三个典型航道疏浚泥浆絮凝脱水效果研究

4．1 航道疏浚概况

4．1．1 芜湖漳河

4．1．2 当涂姑溪河

4．1．3 马鞍山驷马山干渠

4．2 泥浆絮凝剂量筒脱水试验

4．2．1 芜湖漳河泥浆絮凝剂处理试验结果

4．2．2 当涂姑溪河泥浆絮凝处理试验结果

4．2．3 马鞍山驷马山干渠泥浆絮凝处理试验结果

4．3 泥浆絮凝剂复配量筒脱水试验

4．3．1 芜湖漳河复配絮凝剂试验结果

4．3．2 当涂姑溪河复配絮凝剂试验结果

4．3．3 马鞍山驷马山干渠复配絮凝剂试验结果

4．4 扫描电镜

4．5 三种泥浆量筒试验比较

4．6 本章小结

第五章 动态泥水分离装置试验

5．1 引言

5．2 试验装置

5．3 试验步骤

5．4 试验方案与结果

5．4．1 投加方式比较

5．4．2 有无挡板试验对比

5．4．3 絮凝方案的动态装置对比

5．4．4 水力停留时间与泥水分离效果回归方程分析

5．5 本章小结

第六章 絮凝剂经济效益分析

6．1 引言

6．2 絮凝剂经济性比较

6．3 总体经济效益分析

6．3．1 原疏浚方案成本

6．3．2 投加絮凝剂方案成本

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况