一种基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法

摘要

本发明涉及一种基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，它依次包括以下步骤：（a）向疏浚泥浆中加入絮凝剂形成含有絮团的过渡泥浆；（b）以土工布为过滤介质，对所述过渡泥浆进行抽滤使得在所述土工布表面形成泥皮并继续抽滤使所述过渡泥浆泥水分离。本发明基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，通过形成的絮团在抽滤过程中产生的泥皮具有很好的透水性，可以进行持续抽水，既能防止土工布堵塞又能允许水分通过实现持续的脱水，达到泥浆快速减量，需要的场地小，提高了泥浆处理效率，减少泥浆处理成本。

说明书

技术领域

 本发明涉及一种泥浆脱水方法，具体涉及一种基于泥皮透水的疏浚泥浆真空抽滤脱水方法。

背景技术

为了改善河湖水质、保证河道正常的泄洪能力和及通航能力，我国的湖泊、河道都在开展大规模的疏浚和清淤工程。这些疏浚泥浆含水率高，密度低，难以直接利用。

现有的处理方法有通过旋流分离、板框压滤的泥水分离技术，或者在堆场中进行沉淀、储存技术。这些技术在处理疏浚淤泥时存在一系列的问题：1、旋流分离对于含粒径小于45微米的颗粒较多的泥浆处理效果较差；2、板框压滤单位处理量低，设备投入大，与清淤量不匹配；堆场沉淀占地面积大，时间周期长。因此，需要寻求快速、高效的脱水方法，以提高处理的效率，减少泥浆处理成本。

目前已有利用土工布处理高含水率泥浆的真空抽滤方法，但由于泥浆中细颗粒很多，在抽滤时会立即造成滤布的堵塞，脱水效率迅速降低，难以用于大量疏浚泥浆的持续脱水。因此需要寻求一种快速、高效的脱水方法。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，它依次包括以下步骤：

（a）向疏浚泥浆中加入絮凝剂形成含有絮团的过渡泥浆；

（b）以土工布为过滤介质，对所述过渡泥浆进行抽滤使得在所述土工布表面形成泥皮并继续抽滤使所述过渡泥浆泥水分离。

优化地，步骤（b）中，所述土工布为150~400目。

优化地，步骤（b）中，将所述土工布覆盖于真空抽滤管的表面，随后将所述真空抽滤管插入所述过渡泥浆中进行抽滤。

进一步地，步骤（b）中，通过真空泵向所述真空抽滤管提供75~105Kpa的真空负压进行抽滤。

进一步地，步骤（b）中，随着抽滤的进行，泥皮的厚度先是逐渐增加，最后基本恒定，在此过程中，泥皮的渗透系数也是变化的，具体的，在抽滤的初始阶段，泥皮的渗透系数约为1*10^-3cm/s~9*10^-3cm/s，抽滤1~3小时后，泥皮的渗透系数约为1*10^-4cm/s~9*10^-4cm/s。因此，整个抽滤过程，均保持着很高的透水性。

进一步地，步骤（b）中，所述抽滤的起始速度为0.2~0.5g/cm²·s，经1~3小时后降至0.1~0.15g/cm²·s，继续抽滤至泥的含水率≤254%即可。

优化地，步骤（a）中，所述絮团的尺寸为0.1mm~2mm。

进一步地，步骤（a）中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、铁离子絮凝剂及铝离子絮凝剂中的一种或多种的组合。

进一步地，所述聚丙烯酰胺的加入重量为所述疏浚泥浆干重的0.1%~0.5%，所述铁离子絮凝剂或所述铝离子絮凝剂的加入重量为所述疏浚泥浆干重的10%~15%。

进一步地，步骤（a）中，所述疏浚泥浆的含水率为570%~1150%。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，通过形成的絮团在抽滤过程中产生的泥皮具有很好的透水性，可以进行持续抽水，既能防止土工布堵塞又能允许水分通过实现持续的脱水，达到泥浆快速减量，需要的场地小，提高了泥浆处理效率，减少泥浆处理成本。

具体实施方式

本发明基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，它依次包括以下步骤：（a）向疏浚泥浆中加入絮凝剂形成含有絮团的过渡泥浆；（b）以土工布为过滤介质，对所述过渡泥浆进行抽滤使得在所述土工布表面形成泥皮并继续抽滤使所述过渡泥浆泥水分离。通过添加絮凝剂产生的泥皮有着很好的透水性（添加絮凝剂后形成的泥皮渗透系数最初大概是10^-3cm/s级，随着抽滤的进行会下降至10^-4/s级，这个过程一直有着很高的透水性），这样既能防止土工布堵塞又能允许水分通过实现可以持续的脱水，达到泥浆快速减量，需要的场地小，提高泥浆处理效率，减化施工工艺，减少泥浆处理成本。

步骤（b）中，土工布优选为150~400目，土工布目数太大的话容易导致污泥堵塞，而土工布目数太小的话过滤效果不好；而泥皮的厚度是随抽滤时间增加而增厚，最厚可至4cm。抽滤方式以及土工布的应用方式有多种，本发明中为了提高疏浚泥浆的处理效率，将土工布覆盖在真空抽滤管的表面，随后将真空抽滤管插入过渡泥浆中进行抽滤；再通过真空泵向真空抽滤管提供75~105Kpa的真空负压进行抽滤。随着真空抽滤的进行，由于疏浚泥浆的含水率逐渐减小以及形成的泥皮逐渐固结，抽滤变得越来越困难，因此，在该负压条件下，抽滤的起始速度约0.2~0.5g/cm²·s，经1~3小时后约为0.1~0.15g/cm²·s，继续抽滤至泥的含水率≤254%即可结束抽滤。当然含水率达到254%时，依然可以继续抽滤，只不过抽滤效率变低，所以从节约成本的角度考虑，优选在含水率达到约254%时停止抽滤。

为了使得泥皮具有良好的渗透系数，控制形成的絮团尺寸（最大长度或宽度）为0.1mm~2mm，絮凝剂优选为聚丙烯酰胺、铁离子絮凝剂及铝离子絮凝剂中的一种或多种的组合。絮凝剂的加入量是很重要的参数，不同的絮凝剂需要加入不同的重量，如聚丙烯酰胺的加入重量为疏浚泥浆干重的0.1%~0.5%，铁离子絮凝剂或所述铝离子絮凝剂的加入重量为疏浚泥浆干重的10%~15%。一般情况下，步骤（a）中，疏浚泥浆的含水率（含水率等于（湿重-干重）/干重×100%）为570%~1150%。

下面将对本发明优选实施方案进行详细说明：

实施例1

本实施例提供一种基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，其中疏浚泥浆选用太湖的疏浚淤泥，含水率为900%，该方法依次包括以下步骤：

（a）取15.4kg含水率为900%的太湖疏浚泥浆（干重1.54kg），向其中加入7.7g絮凝剂PAM，搅拌均匀，形成约为0.1~0.5mm的絮团（此处的尺寸指平均尺寸，下同）；

（b）向过渡泥浆（过渡泥浆是上面疏浚淤泥经过处理絮凝处理后的名称，此处只是为了从名称上与上面的疏浚泥浆区别开来）中放置表面积为7.07cm²的抽滤头，抽滤头表面套有400目的土工布，利用真空泵对抽滤头施加75Kpa的负压（抽滤压力在抽滤过程中保持不变），开始抽滤，在土工布表面形成泥皮，初始阶段泥皮的渗透系数较高，抽滤速度可达0.3g/cm²·s，之后泥皮逐渐变厚，抽滤速度缓慢下降，抽滤2小时后，渗透系数有所降低，但仍有很高的透水性，抽滤速度约0.1g/cm²·s，1小时后，泥浆含水率下降至230%。

实施例2

本实施例提供一种基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，其中疏浚泥浆选用太湖的疏浚淤泥，含水率为1150%，该方法依次包括以下步骤：

（a）取25kg含水率为1150%的太湖疏浚泥浆（干重2kg），向其中加入0.2kg铁离子絮凝剂，搅拌均匀，形成约为1.0~1.5mm的絮团；

（b）向过渡泥浆中放置表面积为7.07cm²的抽滤头，抽滤头表面套有150目的土工布，利用真空泵对抽滤头施加105Kpa的负压，开始抽滤，初始阶段抽滤速度可达0.2g/cm²·s，之后抽滤速度缓慢下降，抽滤1小时后，抽滤速度降至0.1g/cm²·s，4小时后，泥浆含水率下降至250%。

实施例3

本实施例提供一种基于泥皮透水的疏浚泥浆脱水方法，其中疏浚泥浆选用太湖的疏浚淤泥，含水率为570%，该方法依次包括以下步骤：

（a）取20kg含水率为570%的太湖疏浚泥浆（干重3kg），向其中加入0.45kg铁离子絮凝剂和铝离子絮凝剂的混合物，搅拌均匀，形成1.5~2mm的絮团（此处的尺寸指平均尺寸）；

（b）向过渡泥浆中放置表面积为7.07cm²的抽滤头，抽滤头表面套有300目的土工布，利用真空泵对抽滤头施加80Kpa的负压，开始抽滤，初始阶段抽滤速度可达0.5g/cm²·s，之后抽滤速度缓慢下降，抽滤3小时后，抽滤速度降至0.15g/cm²·s，3小时后，泥浆含水率下降至254%。

对比例1

本对比例与实施例1中的步骤基本相同，不同的是该对比例中未加入絮凝剂，具体为：

（a）取15.4kg含水率为900%的太湖疏浚泥浆（干重1.54kg）；

（b）向泥浆中放置表面积为7.07cm²的抽滤头，抽滤头表面套有400目的土工布，利用真空泵对抽滤头施加75Kpa的负压，抽滤后立刻堵塞。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。