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一种工程泥浆处理系统及方法

阅读:491发布:2020-05-12

专利汇可以提供一种工程泥浆处理系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种工程泥浆处理系统及方法,包括:预处理单元、调节单元、调理改性单元、压滤脱 水 单元及余 水处理 单元;预处理单元包括预处理池;调节单元包括调节池,预处理单元与所述调节池连接;调理改性单元包括加料装置、配料池及调理均化池,调理均化池安装有曝气搅拌装置,调节单元与所述配料池通过管路连接;压滤脱水单元包括 压滤机 ,压滤机与曝气搅拌装置连接有反吹管路。本发明的有益效果在于:使用本发明系统及方法进行泥浆脱水,脱水后的泥浆其含水率在35%以下,且具有良好的 力 学性能;泥浆处理量大、处理效率高且占地面积小;泥浆处理过程中产生杂物、余水可以进行资源 回收利用 或再次进入泥浆处理系统进行利用,避免二次污染的产生。,下面是一种工程泥浆处理系统及方法专利的具体信息内容。

1.一种工程泥浆处理系统,其特征在于,所述工程泥浆处理系统包括:
预处理单元(A)、调节单元(B)、调理改性单元(C)、压滤脱单元(D)及余水处理单元(E);
所述预处理单元(A)包括预处理池(A101),泥浆经过所述预处理池(A101)后将泥浆中的大尺寸及重质杂物去除;
所述调节单元(B)包括调节池(B1),经过杂物去除后的泥浆在所述调节池(B1)进行泥水分离、泥浆浓缩及调蓄,所述预处理单元(A)与所述调节池(B1)连接;
所述调理改性单元(C)包括依次连接的加料装置(C1)、配料池(C2)及调理均化池(C3),所述调理均化池(C3)安装有曝气搅拌装置(C301),所述调节单元(B)与所述配料池(C2)通过管路连接,所述加料装置(C1)将调理改性药剂加入配料池(C2),随后进入所述调理均化池(C3)进行反应;
所述压滤脱水单元(D)包括压滤机(D1),所述压滤机(D1)与所述曝气搅拌装置(C301)连接有反吹管路(D3)。
2.根据权利要求1所述一种工程泥浆处理系统,其特征在于,所述工程泥浆预处理系统还包括余水处理单元(E),所述余水处理单元(E)与所述调节池(B1)连接。
3.根据权利要求1所述一种工程泥浆处理系统,其特征在于,所述预处理单元(A)还包括回旋格栅(A2),所述预处理池(A1)包括分为预处理布水区(A101)、重物沉降区(A102)及轻杂质去除区(A103),所述回旋格栅(A2)设置在所述轻杂质去除区(A103)。
4.根据权利要求1所述一种工程泥浆处理系统,其特征在于,所述调节池(B1)包括调节池布水区(B101)、泥水分离区(B102)、清水收集区(B103)及排水堰(B105),所述排水堰(B105)设置在所述泥水分离区(B102)及所述清水收集区(B103)之间,所述清水收集区(B103)设有排水管(B1031)。
5.根据权利要求1所述一种工程泥浆处理系统,其特征在于,所述加料装置(C1)包括第一加料器(C101)、第二加料器(C102)及第三加料器(C103);
所述第一加料器(C101)包括第一物料储存容器(C1011)及连接在所述第一物料储存器(C1011)与所述配料池(C2)之间的第一加料管路(C1012),第一加料管路(C1012)依次连接有液下抽(C1013)、流量计(C1014)及调节(C1015);
所述第二加料器(C102)包括第二物料储存容器(C1021)及连接在所述第二物料储存容器(C1021)与所述配料池(C2)之间的螺旋运输机(C1022),所述第二储存物料容器(C1021)安装有计量称重卸料阀(C1023);
所述第三加料器(C103)包括第三物料储存容器(C1031)及连接在所述第三物料储存容器(C1031)与所述配料池(C2)之间的加药机(C1032),所述加药机(C1032)包括计量泵及阀件;
所述压滤脱水单元(D)与所述加料装置(C1)之间连接有流管(D2)。
6.根据权利要求1所述一种工程泥浆处理系统,其特征在于,所述压滤机(D1)与所述调节池(B1)之间连接有回流管(D2)。
7.根据权利要求2所述一种工程泥浆处理系统,其特征在于,所述余水处理单元(E)包括二一级中和装置(E1)、混凝沉淀池(E2)、二级中和装置(E3)以及高精度过滤池(E4),所述高精度过滤池(E4)与所述调节池(B1)之间连接有回流管,所述混凝沉淀池(E2)与所述调节池(B1)之间连接有回流管。
8.一种利用权利要求1~7任一项所述的系统处理工程泥浆的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:工程泥浆从所述预处理池进入,除去其中的大尺寸、重质杂物;
步骤S2:去杂后的泥浆进入所述调节单元,进行泥水分离、浓缩及调蓄;
步骤S3:进行泥水分离后的泥浆进入所述调理改性单元,加入调理改性剂与泥浆充分混合,混合后进行充分反应,得到改性泥浆;
步骤S4:所述改性泥浆进入压滤脱水单元进行压滤脱水,得到泥饼,滤水部分回收至所述调理改性单元用于脱水剂配制,剩余滤水回收至所述调节单元用于泥浆沉淀;
其中,所述步骤S2中,所述调理改性剂包括石灰产品、灰及阴离子聚丙烯酰胺,所述石灰产品投加量以其中有效氧化作为计量,占所述泥浆干物质质量的2%~10%,所述粉煤灰占所述泥浆干物质质量的1%~5%,所述阴离子聚丙烯酰胺占所述泥浆干物质质量的0.5‰~5‰,所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量大于800万。
9.根据权利要求8所述一种工程泥浆处理方法,其特征在于,所述步骤S2中,进行泥水分离后产生的余水进入余水处理单元进行处理,包括以下步骤:
步骤A1:余水进入二氧化碳一级中和装置进行一级中和反应,控制pH值在10.5以下;
步骤A2:经过所述步骤A1处理的余水进入混凝沉淀池,投加聚及阴离子聚丙烯酰胺沉淀水中的微粒,混凝沉淀池产生的沉淀物排至所述调节池进行处理;
步骤A3:经过所述步骤A2处理的余水进入所述二次中和装置进行二级中和反应,控制pH值在8.5以下;
步骤A4:经所述步骤A3处理的余水进入所述高精度过滤池,过滤至水中悬浮物在10mg/L以下,截留的悬浮物定期通过反洗清除,随后通过泵输送返回至调节池进行处理;所述聚铝的投加量为50mg/L~200mg/L,所述阴离子聚丙烯酰胺的投加量为2mg/L~5mg/L。
10.根据权利要求8所述一种工程泥浆处理方法,其特征在于,所述步骤S2中,泥浆经过泥水分离及浓缩后,含水率在75%~85%。

说明书全文

一种工程泥浆处理系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环境工程领域,具体涉及一种工程泥浆处理系统及方法。

背景技术

[0002] 工程泥浆是一种由膨润土颗粒、黏性土颗粒以及外加剂组成的一种悬浊体系,作为工程辅助施工材料,广泛应用于钻孔桩基施工、地下连续墙施工、泥水盾构施工、水平定向钻及泥水顶管等施工。
[0003] 工程泥浆的产出量巨大,目前常规的处理方式是用密封车或者船把泥浆运到一个偏僻的堆场使其自然干化,这种处理方式原始落后、效率低、占用大量土地、极易产生严重的二次污染、严重破坏景观。而更严重的是,在巨大的经济利益驱动下,有的建筑工地趁监管漏洞,将建筑泥浆偷排乱排,产生了非常严重的后果:污染环境,建筑泥浆的随意偷排丢弃,将破坏植被,板结土壤,对地下水产生污染;偷排入河流、湖泊等水体的建筑泥浆不仅使水体浑浊,水质严重恶化,破坏水生生态系统,使大量水生动植物死亡,威胁城市生活供水系统,同时使河道淤塞,影响行洪、排涝、航运;破坏市政设施,大量建筑泥浆被偷排进入下水道等设施,造成市政公用设施堵塞,进而导致污水横流,丧失原有功能。
[0004] 现在的脱水方法包括自然脱水干燥法,真空预压法,土工管袋法、离心、带式脱水法,普通搅拌固结法,现行的脱水方法普遍存在脱水效果差、脱水效率低、二次污染严重、占地面积大、适应性差等问题,因此,设计出系统科学的泥浆处理系统及方法很有必要。

发明内容

[0005] 为解决现有工程泥浆处理系统中存在的脱水效果差、脱水效率低、二次污染严重、占地面积大、适应性差等问题,本发明提供一种工程泥浆处理系统及方法。
[0006] 具体技术方案如下:
[0007] 一种工程泥浆处理系统,其不同之处在于,所述泥浆处理系统包括:
[0008] 预处理单元、调节单元、调理改性单元、压滤脱水单元及余水处理单元;
[0009] 所述预处理单元包括预处理池,泥浆经过所述预处理池后将泥浆中的杂物去除;
[0010] 所述调节单元包括调节池,经过杂物去除后的泥浆在所述调节池进行泥水分离、泥浆浓缩及调蓄,所述预处理单元与所述调节池连接;
[0011] 所述调理改性单元包括依次连接的加料装置、配料池及调理均化池,所述调理均化池安装有曝气搅拌装置,所述调节单元与所述配料池通过管路连接,所述加料装置将调理改性剂加入配料池,随后进入所述调理均化池进行反应;
[0012] 所述压滤脱水单元包括压滤机,所述压滤机与所述曝气搅拌装置连接有反吹管路。
[0013] 进一步,所述工程泥浆预处理系统还包括余水处理单元,所述余水处理单元与所述调节池连接。
[0014] 进一步,所述预处理单元还包括回旋格栅,所述预处理池包括分为预处理布水区、重物沉降区及轻杂质去除区,所述回旋格栅设置在所述轻杂质去除区。
[0015] 进一步,所述调节池包括调节池布水区、泥水分离区、清水收集区及排水堰,所述排水堰设置在所述泥水分离区及所述清水收集区之间,所述清水收集区设有排水管
[0016] 进一步,所述加料装置包括第一加料器、第二加料器及第三加料器;
[0017] 所述第一加料器包括第一物料储存容器及连接在所述第一物料储存器与所述配料池之间的第一加料管路,第一加料管路依次连接有液下抽、流量计及调节
[0018] 所述第二加料器包括第二物料储存容器及连接在所述第二物料储存容器与所述配料池之间的螺旋运输机,所述第二储存物料容器安装有计量称重卸料阀;
[0019] 所述第三加料器包括第三物料储存容器及连接在所述第三物料储存容器与所述配料池之间的加药机,所述加药机包括计量泵及阀件;
[0020] 所述压滤脱水单元与所述加料装置之间连接有流管
[0021] 进一步,所述压滤机与所述调节池之间连接有回流管。
[0022] 进一步,所述余水处理单元包括二一级中和装置、混凝沉淀池、二级中和装置以及高精度过滤池,所述高精度过滤池与所述调节池之间连接有回流管,所述混凝沉淀池与所述调节池之间连接有回流管。
[0023] 一种利用上述系统处理工程泥浆的方法,其不同之处在于,包括以下步骤:
[0024] 步骤S1:工程泥浆从所述预处理池进入,除去其中的大尺寸杂物、重质杂物;
[0025] 步骤S2:去杂后的泥浆进入所述调节单元,进行泥水分离、浓缩及调蓄;
[0026] 步骤S3:进行泥水分离后的泥浆进入所述调理改性单元,加入调理改性剂与泥浆充分混合,混合后进行充分反应,得到改性泥浆;
[0027] 步骤S4:所述改性泥浆进入压滤脱水单元进行压滤脱水,得到泥饼,滤水一部分回收至所述调理改性单元用于脱水剂配制,剩余滤水回收至所述调节单元用于泥浆沉淀;
[0028] 其中,所述步骤S2中,所述脱水剂包括石灰产品、灰及阴离子聚丙烯酰胺,所述石灰产品投加量以其中有效氧化作为计量,占所述泥浆干物质质量的2%~10%,所述粉煤灰占所述泥浆干物质质量的1%~5%,所述阴离子聚丙烯酰胺占所述泥浆干物质质量的0.5‰~5‰,所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量大于800万。
[0029] 进一步,所述步骤S2中,进行泥水分离后产生的余水进入余水处理单元进行处理,包括以下步骤:
[0030] 步骤A1:余水进入二氧化碳一级中和装置进行一级中和反应,控制pH值在10.5以下;
[0031] 步骤A2:经过所述步骤A1处理的余水进入混凝沉淀池,投加聚及阴离子聚丙烯酰胺沉淀水中的微粒,混凝沉淀池产生的沉淀物排至所述调节池;
[0032] 步骤A3:经过所述步骤A2处理的余水进入所述二次中和装置进行二级中和反应,控制pH值在8.5以下;
[0033] 步骤A4:经所述步骤A3处理的余水进入所述高精度过滤池,过滤至水中悬浮物在10mg/L以下,截留的悬浮物定期通过反洗清除,随后通过泵输送返回至调节池进行处理;
[0034] 所述聚铝的投加量为50mg/L~200mg/L,所述阴离子聚丙烯酰胺的投加量为2mg/L~5mg/L。
[0035] 进一步,所述步骤S2中,泥浆经过泥水分离后,含水率在75%~85%。
[0036] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:(1)使用本发明系统及方法进行泥浆脱水,脱水后的泥浆其含水率在35%以下,且具有良好的学性能;(2)泥浆处理量大、处理效率高且占地面积小;(3)泥浆处理过程中产生的杂物、余水可以进行资源回收利用或再次进入泥浆处理系统进行利用,避免的二次污染的产生。附图说明
[0037] 图1为工程泥浆脱水工艺流程图
[0038] 图2预处理单元俯视图;
[0039] 图3预处理单元俯视图;
[0040] 图4预处理单元剖面图;
[0041] 图5预处理单元剖面图;
[0042] 图6预处理池剖面图;
[0043] 图7为调节池结构图;
[0044] 图8为调节池布水区沿泥水分离区方向剖面图;
[0045] 图9为泥水分离区沿清水收集区剖面图;
[0046] 图10为工程泥浆处理系统图;
[0047] 图11为余水单元流程图;
[0048] 附图中,各标号所代表的部件列表如下:
[0049] A-预处理单元、B-调节单元,C-调理改性单元,D-压滤脱水单元,E-余水处理单元,A1-预处理池,A2-回旋格栅,A3-杂物传送带,A4-杂物回收装置,A5-高压水喷头,A6-布水溢流墙,A101-泥浆进口,A102-预处理池布水区,A103-重物沉降区,A1031-沉降部分,A1032-储存部分,A104-轻杂质去除区,A201-格栅平台,A401-栅渣堆放区,A4011-栅渣储存部分,A4012-积水部分,A4013-沥水板,A4014-排水泵,A402-运输车,B1-调节池,B101-调节池布水区,B102-泥水分离区,B103-清水收集区,B104-斜坡面,B105-排水堰,B105a-第一侧,B105b-第二侧,B1031-出水管,C1-加料装置,C2-配料池,C3-调理均化池,C4-计量泵,C101-第一加料器,C102-第二加料器,C103-第三加料器,C1011-第一物料储存容器,C1012-第一加料管路,C1013-液下抽泵,C1014-流量计,C1015-调节阀,C1021-第二物料储存容器,C1022-螺旋运输机,C1023-计量称重卸料阀,C1031-第三物料储存容器,C1032-加药机,C301-曝气装置,D1-压滤机,D2-回流管路,D3-反吹管路,D4-储气罐,E1-二氧化碳一级中和装置,E2-混凝沉淀池,E3-二级中和装置,E4-高精度过滤池。

具体实施方式

[0050] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
[0051] 石灰产品采用现场制浆,原材料可采用生石灰、消石灰或者其他工业生产过程中产生的高含量有效氧化钙副产品,其有效作用原理为在泥浆中发生水化反应、中和负电荷作用及吸附作用,增大絮团粒径,降低泥浆比阻;粉煤灰主要起改善泥浆的粒径分布,加强泥浆的脱水性能,增加泥饼力学强度作用;阴离子聚丙烯酰胺主要作用为利用其黏性和网状结构对泥浆颗粒产生较强的吸附架桥作用,形成坚固、不易破碎的大絮状体,使固液分离,便于污泥泥水分离。
[0052] 实施例
[0053] 一种工程泥浆处理系统,所述泥浆处理系统包括:
[0054] 实施例中,所采用压滤机为快开式隔膜压滤机,型号为KMZGF600/2000-U。
[0055] 预处理单元A、调节单元B、调理改性单元C、压滤脱水单元D及余水处理单元E;
[0056] 泥浆经过所述预处理池后将泥浆中的杂物去除;
[0057] 所述预处理单元A,包括:预处理池A1、回旋格栅A2、杂物传送带A3及杂物回收装置A4,所述预处理池A1设有泥浆进口A101;所述预处理池A1分为预处理池布水区A102、重物沉降区A103及轻杂质去除区A104,所述预处理池布水区A102呈三状且沿所述重物沉降区A103方向逐渐扩大,所述泥浆进口A101设置在所述预处理池布水区A102,泥浆进口A101连接泥浆管路,此预处理池布水区A102结构相较于现有其他布水区结构简单巧妙,施工难度小,成本低,适合工程泥浆这种杂物含量巨大的物料,泥浆经过预处理池布水区A102可保证泥浆沿沉降区断面均匀分布,控制实际流速在设计流速范围之内,保证杂物去除效率。
[0058] 所述重物沉降区A103与所述轻杂质去除区A104之间设有布水溢流墙A6,使出水呈平均分布,确保泥浆在整个运行断面上流速均匀一致。
[0059] 所述重物沉降区A103从上至下依次分为沉降部分A1031及储存部分A1032,确保通过沉降部分的流速在0.1m/s-0.3m/s范围内,泥浆在池内的有效停留时间控制在30s以上,确保大于0.2mm的重质杂物沉降完全,而轻质泥不沉淀,储存部分的容积设置为48h的存砂量,定期用泵、挖掘机或者抓斗移出到设置在旁边的堆砂场,清洗后外运作为建筑材料利用。
[0060] 轻杂质去除区A104设有两个回旋格栅A2,安装在格栅钢平台A201上,所述杂物传送带A3设在所述回旋格栅A2的顶部下方,经所述回旋格栅A2截留的杂物运动至所述回旋格栅A2的顶部时,自动掉落至所述杂物传送带A3上;泥浆经过重物沉降区A103的处理去除重型杂质,然后经过布水溢流墙A6的均匀分布出流,进入到轻质杂质去除区,最后经过回旋格栅A2去除漂浮及悬浮在泥浆中的轻质固体杂质,泥浆的过网流速控制在0.6m/s以下,确保格栅网不被堵塞,使轻质固体杂物去除完全。
[0061] 所述杂物回收装置A4包括栅渣堆放区A401,所述栅渣堆放区A401从上至下依次分为栅渣储存部分A4011及积水部分A4012,所述栅渣储存部分A4011及所述积水部分A4012之间安装有沥水板A4013,所述积水部分A4012安装有排水泵A4014,如图2及图4所示,若栅渣堆放区A401离预处理较远,可将运输车开至杂物传送带A3下方,然后落入运输车中的杂物直接运至栅渣堆放区A401。
[0062] 如图3及图5所示,也可将所述栅渣堆放区A401设在杂物传送带A3下方,杂物传送带A3上的杂物沿杂物传送带A3运转方向运动至所述杂物传送带A3一端,并落入所述栅渣堆放区A401,直接进行栅渣收集,提高处理效率。
[0063] 回收栅渣经过沥水后可再利用或处置,积水部分A4012的水经过收集后,可利用排水泵A4014排回至预处理池A1进行处理(图中未示出)。
[0064] 所述泥浆预处理系统还包括高压水喷头A5,高压水喷头A5设在回旋格栅A2及杂物传送带A3附近,对回旋格栅A2及杂物传送带进行冲洗,避免回旋格栅A2的堵塞。
[0065] 所述调节单元B包括调节池B1,经过杂物去除后的泥浆在所述调节池B1进行重力浓缩,所述预处理池A1与所述调节池B1连接;
[0066] 所述调节池B1包括调节池布水区B101、泥水分离区B102及清水收集区B103;调节池布水区B101及所述泥水分离区四周为斜坡面B104,所述斜坡面B104的坡度为1:2,以保证整个调节池围堰结构的安全性,同时斜坡设计能保证断面呈渐变式变化,有利于布水的均匀性。调节池布水区B101沿所述泥水分离区逐渐扩大;
[0067] 调节池布水区B101及泥水分离区B102的设计可以将泥浆均匀分布,且可以控制流速使泥浆在泥水分离区B102有充分的泥浆去除效率。
[0068] 所述泥水分离区B102与所述清水收集区B103之间设有排水堰B105,所述排水堰B105包括相对设置的第一侧B105a及第二侧B105b,所述第一侧B105a及所述第二侧B105b为坡面,所述第一侧B105a与第二侧B105b坡面的坡度为1:1,将排水堰B1052设置成对称的坡面结构,可以避免排水流速过快,将下部沉淀泥浆带出,导致出水变浑浊。
[0069] 所述清水收集区B103连接有出水管B1031,泥浆经过泥水分离区B102重力沉淀后,上清液经所述排水堰B105后收集至所述清水收集区B103,然后经所述出水管B1031排出进入余水处理单元E;
[0070] 所述移动式泥浆抽取装置为移动式浮箱泥浆泵或小型绞吸船,采用移动式抽泥装置进行抽泥,可确保整个调节池内的底部沉泥厚度均匀分布,提高调节池有效利用率,保障输送泥浆浓度在较高水平,泥浆经调节池泥水分离后,其含水率稳定在75%~85%。
[0071] 经过除杂后的泥浆经过调节池布水区B101后,在泥水分离区B102进行沉淀分离,泥水分离区B102下部为泥浆浓缩区,上层泥颗粒在重力作用下,挤出下层颗粒的间隙水,使泥浆得到浓缩,控制池内水面距离泥水界面在0.5m以上,保障泥水充分分离,上清液经排水堰B105溢流排出至清水收集区B103,清水收集区B103的上清液经出水管排至余水处理单元E,浓缩后的泥浆用移动式泥浆装置抽取后再利用泥浆输送装置排放至调理改性单元C进行处理,保证外排余水的悬浮物在150mg/L以下,排水堰B105最大负荷不宜大于5000m3/(m·d)。
[0072] 所述调理改性单元C包括依次连接的加料装置C1、配料池C2及调理均化池C3,所述调节单元B与所述配料池C2通过管路连接,管路上安装有计量泵C4,所述调理均化池C3安装有曝气装置C301,所述加料装置C1将脱水剂加入配料池C2,随后进入所述调理均化池C3进行反应;
[0073] 所述加料装置C1包括第一加料器C101、第二加料器C102及第三加料器C103;
[0074] 所述第一加料器C101包括第一物料储存容器C1011及连接在所述第一物料储存器C1011与所述配料池C2之间的第一加料管路C1012,第一加料管路C1012依次连接有液下抽泵C1013、流量计C1014及调节阀C1015;
[0075] 所述第二加料器C102包括第二物料储存容器C1021及连接在所述第二物料储存容器C1021与所述配料池C2之间的螺旋运输机C1022,所述第二储存物料容器C1022安装有计量称重卸料阀C1023;
[0076] 所述第三加料器C103包括第三物料储存容器C1031及连接在所述第三物料储存容器C1031与所述配料池C2之间的加药机C1032,所述加药机包括计量泵及阀件等。
[0077] 所述压滤脱水单元D包括压滤机D1,压滤机D1与所述第一加料器C101之间连接有回流管D2,当工程泥浆含水率较高或因外部原因而导致不稳定,可在所述压滤脱水单元D与所述调节池布水区B101之间连接有回流管D2,滤液对泥浆有絮凝沉淀作用,可在调节池布水区B101与泥浆混合均匀进入泥水分离区B102,经浓缩后可将泥浆在调节池B1含水率调节至80%左右,为后续脱水做准备。
[0078] 所述压滤机D1的进料管路与所述曝气搅拌装置C301连接有反吹管路D3,用高压空气进行反吹将压滤机D1进料管路中的高含量水泥浆将送回至调理均化池C3,防止卸料时混入泥饼中影响泥饼含水率,同时为曝气装置C301提供动力,以此起到降低能耗的作用,压滤机D1与储气罐D4连接。
[0079] 所述余水单元E包括二氧化碳一级中和装置E1、混凝沉淀池E2、二级中和装置E3以及高精度过滤池E4,所述高精度过滤池E4与所述调节池之间连接有回流管(图中未示出),所述混凝沉淀池E2与所述调节池B1之间连接有回流管(图中未示出)。
[0080] 本实施例系统中,可将压滤机与高压喷头之间连接有回流管,将滤液用于回旋格栅和杂物传送带进行冲洗。
[0081] 实施例二
[0082] 利用实施例一系统进行工程泥浆处理。
[0083] 本处理方法应用于宁波市鄞州区建筑泥浆处理厂,设计建筑泥浆处理能力3
3600m/d,总占地面积13500㎡,由于入场泥浆量受到一定限制,实际运行平均日处理量约为3000m3/d;产出泥饼作为绿植土的生产原料,排出余水经处理后回用于厂区绿化、降尘等用途。
[0084] 处理泥浆主要为宁波市打桩产生的建筑泥浆,均通过密封罐车输送至厂内,泥浆含水率变化幅度较大,一般在70%-90%之间,每日中不同时间和逐日泥浆进厂量波动剧烈,受季节和地方政府临时政策影响大。
[0085] 步骤S1:工程泥浆从所述预处理池进入,去除沉积砂与建筑垃圾等杂物;每2天对清理出来的杂物主要是建筑垃圾进行外运处置;定期对沉积砂进行清理,清理砂经洗砂后满足建筑用砂质量标准,外运出售,平均每日产砂量约为30m3。
[0086] 步骤S2:去杂后的泥浆进入所述调节单元,进行泥水分离、泥浆浓缩和调蓄;
[0087] 在调节池布水区,来自压滤机的回流滤液与泥浆充分混合、反应,起到一定的絮凝沉淀作用,加快泥浆的泥水分离,提高泥浆浓缩效率;泥浆调节池占地面积3200㎡,总深度6m,有效水深5.7m,有效容积18240m3,设计储存周期为5天,实际存储周期为6d;调节池中设置有一台额定清水流量500m3/d、扬程20m、电机功率55kw的移动式浮箱泥浆泵,对底部浓缩后泥浆进行抽吸,送入到配料池,经每日检测抽吸泥浆的含水率比较均衡,基本在75%-
85%之间。
[0088] 步骤S3:进行泥水分离后的泥浆进入所述调理改性单元,加入调理改性剂与泥浆充分混合,混合后进行充分反应,得到改性泥浆;
[0089] 来自调节池的泥浆通过压力管路输送进入到配料池,与各种材料进行充分混合,配料池尺寸为φ×h=2×2.5m;为实现处理效果、处理效率和经济性之间的平衡,经过现场的实际配合比调试后,实际确定的药剂投加量(相对于泥浆的干物质质量比)为:石灰产品(以其中有效氧化钙作为计量)3.5%、粉煤灰1.5%、阴离子聚丙烯酰胺0.625‰。
[0090] 石灰产品可采用生石灰、消石灰或者其他工业生产过程中产生的高含量有效氧化钙副产品,配置浓度控制在20%-30%,从第一加料器进入配料池;
[0091] 粉煤灰采用干式投加,从第二进料器进入配料池;
[0092] 阴离子聚丙烯酰胺,分子量大于800万,配置成1-2‰溶度的溶液,通过计量泵,从第三加料器进入配料池。
[0093] 加药后的泥浆进入到调理均化池进行改性调理,以增加泥浆的脱水性能,均化池尺寸为24×16×3m,有效容积700m3;池底部设置曝气搅拌装置,管道直径100mm,材质为Q235A,曝气孔孔径10mm,垂直向下,孔间距为300mm,搅拌动力来源于压滤机反吹过程中的释放压缩空气,可达到节约能源的作用,曝气装置采用可升降式设计,定期对孔进行清理,防止堵塞。
[0094] 泵坑与调理均化池合建,设有6台低压泥浆泵和6台高压泥浆泵,低压泵采用离心式专用泥浆泵,额定流量100m3/h、扬程50m、功率37kw,高压泵选用柱塞泵,额定流量30m3/h、扬程100m、功率22kw。
[0095] 步骤S4:所述改性泥浆进入压滤脱水单元进行压滤脱水,得到泥饼,滤水部分回收至所述调理改性单元用于脱水剂配制,剩余滤水回收至所述调节单元用于泥浆沉淀;
[0096] 压滤脱水单元共设置6台600型的高压板框压滤机,单台工程泥浆处理能力可达到600m3/d;各台能自行独立运行,每套板框压滤机均配置有一个自动控制柜,可人为设置程序后全自动运行,也可根据运行过程中的实际情况进行随时调整;实际运营中每天运行
16h,运行周期控制在50min,泥饼厚度3cm,日处理建筑泥浆3000m3/d,日产泥饼量约900m3。
[0097] 调节池排水经溢流进入余水调节单元,进行余水处理。
[0098] 余水处理单元总占地约600㎡,采用二氧化碳中和技术,工艺流程为“集水池+一级中和+混凝沉淀+二级中和+高效过滤”,设计处理能力2800m3/d,实际处理能力2200m3/d,系统二氧化碳平均使用量约为500kg/d;
[0099] 步骤A1:
[0100] 调节池上清液溢流进入到集水池,经泵提升进入二氧化碳一级中和装置,一级处理池出水口设置在线工业pH计,实时监控中和后水的pH值,根据pH值自动调节投加管线上设置的在线质量流量控制器,进而对加药量进行控制,一级中和pH值控制在10.5以下;
[0101] 步骤A2:
[0102] 一级中和过程中会产生大量的碳酸钙固体微粒,出水自流进入一体式混凝沉淀池,投加药剂为PAC50-200mg/L、PAM2-5mg/L,混凝池总水力停留时间为2.5h,底部排泥通过污水泵送至泥浆调节池进行处理,泥水分离后出水悬浮物在20mg/L以下;
[0103] 步骤A3:
[0104] 混凝池出水经溢流堰排出进入到二级中和装置,二级处理池出水口设置在线工业pH计,实时监控中和后水的pH值,根据pH值自动调节投加管线上设置的在线质量流量控制器,进而对加药量进行控制,二级中和pH值控制在8.5以下;
[0105] 步骤A4:
[0106] 二级中和后排水自流进入后续高精度过滤池,对出水中的悬浮物进行进一步的处理,最终出水悬浮物可稳定达到10mg/L以下。截留的悬浮物定期通过反洗清除,随后通过泵输送返回至调节池进行处理;
[0107] 处理泥饼参数如表1所示。
[0108] 表1泥饼检测数据分析表
[0109] 序号 检测项目 数值1 含水率(%) 30.5
2 7天自由膨胀率(%) 18
3 承载比CBR(%) 12
4 水稳定系数(%) 80
5 泥饼厚度(mm) 30
[0110] 注:表中数值为运营期间每日检测数据的平均值。
[0111] 处理后的余水参数如表2所示。
[0112] 表2水质检测数据统计分析表(除pH值外,单位为mg/L)
[0113]水质指标 pH值 COD 氮 总氮 总磷 悬浮物
集水池余水 11.85 35 3.15 6.02 0.19 25.5
余水排放口 7.56 28 2.68 5.76 0.15 9.0
一级A标准 6-9 50 5(8) 15 0.5 10
[0114] 注:(1)表中数值为运营期间每日检测数据的平均值;
[0115] 括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
[0116] 实施例三
[0117] 利用实施例一系统进行工程泥浆处理。
[0118] 本处理工艺流程应用于绍兴市柯桥区滨海建筑泥浆处理厂,设计建筑泥浆处理能力7200m3/d,总占地面积33000㎡,实际运行平均日处理量约为6600m3/d;产出泥饼作为工程回填土,排出余水经处理后回用于厂区绿化、降尘等用途,剩余部分达标排放。
[0119] 处理泥浆为绍兴市柯桥区打桩产生的建筑泥浆,均通过泥浆船和密封罐车输送至厂内,泥浆含水率一般在70%-90%之间。
[0120] 步骤S1:工程泥浆从所述预处理池进入,去除沉积砂与建筑垃圾等杂物;每2天对清理出来的杂物主要是建筑垃圾进行外运处置;定期对沉积砂进行清理,清理砂经清洗后满足建筑用砂质量标准,外运出售,平均每日产砂量约为50m3。
[0121] 步骤S2:除杂后的泥浆进入所述调节单元,进行泥水分离、浓缩、调蓄;
[0122] 泥浆综合池占地面积12000㎡,总深度5m,有效水深4.5m,有效容积54000m3,设计储存周期为7.5天,实际存储周期为8d;调节池中设置有一台额定流量500m3/d、扬程30m、电机功率110kw的小型绞吸船,绞吸深度5m,对底部浓缩后泥浆进行抽吸,送入到加药单元,经检测抽吸泥浆的含水率比较均衡,基本在75%-85%之间。
[0123] 步骤S3:进行泥水分离后的泥浆进入所述调理改性单元,加入调理改性剂与泥浆充分混合,混合后进行充分反应,得到改性泥浆。
[0124] 来自调节池的泥浆通过压力管路输送进入到配料池,与各种材料进行充分混合,配料池尺寸为φ×h=2×2.5m,共设置2座;为实现处理效果、处理效率和经济性之间的平衡经过现场的实际配合比调试后,实际确定的药剂投加量(相对于泥浆的干物质质量比)为:石灰产品(以其中有效氧化钙作为计量)3.4%、粉煤灰1.6%、阴离子聚丙烯酰胺0.655‰。
[0125] 石灰产品可采用生石灰、消石灰或者其他工业生产过程中产生的高含量有效氧化钙副产品,配置浓度控制在20%-30%,从第一加料器进入配料池;
[0126] 粉煤灰从第二进料器进入配料池;
[0127] 阴离子聚丙烯酰胺,分子量大于800万,配置成1-2‰溶液,从第三加料器进入配料池。
[0128] 加药后的泥浆进入到调理均化池进行改性调理,以增加泥浆的脱水性能,均化池设置2座,单座尺寸为24×16×3m,有效容积1400m3;池底部设置曝气搅拌装置,管道直径100mm,材质为Q235A,曝气孔孔径10mm,垂直向下,孔间距为350mm,搅拌动力来源于压滤机反吹过程中的释放压缩空气。
[0129] 泵坑与调理均化池合建,设有12台低压泥浆泵和12台高压泥浆泵,低压泵采用离心式专用泥浆泵,额定流量100m3/h、扬程50m、功率37kw,高压泵选用柱塞泵,额定流量30m3/h、扬程100m、功率22kw。
[0130] 步骤S4:所述改性泥浆进入压滤脱水单元进行压滤脱水,得到泥饼,滤水部分回收至所述调理改性单元用于脱水剂配制,剩余滤水回收至所述调节单元用于泥浆沉淀;
[0131] 压滤脱水单元共设置12台600型的高压板框压滤机,单台处理能力可达到600m3/d;各台能自行独立运行,每套板框压滤机均配置有一个自动控制柜,可人为设置程序后全自动运行,也可根据运行过程中的实际情况进行随时调整;实际运营中每天运行22h,运行3 3
周期控制在48.9min,泥饼厚度2.95cm,日处理建筑泥浆6600m/d,日产泥饼量约1360m。
[0132] 调节池排水经溢流进入余水调节单元,进行余水处理。
[0133] 余水处理单元总占地约600㎡,采用二氧化碳中和技术,工艺流程为“集水池+一级中和+混凝沉淀+二级中和+高效过滤”,设计处理能力7000m3/d,实际处理能力5300m3/d,系统二氧化碳平均使用量约为800kg/d;
[0134] 步骤A1:
[0135] 调节池上清液溢流进入到集水池,经泵提升进入二氧化碳一级中和装置,一级处理池出水口设置在线工业pH计,实时监控中和后水的pH值,根据pH值自动调节投加管线上设置的在线质量流量控制器,进而对加药量进行控制,一级中和pH值控制在10.5以下;
[0136] 步骤A2:
[0137] 一级中和过程中会产生大量的碳酸钙固体微粒,出水自流进入一体式混凝沉淀池,投加药剂为PAC50-200mg/L、PAM2-5mg/L,混凝池总水力停留时间为2.5h,底部排泥通过污水泵送至泥浆调节池进行处理,泥水分离后出水悬浮物在20mg/L以下;
[0138] 步骤A3:
[0139] 混凝池出水经溢流堰排出进入到二级中和装置,二级处理池出水口设置在线工业pH计,实时监控中和后水的pH值,根据pH值自动调节投加管线上设置的在线质量流量控制器,进而对加药量进行控制,二级中和pH值控制在8.5以下;
[0140] 步骤A4:
[0141] 二级中和后排水自流进入后续高精度过滤池,对出水中的悬浮物进行进一步的处理,最终出水悬浮物可稳定达到10mg/L以下。截留的悬浮物定期通过反洗清除,随后通过泵输送返回至调节池进行处理;
[0142] 处理泥饼参数如表3所示。
[0143] 表3泥饼检测数据分析表
[0144] 序号 检测项目 数值1 含水率(%) 32.0
2 7天自由膨胀率(%) 19
3 承载比CBR(%) 13
4 水稳定系数(%) 79
5 泥饼厚度(mm) 29.5
[0145] 注:表中数值为运营期间每日检测数据的平均值。
[0146] 经对运营期间的水质检测数据进行分析,处理后的余水参数如表4所示下:
[0147] 表4水质检测数据统计分析表(除pH值外,单位为mg/L)
[0148]水质指标 pH值 COD 氨氮 总氮 总磷 悬浮物
集水池余水 11.80 33 4.15 8.12 0.22 19.8
余水排放口 7.66 27 3.68 7.26 0.18 9.3
一级A标准 6-9 50 5(8) 15 0.5 10
[0149] 注:(1)表中数值为运营期间每日检测数据的平均值;
[0150] (2)括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
[0151] 实施例四
[0152] 利用实施例一系统进行工程泥浆处理。
[0153] 使用相同系统对实施例二工程泥浆进行处理,使用时,关闭压滤机与调节池之间的回流管,不将滤液回用至调节池,其余操作方法均相同。
[0154] 泥浆经过除杂后,再经泥水分离、泥浆浓缩,含水率在82%~85%之间。
[0155] 处理泥饼参数如表5所示。
[0156] 表5泥饼检测数据分析表
[0157]序号 检测项目 数值
1 含水率(%) 34
2 7天自由膨胀率(%) 19
3 承载比CBR(%) 12
4 水稳定系数(%) 80
5 泥饼厚度(mm) 30
[0158] 注:表中数值为运营期间每日检测数据的平均值。
[0159] 对比例一
[0160] 使用相同系统对实施例二工程泥浆进行处理。
[0161] 除调理改性剂成分含量不同,其余处理方法均相同。
[0162] 石灰产品(以其中有效氧化钙作为计量)1.2%、粉煤灰1.5%、阴离子聚丙烯酰胺0.625‰。
[0163] 石灰产品、粉煤灰、阴离子聚丙烯酰胺原料与实施例二为同一来源。
[0164] 处理泥饼参数如表6所示。
[0165] 表6泥饼检测数据分析表
[0166] 序号 检测项目 数值1 含水率(%) 38
2 7天自由膨胀率(%) 25
3 承载比CBR(%) 10
4 水稳定系数(%) 70
5 泥饼厚度(mm) 30
[0167] 对比例二
[0168] 使用相同系统对实施例二工程泥浆进行处理。
[0169] 除调理改性剂成分含量不同,其余处理方法均相同。
[0170] 石灰产品(以其中有效氧化钙作为计量)3.5%、粉煤灰1.5%、阴离子聚丙烯酰胺0.4‰。
[0171] 石灰产品、粉煤灰、阴离子聚丙烯酰胺原料与实施例二为同一来源。
[0172] 处理泥饼参数如表7所示。
[0173] 表7泥饼检测数据分析表
[0174]
[0175]
[0176] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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