一种桩基施工泥浆处理系统及泥浆处理工艺的制作方法
【专利摘要】一种桩基施工泥浆处理系统及泥浆处理工艺，属于建筑施工【技术领域】。它包括泥浆池和加药桶，泥浆池和加药桶内均设置搅拌装置，泥浆池与送浆泵连接，加药桶与送药泵连接，送浆泵与送药泵均与透明混合液管进料端连接，透明混合液管与泥水分离设备连接，泥水分离设备底部与蓄水池连接，蓄水池与回水泵连接。本发明从根本上取代原始落后的现有处理方式，改变现有处理方式中泥浆道路运输、泥浆码头处置等受制条件产生的不利状况，有助于改善现场文明施工，实现泥水分离，做到分离土干化就地回填或外运、分离水回收循环使用；解决了泥浆运输洒漏造成的市容环境污染，降低处理费用，实现绿色施工、节能环保，而且可连续操作，有效提高处理效率。
【专利说明】一种粧基施工泥浆处理系统及泥浆处理工艺【技术领域】
[0001]本发明属于建筑施工【技术领域】，具体涉及一种结构简单、泥浆处理方便的桩基施工泥浆处理系统及泥浆处理工艺。
【背景技术】
[0002]在城市建设桩基工程施工中，桩基泥浆起着平衡地层压力、保护孔壁稳定的重要作用，但多余泥浆及最终废浆的处置直接影响着现场工程进度、质量、文明施工、环境保护等诸多方面，是一直困扰工程施工的难题。目前常规的处置办法是将泥浆用封闭的槽罐车将泥浆运至郊外指定区域围堰堆积、自然干化、运至码头后再用船只驳运至海上指定区域排放。这种常规的处置方式，往往因桩基工程产生的泥浆量大、受制于运输道路、排放码头的各方面原因，出现泥浆难以排放、现场泥浆水四溢、槽罐车运输途中遭受罚款等各方面不利于工程建设的后果，致使泥浆处置费用显著增加；如出现码头卸点整顿时，直接导致现场停工。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、泥浆处理方便的桩基施工泥浆处理系统及泥浆处理工艺。
[0004]所述的一种桩基施工泥浆处理系统，包括泥浆池、送浆泵、加药桶、送药泵及泥水分离设备，所述的泥浆池和加药桶内均设置搅拌装置，其特征在于所述的泥浆池与送浆泵连接，加药桶与送药泵连接，送浆泵出料口与送药泵出料口均与透明混合液管进料端连接，透明混合液管出料端与泥水分离设备连接，泥水分离设备底部分别设置出水管和出渣管，出水管与蓄水池连接，所述的蓄水池与回水泵连接，回水泵出口与加药桶通过回水管连接，上述相邻部件均通过管道连接，管道上设有阀门。
[0005]所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的加药桶包括第一加药桶和第二加药桶，第一加药桶和第二加药桶底部出口均与送药泵连接，顶部均与回水管连接，第一加药桶与送药泵、第二加药桶与送药泵之间的管道上分别设置第七阀门、第六阀门，所述的回水管上近第一加药桶一端、近第二加药桶一端分别设置第八阀门及第九阀门。
[0006]所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的加药桶包括所述的透明混合液管进料端还设置清洗水管，所述的清洗水管上设置第十阀门。
[0007]所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的回水泵出口连接第二三通管，第二三通管的另外两通分别与回水管、回用水出水管连接，第二三通管与回水管、回用水出水管之间分别设置第三阀门与第四阀门。
[0008]所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的送浆泵与透明混合液管之间设置第一三通管，第一三通管的三通分别与送浆泵、透明混合液管及回浆管连接，所述的第一三通管与透明混合液管、回浆管之间分别设置第一阀门与第二阀门。
[0009]所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的送药泵出料口与透明混合液管进料端之间的管道上设置第五阀门。
[0010]所述的桩基施工泥浆处理系统处理泥浆工艺，其特征在于包括如下步骤:
1)施工前准备关闭所有阀门；
2)絮凝剂拌制
将絮凝剂及水分别加入第一加药桶和第二加药桶内，开启搅拌装置进行搅拌，所述的搅拌时间至少为0.5h，优选搅拌时间为0.5~lh，第一加药桶和第二加药桶在加药时交替使用；
3)泥浆和絮凝剂泵送
将桩基施工中产生的泥浆收集入泥浆池内，开启搅拌装置搅拌，打开第一阀门，通过送浆泵将泥浆泵出，并依次经过第一三通管、第一阀门泵入透明混合液管，同时，打开第七阀门和第五阀门，用加药泵将第一加药桶内的絮凝剂泵出，经过第五阀门进入透明混合液管内与泥浆混合；
4)泥水分离
透明混合液管的泥浆和絮凝剂混合液进入泥水分离设备，所述的泥水分离设备包括离心机及电控装置，开启电控装置，离心机高速旋转，利用经絮凝处理的泥浆中固液两相的密度差，使固相颗粒迅速与水产生分离沉积在离心机转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积的固体颗粒刮下并推出出渣管，进行后处理；分离出的水经出水管溢流排出至蓄水池内；
5)蓄水池水回收利用
打开第三阀门，利用回水泵将蓄水池内泵出，经过第二三通管及回水管，再打开第八阀门或第九阀门，将水泵入第一加药桶或第二加药桶中，用于溶解絮凝剂；打开第四阀门，将蓄水池内剩余的水经过回水泵泵出，由第四阀门及回用水出水管回用于施工过程中的冲洗。
[0011]所述的一种桩基施工泥浆处理工艺，其特征在于步骤I)中所述的絮凝剂为阴离子PAM,阴离子PAM投料质量为水量的1.0%~2%0。
[0012]所述的一种桩基施工泥浆处理工艺，其特征在于步骤3)中所述泥浆和絮凝剂的流量比为2.2:1，进入透明混合液管的流量为12m3/h。
[0013]所述的一种桩基施工泥浆处理工艺，其特征在于步骤3)中所述泥浆泵出量过大时，打开第二阀门，过多的泥浆通过第一三通管、第二阀门及回浆管送回泥浆池中。
[0014]通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
1)本发明通过在泥浆泵送系统中的泥浆泵后面设置第一三通管，用于调节泥浆出浆量，多余的泥浆通过该三通管返回泥浆池内，保证泥浆的合理流量及压力输送至泥水分离系统；
2)本发明采用阴离子PAM作为絮凝剂，具有溶解性好，粘度高，韧性强，无毒性等特点，能迅速吸附泥浆中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的絮凝物，加速悬浮液中的粒子的沉淀，达到泥水分离效果；另外，本发明在蓄水池上设置第二三通管，将回收的分离水再回收至加药桶内重复利用，由于回收的水内含有阴离子PAM，因此能有效地降低PAM的掺量，节省最达20%以上；
3 )本发明的离心机采用双电机双变频控制，带动转鼓、螺旋推料器同时同向高速旋转，在差速器的作用下形成转速5~30r/min的转速差，在高速旋转产生的离心力作用下，利用经絮凝处理的固液两相的密度差，使固相颗粒迅速与水产生分离沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积的固体颗粒刮下并推出排渣口，并将分离出的水经排水口溢流排出。由此通过恒力矩与恒差速两种控制方式，适应物料浓度、流量的变化，保证良好的分离效果和稳定的运行状态；
4)本发明采用上述处理系统及工艺，用于现场处理泥浆，具有广阔的开发利用前景，能从根本上取代原始落后的现有处理方式，改变现有处理方式中泥浆道路运输、泥浆码头处置等受制条件产生的不利状况，有助于改善现场文明施工，实现泥水分离，做到分离土干化就地回填或外运、分离水回收循环使用；避免了现有处理方式中泥浆运输洒漏造成的市容环境污染，降低处理费用，实现绿色施工、节能环保，而且可连续操作，有效提高处理效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的泥浆处理系统结构示意图。
[0016]图中:1-泥浆池，2-搅拌装置，3-送浆泵，4-第一三通管，5-第一阀门，6_第二阀门，7-透明混合液管，8-第三阀门，9-第二三通管，10-第四阀门，11-回水泵，12-蓄水池，13-泥水分离设备，14-出水管，15-出渣管，16-第五阀门，17-送药泵，18-第六阀门，19-第一加药桶，20- 第七阀门，21-第二加药桶，22-第八阀门，23-第九阀门，24-回水管，25-第十阀门，26-清洗水管，27-回浆管，28-回用水出水管。
【具体实施方式】
[0017]以下结合说明书附图对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:
如图1所示，本发明的一种桩基施工泥浆处理系统，包括泥浆送料系统、絮凝剂拌料系统、清洗系统、泥泥水分离系统及水回收回利系统；
所述的泥浆送料系统包括泥浆池1，泥浆池I内设置搅拌装置2，所述的搅拌装置2包括搅拌机和搅拌器，泥浆池I依次与送浆泵3、第一三通管4通过管道连接，第一三通管4与泥浆池I之间设置回浆管27，部分泥浆在泥浆池1、送浆泵3、第一三通管4及回浆管27之间形成循环；所述的第一三通管4与透明混合液管7、回浆管27之间分别设置第一阀门5与第二阀门6，第一三通管4的作用是调节泥浆与絮凝剂的混合流量比及泥浆与絮凝剂混合液进入透明混合液管7的流量，泥浆的与絮凝剂混合液合理流量根据泥水分离设备的处置能力而定，流量过大会导致该泥水分离设备负荷加大，出现阻塞，影响分离效果，同时，加剧泥浆泵的损耗，流量过小，降低了处理效率，因此，通过第一三通管4调节流量，过多的泥浆从第二阀门6及回浆管27返回泥浆池I内，保证泥浆的合理流量及压力输送至泥水分离设备13。
[0018]所述的絮凝剂拌料系统包括第一加药桶19和第二加药桶21，第一加药桶19和第二加药桶21底部出口均与送药泵17连接，顶部均与回水管24连接，第一加药桶19与送药泵17、第二加药桶21与送药泵17之间的管道上分别设置第七阀门20、第六阀门18，所述的回水管24上近第一加药桶19 一端、近第二加药桶21 —端分别设置第八阀门22及第九阀门23，第一加药桶19和第二加药桶21分别经过第七阀门20、第六阀门18后与送药泵17通过管道连接，送药泵17通过管道与透明混合液管7连接，两者之间设置第五阀门16，本发明所用的絮凝剂为阴离子PAM，阴离子PAM为白色颗粒物，能溶于水，溶解、搅拌时间一般达0.5-lh以上能有效发挥作用，为了使处理过程能连续，本发明在施工现场配置至少2套并联的第一加药桶19和第二加药桶21、两台加药桶交替使用，以保证絮凝剂的充分溶解及正常泵送，本发明的阴离子PAM的掺量一般水量的1.0%。-2%,即在It的自来水中掺入
1.0~2kg的絮凝剂。
[0019]所述的泥泥水分离系统包括透明混合液管7及泥浆水分离设备13，所述的泥水分离设备13包括离心机及电控装置，透明混合液管7进料口与泥浆池I出来的管道和加药桶出来的管道连接，泥浆与絮凝剂混合液从透明混合液管7送入，进入泥浆水分离设备13进行泥水分离，本发明的离心机采用双电机双变频控制，带动转鼓、螺旋推料器同时同向高速旋转，在差速器的作用下形成转速5~30r/min的转速差，在高速旋转产生的离心力作用下，利用经絮凝处理的固液两相的密度差，使固相颗粒迅速与水产生分离沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积的固体颗粒刮下并推出排渣口，并将分离出的水经排水口溢流排出。由此通过恒力矩与恒差速两种控制方式，适应物料浓度、流量的变化，保证良好的分离效果和稳定的运行状态；分离出来的渣经常出渣管15，排到旁边空地上，再用挖机、铲车等机械归堆至指定位置；也可将分离后的土体直接装车外运；分离出来的水经出液管14进入蓄水池12中。
[0020]为了提高经济效益，降低成本，本发明将分离回收的水进行重复利用，所述的水回收系统包括蓄水池12，所述的蓄水池12与回水泵11连接，回水泵11出口连接第二三通管9，第二三通管9的另外两通分别与回水管24、回用水出水管28连接，第二三通管9与回水管24、回用水出水管28之间分别设置第三阀门8与第四阀门10，本发明经泥水分离、出水管14溢流出的分离水，尚留有残余的阴子离PAM成分，利用回收水经回水管24进入加药桶内拌制添加阴子离PAM絮凝剂，能有效地降低阴子离PAM的掺量，通过现场实验得知可节约PAM达20%以上，大大降低了成本。
[0021]为了提高本发明的处理系统的使用寿命，在使用过程，需要对系统特别是透明混合液管7及泥浆水分离设备13进行清洗，本发明在透明混合液管7设置清洗水管26，需要清洗时，打开第十阀门25，将清水送入透明混合液管7及泥浆水分离设备13中进行清洗即可。
[0022]如图所示，利用本发明的桩基施工泥浆处理系统处理泥浆，其原理是将桩基施工时所产生的泥浆通过泥浆泵输送系统统一储存在泥浆总池中，再将待处理泥浆泵送至泥水分离设备入口处，与通过添加剂拌制输送系统配置好的絮凝剂混合(或通过泥浆泵和加药泵将泥浆和调剂好的絮凝剂，按配比集中在泥浆箱中搅拌)，使泥浆中的泥颗粒迅速凝聚、沉淀；再将混合液送入泥水分离设备，通过离心、分离处理，将分离后的水、土分别通过排渣口、排水口排出，实现泥浆泥水分离处置。分离出的泥土，可通过排渣口直接用传送带传送至指定位置，或通过滑槽排到空地上，再用机械归堆至指定位置；而分离出的废水，通过蓄水箱汇集后输送回添加剂拌制输送系统用于拌制添加剂，或经沉淀、稀释后继续用于工程循环泥浆。
[0023]具体工艺包括如下步骤:
I)施工前准备关闭所有阀门；2)絮凝剂拌制
将絮凝剂及水分别加入第一加药桶19和第二加药桶21内，开启搅拌装置2进行搅拌，所述的搅拌时间至少为0.5 h，优选搅拌时间为0.5~lh，第一加药桶19和第二加药桶21在加药时交替使用；所述的絮凝剂为阴离子PAM，阴离子PAM投料质量为水量的1.0%。~2%0 ；
3)泥浆和絮凝剂泵送
将桩基施工中产生的泥浆收集入泥浆池I内，开启搅拌装置2搅拌，打开第一阀门5，通过送浆泵3将泥浆泵出，并依次经过第一三通管4、第一阀门5泵入透明混合液管7，同时，打开第七阀门20和第五阀门16，用加药泵17将第一加药桶19内的絮凝剂泵出，经过第五阀门16进入透明混合液管7内与泥浆混合；
4)泥水分离
透明混合液管7的泥浆和絮凝剂混合液进入泥水分离设备13，所述的泥水分离设备13包括离心机及电控装置，开启电控装置，离心机高速旋转，利用经絮凝处理的泥浆中固液两相的密度差，使固相颗粒迅速与水产生分离沉积在离心机转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积的固体颗粒刮下并推出出渣管15，进行后处理；分离出的水经出水管14溢流排出至蓄水池12内；
5)蓄水池12水回收利用
打开第三阀门8，利用回水泵11将蓄水池12内泵出，经过第二三通管9及回水管24，再打开第八阀门22或第九阀门23，将水泵入第一加药桶19或第二加药桶21中，用于溶解絮凝剂；打开第四阀 门10，将蓄水池12内剩余的水经过回水泵11泵出，由第四阀门10及回用水出水管28回用于施工过程中的冲洗。
【权利要求】
1.一种桩基施工泥浆处理系统，包括泥浆池(I)、送浆泵(3)、加药桶、送药泵(17)及泥水分离设备(13)，所述的泥浆池(I)和加药桶内均设置搅拌装置(2)，其特征在于所述的泥浆池(I)与送浆泵(3 )连接，加药桶与送药泵(17 )连接，送浆泵(3 )出料口与送药泵(17 )出料口均与透明混合液管(7)进料端连接，透明混合液管(7)出料端与泥水分离设备(13)连接，泥水分离设备(13)底部分别设置出水管(14)和出渣管(15)，出水管(14)与蓄水池(12)连接，所述的蓄水池(12)与回水泵(11)连接，回水泵(11)出口与加药桶通过回水管(24)连接，上述相邻部件均通过管道连接，管道上设有阀门。
2.根据权利要求1所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的加药桶包括第一加药桶(19)和第二加药桶(21)，第一加药桶(19)和第二加药桶(21)底部出口均与送药泵(17)连接，顶部均与回水管(24)连接，第一加药桶(19)与送药泵(17)、第二加药桶(21)与送药泵(17)之间的管道上分别设置第七阀门(20)、第六阀门(18)，所述的回水管(24)上近第一加药桶(19) 一端、近第二加药桶(21) —端分别设置第八阀门(22)及第九阀门(23)。
3.根据权利要求1所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的加药桶包括所述的透明混合液管(7)进料端还设置清洗水管(26)，所述的清洗水管(26)上设置第十阀门(25)。
4.根据权利要求1所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的回水泵(11)出口连接第二三通管(9)，第二三通管(9)的另外两通分别与回水管(24)、回用水出水管(28)连接，第二三通管(9)与回水管(24)、回用水出水管(28)之间分别设置第三阀门(8)与第四阀门(10)。
5.根据权利要求1所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的送浆泵(3)与透明混合液管(7)之间设置第一三通管(4)，第一三通管(4)的三通分别与送浆泵(3)、透明混合液管(7)及回浆管(27)连接，所述的第一三通管(4)与透明混合液管(7)、回浆管(27)之间分别设置第一阀门(5)与第二阀门(6)。
6.根据权利要求1所述的一种桩基施工泥浆处理系统，其特征在于所述的送药泵(17)出料口与透明混合液管(7 )进料端之间的管道上设置第五阀门(16 )。
7.一种利用如权利要求1所述的桩基施工泥浆处理系统处理泥浆工艺，其特征在于包括如下步骤: 1)施工前准备关闭所有阀门； 2)絮凝剂拌制 将絮凝剂及水分别加入第一加药桶(19 )和第二加药桶(21)内，开启搅拌装置(2 )进行搅拌，所述的搅拌时间至少为0.5h,优选搅拌时间为0.5~lh,第一加药桶(19)和第二加药桶(21)在加药时交替使用； 3)泥浆和絮凝剂泵送 将桩基施工中产生的泥浆收集入泥浆池(I)内，开启搅拌装置(2)搅拌，打开第一阀门(5)，通过送浆泵(3)将泥浆泵出，并依次经过第一三通管(4)、第一阀门(5)泵入透明混合液管(7)，同时，打开第七阀门(20)和第五阀门(16)，用加药泵(17)将第一加药桶(19)内的絮凝剂泵出，经过第五阀门(16)进入透明混合液管(7)内与泥浆混合； 4)泥水分离透明混合液管(7)的泥浆和絮凝剂混合液进入泥水分离设备(13)，所述的泥水分离设备(13)包括离心机及电控装置，开启电控装置，离心机高速旋转，利用经絮凝处理的泥浆中固液两相的密度差，使固相颗粒迅速与水产生分离沉积在离心机转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积的固体颗粒刮下并推出出渣管(15)，进行后处理；分离出的水经出水管(14)溢流排出至蓄水池(12)内； 5)蓄水池(12)水回收利用 打开第三阀门(8)，利用回水泵(11)将蓄水池(12)内泵出，经过第二三通管(9)及回水管(24)，再打开第八阀门(22)或第九阀门(23)，将水泵入第一加药桶(19)或第二加药桶 (21)中，用于溶解絮凝剂；打开第四阀门(10)，将蓄水池(12)内剩余的水经过回水泵(11)泵出，由第四阀门(10)及回用水出水管(28)回用于施工过程中的冲洗。
8.根据权利要求7所述的一种桩基施工泥浆处理工艺，其特征在于步骤I)中所述的絮凝剂为阴离子PAM，阴离子PAM投料质量为水量的1.0%~2%0。
9.根据权利要求7所述的一种桩基施工泥浆处理工艺，其特征在于步骤3)中所述泥浆和絮凝剂的流量比为2.2:1，进入透明混合液管(7)的流量为12m3/h。
10.根据权利要求7所述的一种桩基施工泥浆处理工艺，其特征在于步骤3)中所述泥浆泵出量过大时，打开第二阀门(6)，过多的泥浆通过第一三通管(4)、第二阀门(6)及回浆管(27)送回泥浆池(I)中。
【文档编号】C02F9/04GK103951104SQ201410162215
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】洪顺生, 汪炎法, 单永华, 王恩臣, 张海全, 张伟璠 申请人:浙江省地质矿产工程公司