泥浆固化处理装置及处理方法与流程

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种泥浆固化处理装置及处理方法。

背景技术：

在工程施工行业中，泥浆是一种常见的工程施工衍生品。在正反循环泥浆护壁钻孔灌注桩、泥浆护壁地下连续墙、泥水平衡顶管机等施工中，泥浆很好的起到了护壁、防渗、平衡土压力、悬浮土渣、润滑降温等作用。但是大量的泥浆如果不及时进行有效的固化处理，就会造成环境的污染。传统的施工泥浆弃浆处理方案是：在施工现场修建沉淀池，先采用筛网去除泥浆中的碎石、砂等固体颗粒物，泥浆再排到三级沉淀池进行充分沉淀。施工的过程中，需频繁利用挖掘机清理三级沉淀池，清理出来的沉渣运至蒸发池中，等到自然脱水固化后，运至储料场或弃渣场。这种方法不仅处理泥浆效率低，还容易造成环境的二次污染。

一些工程采用诸如带式压滤机对泥浆进行挤压处理，并对含水率低的滤饼进行后续处理。但是其在加工过程中仍存在诸多问题，如用水量大、泥浆不进行预处理或预处理后的泥浆固化效率低。

技术实现要素：

本发明提供了一种泥浆固化处理装置及处理方法，具有用水量小，泥浆固化效率高等优点。

为了达到所述目的，本发明采用如下技术方案：

一种泥浆固化处理装置，其特征在于：

包括泥浆初分离系统、加药系统、泥浆分离系统和沉淀回收系统；

所述泥浆初分离系统包括泥浆箱，所述泥浆箱与工作井通过进水管和出浆管连接，所述泥浆箱内比重较大的泥浆经由泥浆管排入所述加药系统；

所述加药系统包括石灰水池、高分子凝聚剂池以及管道混合器，所述高分子凝聚剂池通过加药支管与管道混合器连接，泥浆注入所述管道混合器内后通过所述泥浆管排入所述泥浆分离系统，所述石灰水池内的石灰溶液在泥浆混合液排入所述泥浆分离系统前注入泥浆管内；

所述泥浆分离系统包括带式压滤机，所述泥浆管与所述带式压滤机连接，所述带式压滤机的滤液流入所述沉淀回收系统；

所述沉淀回收系统包括沉淀池和清水箱，所述沉淀池与所述带式压滤机和所述清水箱连接，所述清水箱与所述泥浆箱和外接水源连接。

作为一种优选，所述泥浆管环绕所述带式压滤机设置，所述石灰溶液由所述泥浆管末端注入所述泥浆管。

作为一种优选，所述沉淀池包括一级沉淀池、二级沉淀池和三级沉淀池，所述一级沉淀池和所述三级沉淀池分别与所述二级沉淀池连通，所述一级沉淀池与所述泥浆分离系统连接，所述三级沉淀池与所述清水箱连接。

作为一种优选，所述泥浆箱包括第一箱体、第二箱体和第三箱体，所述第一箱体和所述第三箱体位于所述第二箱体相对侧并与所述第二箱体连通，所述进水管和所述出浆管分别与所述第一箱体和所述第三箱体连通。

作为一种优选，所述带式压滤机的滤网上侧设有网带冲洗管，所述清水箱与所述网带冲洗管连接。

一种泥浆固化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

泥浆经过沉淀后排入泥浆分离系统；

调配石灰水溶液和高分子凝集剂水溶液；

将所述高分子凝集剂水溶液和所述石灰水溶液先后与泥浆混合后送入泥浆分离系统；

泥浆分离系统分离出的滤液经沉淀后，对其上清液回收利用，以补充泥浆箱或用来调配水溶液。

作为一种优选，调配高分子凝集剂水溶液时，先往药剂池中加入一定量的水，使用药勺将高分子凝集剂轻轻撒散开，然后开启电机搅拌。

作为一种优选，调配石灰水溶液时，先往药剂池中加入一定量的水，再投放生石灰粉，用电机搅拌3-5分钟。

作为一种优选，高分子凝集剂与石灰用量按质量比（0.080-0.085）:1进行使用。

作为一种优选，所用的石灰为熟石灰，其含量为90%，细度300目，按质量比水：石灰=1:（0.008-0.010）配比制备石灰水溶液。

综上，与现有技术相比，本发明的优点在于：

泥浆初分离系统、沉淀回收系统内的水与沉井工作井、洗车台、压滤机冲洗网带和药剂池等连接，形成整体、高效水循环系统，极大降低了外接水源的用水量，该过程中多个泥浆箱、多个沉淀池以及至少两个高分子凝聚剂池的设置提高了泥浆沉淀、预处理以及清水再循环的效率，即提高了泥浆固化效率；

通过凝集剂水溶液和石灰水溶液组分及调配、使用方法设计，可快速、低成本对泥浆进行固化，固化效果明显，便于带式压滤机进行处理，提高了泥浆固化处理效率，大大降低了泥浆处理费用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工艺流程图；

图3是管道混合器结构示意图。

图中的标号如下：

1．泥浆初分离系统，11．泥浆箱，111．进水管，112．出浆管，113．第一箱体，114．第二箱体，115．第三箱体，2．加药系统，21．石灰水池，22．高分子凝聚剂池，23．管道混合器，24．闸阀，25．加药支管，3．泥浆分离系统，31．带式压滤机，32．网带冲洗管，4．泥浆管，5．沉淀回收系统，51．沉淀池，511．一级沉淀池，512．二级沉淀池，513．三级沉淀池，52．清水箱，521．第一清水箱，522．第二清水箱，53．外接水源，6．工作井，7．洗车台。

具体实施方式

下面结合附图中实施例对本发明作进一步说明。

该泥浆固化处理装置用以在泥水平衡顶管施工时对泥浆固化处理，以避免对环境造成污染。

如图1和图2所示，其包括泥浆初分离系统1、加药系统2、泥浆分离系统3和沉淀回收系统5。

泥浆初分离系统1包括泥浆箱11，泥浆箱11与工作井6通过进水管111和出浆管112连接，工作井6内产生的泥浆由出浆管112抽入泥浆箱内进行沉淀，泥浆箱11内比重较大的泥浆经由泥浆管4排入加药系统2，比重较小的泥水通过进水管111输送到顶管机的泥水室中。

如图1中所示，泥浆箱11包括第一箱体113、第二箱体114和第三箱体115，第一箱体113和第三箱体115位于第二箱体114相对侧并与第二箱体114连通，进水管111和出浆管112分别与第一箱体113和第三箱体115连通。工作时，可通过出浆管112将携带有土渣的泥浆注入第一箱体113内，由第三箱体115上部抽取比重较小的泥水输送到顶管机的泥水室中，泥浆管4将第一箱体113下部较稠的泥浆输送到管道混合器23中加药处理。或采用相反的流程，即泥浆注入第三箱体115内，由第一箱体113上部抽取比重较小的泥水补充到顶管机的泥水室，泥浆管4将第三箱体115下部较稠的泥浆输送到管道混合器23中加药处理。

加药系统2包括石灰水池21、高分子凝聚剂池22以及管道混合器23，高分子凝聚剂池22通过加药支管25与管道混合器23连接，泥浆注入管道混合器23内后通过泥浆管4排入泥浆分离系统3，石灰水池21内的石灰溶液在泥浆混合液排入泥浆分离系统3前注入泥浆管4内。其中，泥浆管4端部沿水平方向环绕带式压滤机31设置并延伸至压滤机的网带上侧，以延长高分子凝集剂与泥浆的反应时间，同时减小了对空间需求。同样的，所述的泥浆管4注入高分子凝聚剂之后的管段还可设置成其他形状，诸如螺旋形或沿竖直方向或水平方向的s形结构，以延长与高分子凝集剂与泥浆的反应时间。石灰溶液由泥浆管末端注入泥浆管4，以提高泥浆管4中泥浆混合液的ph值，形成大量ca（oh）2絮体物，达到更好的絮凝沉淀效果。

单个高分子凝集剂池的容量超过10立方米，其数量为两个，并分别与管道混合器23连通。高分子凝集剂难溶于水，搅拌时间长，采用两个药池交替使用，以保证带式压滤机31工作用药的连续性。

如图3所示，管道混合器23上游设有闸阀24，高分子凝聚剂的输送管道与管道混合器23平行，其输送管道端部延伸出六根加药支管25，每个加药支管25上设有调流阀门。管道混合器23上设有两排孔，每排各有三个，加药支管25与所述孔之间通过耐腐蚀性的橡胶软管连通。

其工作过程如下：泥浆箱11内初步沉淀后排出的泥浆经闸阀24流入管道混合器23，向管道混合器23加入高分子凝集剂溶液，根据注入到带式压滤机31上的泥浆状态调节调流阀门，使泥浆和高分子凝集剂药液按一定的比例混合，达到最佳的絮凝沉淀脱水的效果。待泥浆混合液在环向布置的泥浆管4中充分反应后，再向泥浆管4中加入石灰水池21中的ca（oh）2溶液。加药反应后的泥浆混合液再注入到带式压滤机31的进浆口处进行压滤脱水处理。

泥浆分离系统3包括带式压滤机31，泥浆管4与带式压滤机31连接，带式压滤机31的滤液流入沉淀回收系统5。带式压滤机31主要由机架、动力传动装置、重力脱水、预压脱水、上下滤带、布料装置、滤带清洗装置、压辊、导向辊、纠偏辊、滤饼卸料装置、机器自动保护装置、气动控制箱及电气控制柜等组成。泥浆混合液由泥浆管4输送至滤网上侧后，沿滤网宽度方向铺展到带式压滤机脱水区的滤网上，在重力的作用下自由水透过滤网而渗出分离，并在滤网正面形成不流动状态的污泥团，达到压榨脱水区实施最大压力的条件。然后随着网带的移动而夹持在上下两条网带之间，经过具有可调性张紧力的过滤网带及受力逐渐加大的低压区至高压区，对其实施连续性增加的挤压力及剪切力作用下，将污泥或泥浆中的水份最大程度的挤压出来，形成含水率较低的滤饼，方便运输、储存及后续加工等的要求。

沉淀回收系统5包括沉淀池51和清水箱52，沉淀池51与带式压滤机31和清水箱52连接，清水箱52与泥浆箱11和外接水源连接。清水箱52包括第一清水箱521和第二清水箱522。第二清水箱522与外接水源、第一箱体113、第三箱体115和第二清水箱522连接，外接水源53与第一清水箱521可对第二清水箱522进行补水。在长时间作业导致输入到顶管机的泥水室的泥水不足时，由第二清水箱522中下部将较为浑浊的泥水补充到第一箱体113或第三箱体115内。

第二清水箱522还与石灰水池21和高分子凝聚剂池22连通，以对加药系统2提供配置药剂溶液的清水。

第二清水箱522下部的较浑浊的水可由水管输送到带式压滤机31上冲洗网带。第二清水箱522内的水严重不足时，可由外接水源进行补充。

沉淀池51包括一级沉淀池511、二级沉淀池512和三级沉淀池513，一级沉淀池511和三级沉淀池513分别与二级沉淀池512连通，一级沉淀池511与泥浆分离系统3连接，三级沉淀池513与清水箱52连接。一级沉淀池511与三级沉淀池513位于二级沉淀池512同侧，一级沉淀池511内的上清液流到三级沉淀池513内需经过一个u形的流道，以减少滤液排入和上清液抽出过程中的相互扰动，同时减小底部沉淀物，尤其是一级沉淀池511内底部沉淀物对三级沉淀池513内上清液的影响。

一级沉淀池511或二级沉淀池512与洗车台7连接，沉淀池内的上清液可用于清洗工程车辆。

本实施例给出了泥浆固化处理方法，包括以下步骤：

1）泥浆从沉井工作井内抽出后注入泥浆箱11内，经过沉淀后将下层的泥浆排入泥浆分离系统3；

2）在溶剂池内调配石灰水溶液和高分子凝集剂水溶液；

3）在泥浆排入泥浆分离系统3前，将高分子凝集剂水溶液和石灰水溶液先后与泥浆混合；

4）泥浆分离系统3分离出的滤液经沉淀后，对其上清液回收利用，以补充泥浆箱11或用来调配水溶液。

步骤2）中，在调配高分子凝集剂水溶液时，先往高分子凝集剂22中加入一定量的水，使用药勺将高分子凝集剂轻轻撒散开，然后开启电机搅拌，让高分子凝集剂充分分散开，避免成团撒入水中阻塞管道。搅拌30-40分钟的后备用，当蓄存时间超过12小时以上时要先搅拌后再使用。

步骤2）中，调配石灰水溶液时，先往石灰水池21中加入一定量的水，再投放生石灰粉，用电机搅拌3-5分钟。

该方法处理的泥浆偏酸性，为ph值约为6左右的酸性淤泥质泥浆，含水率为150-300%。

本实施例中，高分子凝集剂与石灰用量按质量比0.080:1进行使用。所用的石灰为熟石灰，其含量为90%，细度300目，按质量比水：石灰=1:0.008的配比制备石灰水溶液。高分子凝集剂为pam絮凝剂，按水、pam絮凝剂质量比1:0.00070配比制备pam絮凝剂水溶液。所配置的溶液需现配现用。

第二种实施例中，高分子凝集剂与石灰用量按质量比0.0833:1进行配比使用。所用的石灰为熟石灰，其含量为90%，细度300目，按质量比水：石灰=1:0.009的配比制备石灰水溶液。高分子凝集剂为pam絮凝剂，按水、pam絮凝剂质量比1:0.00075配比制备pam絮凝剂水溶液。所配置的溶液现配现用。

第三种实施例中，高分子凝集剂与石灰用量按质量比0.085:1进行使用。所用的石灰为熟石灰，其含量为90%，细度300目，按质量比水：石灰=1:0.010的配比制备石灰水溶液。高分子凝集剂为pam絮凝剂，按水、pam絮凝剂质量比1:0.00080配比制备pam絮凝剂水溶液。所配置的溶液现配现用。

以上说明仅仅是对本发明的解释，使得本领域普通技术人员能完整的实施本方案，但并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，这些都是不具有创造性的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。