溶解气-药剂真空预压法制造技术

本发明专利技术提供一种溶解气-药剂真空预压法，其包括以下步骤：步骤一，现场采取工程废浆样品；步骤二，根据步骤一的分析结果确定化学药剂及溶解气等；步骤三，设计废浆沉淀池等；步骤四，将废浆经泵送管打入沉淀池中到一定高度；步骤五，将化学药剂等依次经泵送管打入沉淀池中；步骤六，将溶解气体通过加气装置及注气管送入废浆；步骤七，将加入化学药剂后的废浆混合物静置；步骤八，将横向排水管与竖向排水管布置在分离池中；步骤九，将沉淀物用泵抽送至已布置好真空网络排水系统的固液分离池；步骤十，完成布置后进行真空加载；步骤十一，停止真空加载；步骤十二，结束后拆除真空网络排水系统。本发明专利技术达到较为彻底的固液分离的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程及环境保护
，具体涉及一种溶解气-药剂真空预压法。
技术介绍
本课题组于2015年6月13日已经申请的“一种处理工程废弃泥浆的药剂真空预压法（申请号为2015103224456）”对于一般的工程废弃泥浆等来说，处理效果是非常明显的，但是对于有机质含量高、含盐量高的工程废弃浆，粘粒含量高的吹填淤泥，以及含有大量厌氧细菌、蛋白、多糖的超高含水量污泥来说，还存在如下不足：（1）在药剂真空预压抽真空中后期，由于孔隙比的降低，渗透系数也随之减小，抽水效率越来越慢，处理效率不算高；（2）对于较深厚的原位吹填淤泥或工程废浆来说，搅拌设备庞大，搅拌成本偏高，会影响其进一步的推广应用；（3）对含有大量厌氧细菌污泥来说，加入氧气会促使其分解、释放更多的吸附水，以达到脱水减量化的目的，但是单单污泥本身内部的氧气含量很低，无法满足污泥中菌群彻底分解的需求。这是目前药剂真空预压法所面临的几个难题。为了解决目前药剂真空预压法处置废浆、吹填淤泥和污泥中所面临的三方面问题，一般有如下方法：对于问题（1），可以加大排水通道的布置密度、缩短排水路径的方法来解决，但这样会增加接近1倍的处置成本，在经济上是不可行的。对于问题（2），拟处理淤泥和废浆厚度越大，所需要投入设备的功率就越大，成本费用就越大，否则没办法全部搅拌均匀，影响后期处理效果，目前还没有更好的处理办法。对于问题（3），根据污泥菌群中细菌的类型，一般是加入铁盐、铝盐、钙盐等无机化学药剂进行调理，以加速细菌的分解，然后再采用压滤进行深度脱水，这种方法的效率比较低。对于上述三个问题，如果在药剂真空预压法的基础上加入具有某些特性的气体则会取得意想不到的效果，其一加入空气后，空气中的氧气、二氧化碳会溶解在浆液中，并与浆液中的化合物发生化学反应，例如二氧化碳的溶解度约为1690mg/L（如果空气温度、压力增加的话，溶解度还会继续增加），大量的二氧化碳会与浆液中的氧化钙发生反应而生成方解石，方解石之间相互连接而形成具有一定强度的结构，可以增大浆液的渗透系数，促进排水。其二是气体溶解在浆液中会导致浆液体积增大，并变为非饱和状态，也可以增大其渗透系数。其三是在向浆液中连续不断的注入具有一定压力气体的过程中，气体会推动颗粒之间的液体向压力低的区域渗流，即起到增渗的作用。其四是采用空气作为介质添加有些粉状药剂到浆液中时，不会增加浆液的含水量，对于浆液的脱水是有利的。其五浆液中的化学反应一般都与温度有关，高温气体的加入，会加快反应进程，改良反应效果，从而起到催化剂的作用。其六是污泥中含有大量细菌，加入氯气等特殊气体可以起到杀菌的作用。其七是加入气体不会产生渗滤液，无需采取相关的渗漏保护措施。出于以上考虑，本课题组在原药剂真空预压法的基础上，提出了溶解气-药剂真空预压法，该方法不仅能改善原药剂真空预压法的处理效果，而且拓宽了应用领域，可以用于特高含水率的城市生活污泥的深度脱水处理，不仅在岩土工程，而且在环境工程方面也有着极其广阔的应用前景及良好的社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前“一种处理工程废弃泥浆的药剂真空预压法（申请号：2015103224456）”存在的不足，而提出一种溶解气-药剂真空预压法，其效率高，应用范围广，效果好，能处置废浆、吹填淤泥、污泥。根据本专利技术的一个方面，提供步骤一，现场采取工程废浆样品，对其含水率、颗粒组成、矿物成分、PH值、比重特别物理、化学性质进行测定分析；步骤二，根据步骤一的分析结果确定第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂、溶解气的添加量及其参数，第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂的掺入比分别约为0.01%～0.6%、0.05%～0.4%、0.001%～0.1%，溶解气的压力为0~0.6MPa，温度为0~60度；步骤三，根据场地大小、人工、机械台班、待处理废浆量施工现场实际情况设计废浆沉淀池、真空固液分离池、泵送量；步骤四，布置沉淀池、真空固液分离池，将低速搅拌机与泡沫板相连，将废浆经泵送管打入沉淀池中到一定高度；步骤五，将第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂依次经泵送管打入沉淀池中，并用低速搅拌机进行搅拌，使废浆与添加剂充分混合均匀；步骤六，将气体通过加气装置及注气管送入废浆，并溶解在其中，与第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂和废浆中的化合物发生化学反应；步骤七，将加入化学药剂后的废浆混合物静置，每隔10~30min时间采用沉淀池中的沉淀物进行分析，当含水率、颗粒分布指标达到要求后排空上清液；步骤八，在上述步骤五、步骤六进行的同时，在真空固液分离池中将横向排水管与竖向排水管分别按间距0.5~1.2m布置在分离池中；步骤九，将沉淀物即待处理废浆用泵抽送至已布置好真空网络排水系统的固液分离池，泵送量根据设计要求而定；步骤十，在沉淀物上按要求铺设土工布、密封膜，并将横向排水管、竖向排水管与排水总管相连，连接管与真空泵相连，完成布置后进行真空加载；步骤十一，在真空预压过程中，按要求每间隔一定时间，取样分析沉淀物的性质，当达到要求的含水率和强度时，停止真空加载；步骤十二，结束后拆除真空网络排水系统，并将真空固液分离池中的沉淀物用土方车运送至所需地点，完成处理。优选地，所述溶解气作为携带药剂的介质气流与药剂同时加入并搅拌均匀。优选地，所述溶解气溶于浆液中后，直接与已施加的药剂和胶体颗粒中的化学物质发生反应，使胶体颗粒释放更多的吸附水，或其施加顺序提前到药剂施加之前，或溶解气仅作为催化剂使用。优选地，所述真空排水网络系统与药剂真空预压中的相同，真空排水网络系统包括真空泵、排水连接管、排水总管、横向排水管与竖向排水管，横向排水管与竖向排水管分别按照0.5～1.2m间距平行布置，二者组成空间网状结构分布于真空固液分离池中。优选地，所述第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂与药剂真空预压中相同，第一化学药剂采用聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝、微生物絮凝剂，第二化学药剂采用粉煤灰、生石灰、熟石灰、硅藻土、珍珠岩，第三化学药剂采用石膏、氢氧化钠。优选地，所述溶解气采用氮气、氧气、二氧化碳、氯气、氢气、二氧化硫和空气，各种溶解气的掺入比与各自的溶解度相关，并与第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂相互匹配使用。优选地，所述溶解气在真空预压之前施加，或在真空预压过程中施加，或与药剂同时施加，或单独施加，取决于工程的需要。本专利技术的溶解气-药剂真空预压法与之前申请的药剂真空预压法相比，主要体现在溶解气方面，具有如下优点：（1）普通药剂真空预压法是采用机械方式加药；本专利技术中所加药剂可以借用溶解气介质同时加入到浆液中，效率高、覆盖面广、深度大。（2）加入二氧化碳、氯气等溶解气可以参与到药剂与浆液中化合物的反应中，进一步增大骨架结构的强度，使之在后期真空预压过程中始终保持渗流通道的畅通，从而可以起到提高效率、增强效果的作用。（3）选择高压、高温气体可以促进药剂与胶体颗粒、土颗粒之间的化学反应，起到催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶解气‑药剂真空预压法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一，现场采取工程废浆样品，对其含水率、颗粒组成、矿物成分、PH值、比重特别物理、化学性质进行测定分析；步骤二，根据步骤一的分析结果确定第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂、溶解气的添加量及其参数，第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂的掺入比分别约为0.01%～0.6%、0.05%～0.4%、0.001%～0.1%，溶解气的压力为0~0.6MPa，温度为0~60度；步骤三， 根据场地大小、人工、机械台班、待处理废浆量施工现场实际情况设计废浆沉淀池、真空固液分离池、泵送量；步骤四，布置沉淀池、真空固液分离池，将低速搅拌机与泡沫板相连，将废浆经泵送管打入沉淀池中到一定高度；步骤五，将第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂依次经泵送管打入沉淀池中，并用低速搅拌机进行搅拌，使废浆与添加剂充分混合均匀；步骤六，将气体通过加气装置及注气管送入废浆，并溶解在其中，与第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂和废浆中的化合物发生化学反应；步骤七，将加入化学药剂后的废浆混合物静置，每隔10~30min时间采用沉淀池中的沉淀物进行分析，当含水率、颗粒分布指标达到要求后排空上清液；步骤八，在上述步骤五、步骤六进行的同时，在真空固液分离池中将横向排水管与竖向排水管分别按间距0.5~1.2m布置在分离池中；步骤九，将沉淀物即待处理废浆用泵抽送至已布置好真空网络排水系统的固液分离池，泵送量根据设计要求而定；步骤十，在沉淀物上按要求铺设土工布、密封膜，并将横向排水管、竖向排水管与排水总管相连，连接管与真空泵相连，完成布置后进行真空加载；步骤十一，在真空预压过程中，按要求每间隔一定时间，取样分析沉淀物的性质，当达到要求的含水率和强度时，停止真空加载；步骤十二，结束后拆除真空网络排水系统，并将真空固液分离池中的沉淀物用土方车运送至所需地点，完成处理。...

【技术特征摘要】
1.一种溶解气-药剂真空预压法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一，现场采取工程废浆样品，对其含水率、颗粒组成、矿物成分、PH值、比重特别物理、化学性质进行测定分析；
步骤二，根据步骤一的分析结果确定第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂、溶解气的添加量及其参数，第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂的掺入比分别约为0.01%～0.6%、0.05%～0.4%、0.001%～0.1%，溶解气的压力为0~0.6MPa，温度为0~60度；
步骤三，根据场地大小、人工、机械台班、待处理废浆量施工现场实际情况设计废浆沉淀池、真空固液分离池、泵送量；
步骤四，布置沉淀池、真空固液分离池，将低速搅拌机与泡沫板相连，将废浆经泵送管打入沉淀池中到一定高度；
步骤五，将第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂依次经泵送管打入沉淀池中，并用低速搅拌机进行搅拌，使废浆与添加剂充分混合均匀；
步骤六，将气体通过加气装置及注气管送入废浆，并溶解在其中，与第一化学药剂、第二化学药剂、第三化学药剂和废浆中的化合物发生化学反应；
步骤七，将加入化学药剂后的废浆混合物静置，每隔10~30min时间采用沉淀池中的沉淀物进行分析，当含水率、颗粒分布指标达到要求后排空上清液；
步骤八，在上述步骤五、步骤六进行的同时，在真空固液分离池中将横向排水管与竖向排水管分别按间距0.5~1.2m布置在分离池中；
步骤九，将沉淀物即待处理废浆用泵抽送至已布置好真空网络排水系统的固液分离池，泵送量根据设计要求而定；
步骤十，在沉淀物上按要求铺设土工布、密封膜，并将横向排水管、竖向排水管与排水总管相连，连接管与真空泵相连，完成布置后进行真空加载；
步骤十一，在真空预压过程中，按要求每间隔一定时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：武亚军，骆嘉成，顾赛帅，卢立海，强小兵，陆逸天，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31