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34 5202210
南京建筑废弃泥浆絮凝减容效果与经济性分析
丁嘉仪1张春雷1∗陈森1李捷2曾文超2王健3
ꎬꎬꎬꎬꎬ
河海大学环境学院江苏南京南京环境集团有限公司江苏南京
( 210026ꎻ
南京地铁建设有限责任公司江苏南京
210000)
摘要以南京市建筑废弃泥浆为研究对象分别投加聚合***化铝聚合硫酸铁和阳离子聚丙烯酰***
:ꎬ(PAC)、(PFS)
开展絮凝减容试验分析絮凝剂在不同投加量下泥浆沉降水质指标及泥浆体积和含水率等的变化结果表明上
(CPAM)ꎬ、ꎮ:
述种絮凝剂对泥浆均有较好的絮凝沉降效果调理后泥浆的沉降速度由快变慢直至稳定尾水水质可达到污水排入城
3ꎬꎬ«
镇下水道水质标准排放标准调理的泥浆沉降效果最优经过的沉降泥浆可实现减容
»(GB31962—2015)ꎮCPAMꎬ20minꎬ
以上相对于直接将泥浆外运处置的费用对泥浆絮凝减容后外运可以降低的成本
80%ꎬꎬ83%ꎮ
关键词废弃泥浆絮凝排水减容经济分析建筑
:ꎻꎻꎻꎻ
中图分类号文献标志码文章编号
: :B :1006-2009(2022)05-0064-04
EffectandEconomicalAnalysisofFlocculationVolumeReduction
ofConstructionWasteSlurryinNanjing
11∗1223
DINGJia￣yiꎬZHANGChun￣leiꎬCHENSenꎬLIJieꎬZENGWen￣chaoꎬWANGJian
.CollegeofEnvironmentHohaiUniversityNanjingJiangsuChina
(1ꎬꎬꎬ210098ꎬꎻ
.
2ꎬꎬꎬ210026ꎬꎻ
.
3ꎬꎬꎬ210000ꎬ)
Abstract
:TakingconstructionwasteslurryinNanjingastheresearchobjectꎬflocculationvolumereduction
testwascarriedoutbyaddingpolyaluminumchloride(PAC)ꎬpolymericferricsulfate(PFS)andcationicpoly￣
acrylamide(CPAM)respectivelyforanalyzingthechangesofslurrysedimentationꎬwaterqualityindexꎬslurry
“Wastewaterqualitystandardsfordischargetomunicipalsewers”(GB31962—2015).Thesedimentationeffect
bymorethan80%.Comparedwithdirecttransportationꎬthecostcouldbereducedby83%whentheslurrywas
transportedafterflocculationandvolumereduction.
Keywords
:WasteslurryꎻFlocculationdrainageꎻVolumereductionꎻEconomicanalysisꎻConstruction
在城市钻孔灌注桩地下连续墙泥水盾构水题[5]随着可容纳废弃泥浆土地资源的逐渐减
、、、ꎮ
平定向钻及泥水顶管施工中通常使用泥浆来保持
ꎬ
开挖面的平衡稳定[1-2]废弃泥浆大多由细颗粒收稿日期修订日期
ꎮ:2021-12-20ꎻ:2022-09-03
基金项目国家自然科学面上基金资助项目江苏
土和黏土矿物组成颗粒长期处于悬浮状态难以:(52178387)ꎻ
ꎬꎬ省建设系统科技基金资助项目
自然沉降[3-4]目前城市废弃泥浆以直接外运处(2020ZD64)
ꎮꎬ作者简介丁嘉仪女浙江嘉兴人在读研究生研
置为主运输和处置成本较高部分废弃泥浆还会:(1996—)ꎬꎬꎬꎬ
ꎬꎬ究方向为固体废物资源化处理与利用
ꎮ
因处置不规范带来严重的环境污染和占地问通信作者张春雷
∗:E￣mail:zcl_******@
—64—
第卷第期丁嘉仪等南京建筑废弃泥浆絮凝减容效果与经济性分析年月
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少[6-7]对废弃泥浆进行减量化和资源化处理利用拌将泥浆倒入量筒中用橡胶
ꎬ1minꎮ800mL1Lꎬ
已经成为当今解决泥浆难题的必然趋势[8-10]塞盖住量筒上下颠倒次后放置在实验台上立
ꎮ5ꎬꎬ
由于城市建筑工地通常空间狭小且工期较紧即打开秒表计时记录不同时间泥面的高度
ꎬꎬꎮ
难以采用机械脱水的方法将泥浆压缩成泥饼外运时在液面下处采集上清液测
ꎬ30min5cm15mLꎬ
故考虑对泥浆采用絮凝调理后排除上清液就地减定上清液的浊度沉降试验共开展试验结束
ꎮ2hꎬ
容的方法以实现降低运输和处置费用的目的今后取出上清液进行常规水质指标测定每个配比
ꎬꎮꎬꎬ
选取种絮凝剂开展絮凝沉降试验通过对泥面高开展次平行试验结果取其平均值
3ꎬ3ꎬꎮ
度上清液水质等指标的测定和分析探讨不同絮
、ꎬ
凝剂对泥浆的减容效果并对泥浆减容后的外运处结果与讨论
ꎬ2
置做经济分析以期更好地指导废弃泥浆的处理絮凝调理对泥浆沉降的影响
ꎬ、
处置图为泥浆在种絮凝剂不同投
ꎮ1(a)(b)(c)3
加量下的沉降曲线
ꎮ
材料与方法
1
试验材料
试验所用泥浆取自南京泥浆处置中心泥浆调
节池的混合泥浆取样时利用抓斗取泥器从调节
ꎮꎬ
池中抓取底部的泥调匀后测定指标经测定泥
ꎬꎮꎬ
浆的值为密度为3液限
%ꎬ
塑限有机质占比为泥浆中砂粒粒
24%%ꎻ(
径占比为粉粒
≥75μm)%ꎬ(5μm~75μm)
占比为黏粒占比为
%ꎬ(≤5μm)%ꎮ
研究选用絮凝调理方案为聚合***化铝
:①
质量分数为投加量为药剂干质量与
(PAC)ꎬ2%ꎬ(
干土质量之比
)%、%、%、%、
阳离子聚丙烯酰***质量分数
1􀆰875%ꎻ②(CPAM)ꎬ
为投加量
%%、%、%、%、
聚合硫酸铁质量分数为投
%ꎻ③(PFS)ꎬ2%ꎬ
加量
%、%、%、%、%ꎮ
试验设备
型计上海雷磁仪器有限公司图泥面高度随时间的变化
pH-25pHꎬꎻ1
型浊度仪上海哈希水质分析有限公司
Variationofslurryheightwithtime
型电子天平上海越平科学仪器有限公
YP20002ꎬ
司型六联电动搅拌器常州普天仪器制造由图可见泥面高度随沉降时间的推移而
ꎻJJ-6Aꎬ1ꎬ
有限公司型真空过滤装置浙江黄岩天龙不断下降在投加絮凝剂后可明显看出泥面下沉
ꎻ2XZ-1ꎬꎬ
真空泵厂型数显鼓风干燥箱上速度加快试验表明絮凝剂的投加可使泥浆颗
ꎻGZX-9070MBEꎬꎮꎬ
海博讯实业有限公司粒在沉降过程中逐渐团聚泥浆的体积不断压
ꎮꎬ
泥浆调理试验方法缩随着时间的推移泥浆絮团不断靠近挤压颗
ꎻꎬꎬ
为了保证试验的一致性试验前将泥浆混合均粒间的作用力不断增强导致泥面变化趋于稳
ꎬꎬ
匀调整含水率为分别取泥浆倒入定泥浆沉降速度随时间的变化是一段先提升
ꎬ90%ꎮ1L1Lꎮ
烧杯中利用六联搅拌器首先在转速后降低的曲线与自然沉降原泥相比可以明
ꎬꎬ300r/minꎮ()ꎬ
下将泥浆快速搅拌以保证均匀再根据调理显发现种絮凝剂均可以加快整个沉降过程且
5minꎬ3ꎬ
方案用移液枪依次向泥浆中滴入不同掺量的絮凝在沉降稳定后的泥面高度也相较自然沉降
(5cm)
剂再搅拌之后在转速下慢速搅的泥面高度更低表明加入絮凝剂后泥浆
ꎬ1minꎬ100r/min(8cm)ꎬꎬ
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沉降后的体积更小种絮凝剂中添加和和
ꎮ3ꎬPAC70mg/L、45mg/L、8mg/L、500mg/~
絮凝剂的泥浆在沉降后沉降速率趋地表水环境质量标准中各指
PFS40minꎬ«»(GB3833—2002)
于平缓泥水界面线几乎不再变化沉降过程基本标限值分别为
、、、
完成而添加絮凝剂的泥浆在沉降和
ꎻCPAM20min30mg/L6~9ꎮ
后即可达到稳定这是由于无机高分子絮凝剂的在投加絮凝剂后可以看出和对
ꎮꎬPACCPAM
分子量和尺度远小于有机高分子絮凝剂的浊度的去除优于且随着絮凝剂的投加上清
ꎬCPAMPFSꎬꎬ
长链上所带的阳离子电荷能够中和远距离的负电液浊度呈现先下降后上升的趋势认为浊度最低值
ꎬ
荷同时通过吸附架桥的作用形成粒径较大的絮时的和投加量为最佳投加量即
ꎬPAC、PFSCPAMꎬ
团易于沉降[11]和在处理过程中波动
ꎬꎮ1􀆰25%、%%ꎮCOD
絮凝调理对尾水水质的影响最大除了指标以外其他均没有达到地表水
ꎬTPꎬ
为了更好地研究絮凝调理过程中絮凝剂对尾标准表明水质仍须进一步处理才能被排入地表
ꎬꎮ
水水质的影响分别测定了不同投加量下尾水的尾水排放应在技术可行经济合理的前提下根据
ꎬ、ꎬ
和值等指标见表试受纳水体的水质情况和实际工况进行选择而对
TN、NH3-N、TP、CODpHꎬ1ꎮꎮ
验表明原泥的和值分于建筑泥浆尾水种絮凝剂的水质指标均符合
ꎬTN、NH3-N、TP、CODpHꎬ3
别为污水排入城镇下水道水质标准
、、、«»(GB31962—
和污水排入城镇下水道水质标说明尾水未经处理可直接排入城镇下水
«2015)ꎬ
准中各指标的限值分别为道不会对环境造成二次污染
»(GB31962—2015)ꎬꎮ
表水质测定结果
1
Table1 Waterqualitymeasurementresults
ρρρρ
絮凝剂及投加量(TN)/(NH3-N)/(TP)/(COD)/浊度值
/%-1-1-1-1(NTU)pH
(mg􀅰L)(mg􀅰L)(mg􀅰L)(mg􀅰L)
絮凝调理对泥浆含水率及减容率的影响趋势与相似沉降结束后的含水率分别为
PFSꎬ
为了更好地说明絮凝剂在城市废弃泥浆减量和减容率分别达到和而
52%50%ꎬ79%80%ꎻ
化过程中的作用提出泥浆减容率上清液体积占的含水率变化幅度在沉降初期比较大沉降
ꎬ(CPAMꎬ
初始泥浆总体积的百分比来分析种絮凝剂对时的泥浆含水率为此时的减容率为
)320min43%ꎬ
泥浆的处理效果显然能够在更短时间内达到较低的
ꎮ83%ꎮꎬCPAM
种絮凝剂在最佳投加量下泥浆含水率和减含水率在实际工程中更具有可行性
3ꎬꎮ
容率随时间的变化曲线分别见图和图由图根据对沉降速率泥浆含水率减容率及水质
23ꎮ2、、
可见种絮凝剂均能够促进泥浆含水率的降低等指标分析得出有机絮凝剂的减容效果
ꎬ3ꎬꎬCPAM
缩短泥浆处理时间的含水率和减容率变化优于无机絮凝剂和在时可减容
ꎮPACPACPFSꎬ20min
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第卷第期丁嘉仪等南京建筑废弃泥浆絮凝减容效果与经济性分析年月
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减少了絮凝剂和泥浆外运的成本也提高了凝调理后排除上清液就地减容不但经济效益明
83%ꎬꎬꎬ
泥浆处理效率显还能有效减少占地面积减轻环境影响具有良
ꎮꎬꎬꎬ
好的社会和环境效益
ꎮ
结语
3
和均可有效促进废弃泥浆的
PAC、PFSCPAM
沉降及减容其最佳投加量分别为
%、%
和其中絮凝剂的减容效果最优沉
%ꎬꎬCPAMꎬ
降时即可减少泥浆的体积絮凝调理
20min83%ꎮ
后的泥浆上清液水质可满足污水排入城镇下水
«
道水质标准相关指标要求不
»(GB31962—2015)ꎬ
会对泥浆上清液的直接排放产生影响
图泥浆含水率随时间的变化ꎮ
2 该研究成果可以为城市废弃泥浆的絮凝减容
Variationofslurrymoisturecontentwithtime应用提供参考特别是对于大中城市泥浆产量大
ꎬ、
直接外运处置困难且工期较紧的工程通过在泥浆
ꎬ
中直接投加絮凝剂减容不但可以解决工程问题
ꎬꎬ
还具有显著的经济效益和社会效益
ꎮ
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