溶解氣-藥劑真空預壓法
【技術領域】
[0001]本發明屬于巖土工程及環境保護技術領域，具體涉及一種溶解氣-藥劑真空預壓法。
【背景技術】
[0002]本課題組于2015年6月13日已經申請的“一種處理工程廢棄泥漿的藥劑真空預壓法(申請號為2015103224456)”對于一般的工程廢棄泥漿等來說，處理效果是非常明顯的，但是對于有機質含量高、含鹽量高的工程廢棄漿，粘粒含量高的吹填淤泥，以及含有大量厭氧細菌、蛋白、多糖的超高含水量污泥來說，還存在如下不足:(1)在藥劑真空預壓抽真空中后期，由于孔隙比的降低，滲透系數也隨之減小，抽水效率越來越慢，處理效率不算高；(2)對于較深厚的原位吹填淤泥或工程廢漿來說，攪拌設備龐大，攪拌成本偏高，會影響其進一步的推廣應用；(3)對含有大量厭氧細菌污泥來說，加入氧氣會促使其分解、釋放更多的吸附水，以達到脫水減量化的目的，但是單單污泥本身內部的氧氣含量很低，無法滿足污泥中菌群徹底分解的需求。這是目前藥劑真空預壓法所面臨的幾個難題。
[0003]為了解決目前藥劑真空預壓法處置廢漿、吹填淤泥和污泥中所面臨的三方面問題，一般有如下方法:對于問題(I)，可以加大排水通道的布置密度、縮短排水路徑的方法來解決，但這樣會增加接近I倍的處置成本，在經濟上是不可行的。對于問題(2)，擬處理淤泥和廢漿厚度越大，所需要投入設備的功率就越大，成本費用就越大，否則沒辦法全部攪拌均勻，影響后期處理效果，目前還沒有更好的處理辦法。對于問題(3)，根據污泥菌群中細菌的類型，一般是加入鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽等無機化學藥劑進行調理，以加速細菌的分解，然后再采用壓濾進行深度脫水，這種方法的效率比較低。
[0004]對于上述三個問題，如果在藥劑真空預壓法的基礎上加入具有某些特性的氣體則會取得意想不到的效果，其一加入空氣后，空氣中的氧氣、二氧化碳會溶解在漿液中，并與漿液中的化合物發生化學反應，例如二氧化碳的溶解度約為1690mg/L(如果空氣溫度、壓力增加的話，溶解度還會繼續增加)，大量的二氧化碳會與漿液中的氧化鈣發生反應而生成方解石，方解石之間相互連接而形成具有一定強度的結構，可以增大漿液的滲透系數，促進排水。其二是氣體溶解在漿液中會導致漿液體積增大，并變為非飽和狀態，也可以增大其滲透系數。其三是在向漿液中連續不斷的注入具有一定壓力氣體的過程中，氣體會推動顆粒之間的液體向壓力低的區域滲流，即起到增滲的作用。其四是采用空氣作為介質添加有些粉狀藥劑到漿液中時，不會增加漿液的含水量，對于漿液的脫水是有利的。其五漿液中的化學反應一般都與溫度有關，高溫氣體的加入，會加快反應進程，改良反應效果，從而起到催化劑的作用。其六是污泥中含有大量細菌，加入氯氣等特殊氣體可以起到殺菌的作用。其七是加入氣體不會產生滲濾液，無需采取相關的滲漏保護措施。
[0005]出于以上考慮，本課題組在原藥劑真空預壓法的基礎上，提出了溶解氣-藥劑真空預壓法，該方法不僅能改善原藥劑真空預壓法的處理效果，而且拓寬了應用領域，可以用于特高含水率的城市生活污泥的深度脫水處理，不僅在巖土工程，而且在環境工程方面也有著極其廣闊的應用前景及良好的社會效益。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對目前“一種處理工程廢棄泥漿的藥劑真空預壓法(申請號:2015103224456)”存在的不足，而提出一種溶解氣-藥劑真空預壓法，其效率高，應用范圍廣，效果好，能處置廢漿、吹填淤泥、污泥。
[0007]根據本發明的一個方面，提供步驟一，現場采取工程廢漿樣品，對其含水率、顆粒組成、礦物成分、PH值、比重特別物理、化學性質進行測定分析；
步驟二，根據步驟一的分析結果確定第一化學藥劑、第二化學藥劑、第三化學藥劑、溶解氣的添加量及其參數，第一化學藥劑、第二化學藥劑、第三化學藥劑的摻入比分別約為
0.01%?0.6%、0.05%?0.4%、0.001%?0.1%，溶解氣的壓力為0~0.6MPa，溫度為O?60度；
步驟三，根據場地大小、人工、機械臺班、待處理廢漿量施工現場實際情況設計廢漿沉淀池、真空固液分離池、栗送量；
步驟四，布置沉淀池、真空固液分離池，將低速攪拌機與泡沫板相連，將廢漿經栗送管打入沉淀池中到一定高度；
步驟五，將第一化學藥劑、第二化學藥劑、第三化學藥劑依次經栗送管打入沉淀池中，并用低速攪拌機進行攪拌，使廢漿與添加劑充分混合均勻；
步驟六，將氣體通過加氣裝置及注氣管送入廢漿，并溶解在其中，與第一化學藥劑、第二化學藥劑、第三化學藥劑和廢漿中的化合物發生化學反應；
步驟七，將加入化學藥劑后的廢漿混合物靜置，每隔10~30min時間采用沉淀池中的沉淀物進行分析，當含水率、顆粒分布指標達到要求后排空上清液；
步驟八，在上述步驟五、步驟六進行的同時，在真空固液分離池中將橫向排水管與豎向排水管分別按間距0.5?1.2m布置在分離池中；
步驟九，將沉淀物即待處理廢漿用栗抽送至已布置好真空網絡排水系統的固液分離池，栗送量根據設計要求而定；
步驟十，在沉淀物上按要求鋪設土工布、密封膜，并將橫向排水管、豎向排水管與排水總管相連，連接管與真空栗相連，完成布置后進行真空加載；
步驟十一，在真空預壓過程中，按要求每間隔一定時間，取樣分析沉淀物的性質，當達到要求的含水率和強度時，停止真空加載；
步驟十二，結束后拆除真空網絡排水系統，并將真空固液分離池中的沉淀物用土方車運送至所需地點，完成處理。
[0008]優選地，所述溶解氣作為攜帶藥劑的介質氣流與藥劑同時加入并攪拌均勻。
[0009]優選地，所述溶解氣溶于漿液中后，直接與已施加的藥劑和膠體顆粒中的化學物質發生反應，使膠體顆粒釋放更多的吸附水，或其施加順序提前到藥劑施加之前，或溶解氣僅作為催化劑使用。
[0010]優選地，所述真空排水網絡系統與藥劑真空預壓中的相同，真空排水網絡系統包括真空栗、排水連接管、排水總管、橫向排水管與豎向排水管，橫向排水管與豎向排水管分別按照0.5?1.2m間距平行布置，二者組成空間網狀結構分布于真空固液分離池中。
[0011]優選地，所述第一化學藥劑、第二化學藥劑、第三化學藥劑與藥劑真空預壓中相同，第一化學藥劑采用聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚合硅酸鋁、微生物絮凝劑，第二化學藥劑采用粉煤灰、生石灰、熟石灰、硅藻土、珍珠巖，第三化學藥劑采用石膏、氫氧化鈉。
[0012]優選地，所述溶解氣采用氮氣、氧氣、二氧化碳、氯氣、氫氣、二氧化硫和空氣，各種溶解氣的摻入比與各自的溶解度相關，并與第一化學藥劑、第二化學藥劑、第三化學藥劑相互匹配使用。
[0013]優選地，所述溶解氣在真空預壓之前施加，或在真空預壓過程中施加，或與藥劑同時施加，或單獨施加，取決于工程的需要。
[0014]本發明的溶解氣-藥劑真空預壓法與之前申請的藥劑真空預壓法相比，主要體現在溶解氣方面，具有如下優點:(I)普通藥劑真空預壓法是采用機械方式加藥;本發明中所加藥劑可以借用溶解氣介質同時加入到漿液中，