[發明專利]一種鉆孔灌注樁廢棄泥漿泥水分離方法

有效

• 申請號: 201410602858.5
• 申請日: 2014-11-02
• 公開（公告）號: CN104445860A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張欽喜;王曉杰;王強;翟玉新;陶韜;史超棟
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F11/14
• 分類號: C02F11/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種鉆孔灌注樁廢棄泥漿泥水分離新技術，屬于一種新型鉆孔灌注樁廢棄泥漿泥水分離技術。

背景技術

隨著我國經濟實力的不斷增強，我國基建投資和房地產投資等各方面迅猛增長。巨大投資對建筑業的快速發展起到了關鍵作用。在大量深基礎和地基處理等地基基礎施工中，機械成孔灌注樁被大量應用。但是，由于目前機械成孔灌注樁施工過程中一般都要用泥漿來輔助鉆孔施工，因而成樁后工地現場必然要產生大量待處理的廢棄泥漿。廢棄泥漿中通常含有各種有毒成份，排到環境中必然造成污染，因此廢棄泥漿排放前必須進行有效的處理。國外在對廢棄泥漿處理工藝技術的研究上較早，其中利用廢棄泥漿導電性特點來處理泥漿也有了一些研究。在20世紀90年代，M.B.Kostic、.R.Radakovic、.S.Radovanovic和.R.Tomasevic-Canovic做了用膨潤土和廢棄泥漿來改變接地回路電阻的實驗，對于泥漿在有電極存在的情況下具有能減小回路電阻的作用。

我國對廢棄泥漿的處理技術的研究始于上世紀九十年代，對廢棄泥漿危害環境有了一些認識，并且開始尋找一些對環境無害的處理劑和開展廢棄泥漿體系研究。從這些研究中得到的一些技術，主要有固化處理、脫水回收、焚燒處理、回填處理、再循環使用、注入安全地層等。

為了消除污染、回收利用，國內外學者及相關從業者進行了大量工作，也取得了顯著成效，現今主要治理方法可歸納為固化處理、注入安全地層、回填處理、脫水回收、焚燒處理、再循環使用、破乳法、機械脫水法、微生物處理、MTC(Mud?To?Cement)技術等處理方法。其中破乳法、機械脫水法、微生物法和MTC技術是四種比較新的工藝方法。如今，國內已經研制和應用了降低含水量的相關設備，主要有固液分離脫水裝置和污水處理裝置，如板框式壓濾機、慮帶式壓濾機、臥式螺旋離心機。

無論哪種處理技術都有一定的適用范圍和局限性，因此在處理工藝選擇上要根據各現場產生的廢棄泥漿的性質及現場所在的地理、氣候、環境等特點進行最合理的優化選擇，同時為了更有效的治理廢棄泥漿的污染問題，既要強化源頭與過程控制，又要開發綜合利用新技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種方法使之能夠快速、高效的對鉆孔灌注樁產生的廢棄泥漿進行處理，降低廢棄泥漿的處理成本，使工地廢棄泥漿的處理更加科學有效。

為了這個目的，本發明采用的技術方案如下：

一種鉆孔灌注樁廢棄泥漿泥水分離方法，其特征在于：利用絮凝劑明礬對廢棄泥漿進行破膠處理；明礬加入量為泥漿質量的0.80％～1.0％；排出上層清液后，在泥漿中放置電極，形成電勢差；對廢棄泥漿進行脫水；最終使所處理的泥漿水率低于70％。

當廢棄泥漿中還有Na-CMC或Na₂CO₃，另外還需要加入明礬的量為n₃，Na-CMC?n₁和Na₂CO₃?n₂與明礬在水溶液中反應的摩爾比分別為n₁：n₃＝3:1，n₂：n₃＝3:2。

進一步，所述電極負極材料采用鐵、鋁或鋅等金屬材料。

進一步所述電極正極材料采用銅、碳或石墨等材料。

以廢棄泥漿主要組成及初步破膠處理為基礎，利用廢棄泥漿的電動特性，對鉆孔灌注樁產生的廢泥漿進行快速處理。

廢棄泥漿加入明礬后，反應迅速，體系中的微細膠體黏粒在絮凝劑(明礬)的作用下聚結沉淀。整個廢棄泥漿體系出現分層現象，上層為清液，下層為沉淀層。為了實現泥漿固液盡可能徹底分離，先將上層清液排出，然后對剩下的泥漿沉淀層進行電動脫水處理。

排出水的沉淀層含水率仍然較高，屬于泥的范疇。在廢棄鉆井泥漿底部布置電極，電極間通以低壓直流電，電極間存在電勢差。根據Stern雙電層模型，在外加電場作用下，反離子的電荷會沿著外加電場的方向運動，?從而也會帶動液體一起運動，而固體層會隨著黏粒一起運動。最終，到達固液分離的效果，沉淀層含水率顯著降低。

本發明與現有技術相比，具有如下優點及突出性效果：

(1)經濟效應好。使用絮凝劑(明礬)價錢便宜，用電量少。整個泥水分離過程較廢棄泥漿外運費用節省20％。

(2)節能環保。通過絮凝-電動脫水處理廢棄泥漿，避免外棄泥漿引起的環境污染問題。

(3)操作簡便安全。采用低壓直流電，電極布置完成后自動運行，無需人工值守操作。