梁止水　楊才千,2　高海鷹　吳智仁

(1東南大學土木工程學院, 南京210096)(2東南大學混凝土及預應力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點實驗室, 南京210096)(3江蘇大學環(huán)境與安全學院, 鎮(zhèn)江212013)

建筑工程廢棄泥漿快速泥水分離試驗研究

梁止水1楊才千1,2高海鷹1吳智仁3

(1東南大學土木工程學院, 南京210096)(2東南大學混凝土及預應力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點實驗室, 南京210096)(3江蘇大學環(huán)境與安全學院, 鎮(zhèn)江212013)

摘要:為了研究建筑工程廢棄泥漿的快速泥水分離性能、提高泥漿泥水分離速率,采用化學絮凝的方法對建筑廢棄泥漿快速泥水分離性能進行了試驗研究．分析了多種無機絮凝劑、有機絮凝劑及復合絮凝劑對建筑工程泥漿的快速泥水分離性能的影響,得到了絮凝劑種類、添加量與泥水分離效果的關(guān)系．結(jié)果表明:有機絮凝劑對建筑泥漿具有較好的快速泥水分離效果,泥水分離后泥漿含水率小于50%,而無機絮凝劑和復合絮凝劑的泥水分離效果較差;從泥漿的組成及性質(zhì)分析可知,加入的有機絮凝劑與泥漿顆粒之間除了有壓縮雙電層作用外,絮凝劑還起到吸附架橋的作用;經(jīng)有機絮凝劑分離的上清液中，TN和TP含量達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級A及CODcr一級B排放標準．

關(guān)鍵詞:建筑泥漿;快速泥水分離;絮凝;含水率;絮凝機理

隨著我國城市化進程的不斷加快,高層、超高層建筑、高速道路、大型橋梁等土木工程的建設(shè)得到快速發(fā)展．但施工過程中產(chǎn)生了大量的廢棄泥漿、淤泥、渣土等建筑垃圾,處理不當會造成環(huán)境污染及資源浪費,目前已引起相關(guān)部門和研究機構(gòu)的高度重視．廢棄泥漿是土木工程中量大、污染環(huán)境嚴重和難以處理的建筑垃圾之一[1-3]．

建筑泥漿的組成成分以無機物為主,主要包括水分、黏性土顆粒、粉砂等,其化學成分有SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,Na2O,K2O等礦物質(zhì),還有少量COD,TN,TP和重金屬．其主要特征表現(xiàn)在:① 無機物含量大,成分較為固定,含水率較低,比重較市政污泥大,快速沉淀較為困難,因此一般的絮凝劑對其絮凝效果不明顯;② 建筑泥漿中含有的固體顆粒的粒徑較小,直徑在0.1～100 μm之間,相對稠度較大,外觀一般呈黏稠流體或半流體狀態(tài),色度大,顆粒細小,級配差,形成的膠體穩(wěn)定性較好,難以自然沉淀分離[4-5];③ 建筑廢棄泥漿的化學成分與土壤相似,若處理不當則形成的溶膠懸浮體混合液對環(huán)境造成威脅[6]．

目前,國內(nèi)外對泥漿處理的研究主要集中在石油鉆井、道路橋梁施工廢棄泥漿、河湖淤泥和活性污泥資源化等領(lǐng)域．其中,范英宏等[7]針對高速鐵路橋梁施工廢棄泥漿的處理工藝進行了研究,并通過成本計算說明了工藝的可行性;劉勇健等[8]采用正交試驗的方法研究了3種絮凝劑在不同濃度和攪拌強度時對廢棄泥漿的泥水分離效果的影響,提出了實驗條件下的最佳絮凝劑種類及配比;冷凡等[9]進行了不同有機高分子絮凝劑輔助添加無機助劑對工程廢棄黏性土絮凝脫穩(wěn)效果的研究．

本文研究了無機絮凝劑、有機高分子絮凝劑以及無機與有機高分子絮凝劑結(jié)合使用對建筑泥漿泥水分離效果的影響，分析了泥水分離絮凝后的水質(zhì)指標,從而為泥漿的快速泥水分離技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)．

1實驗設(shè)計

實驗材料:南京市建鄴區(qū)工程項目現(xiàn)場樁基泥漿,其外觀呈淺黃色,有機物含量小于5%,含水率為70%～85%,相對密度為1.20～1.25．

無機絮凝劑有聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)、聚合硅酸鋁鐵(PAFSI)等．

有機絮凝劑有聚丙烯酰胺系列非離子型(PAM)、陰離子型(APAM)、陽離子型(CPAM).聚丙烯酰胺由鞏義市新奇化工廠提供,分子量為1.0×107～1.2×107．

儀器與設(shè)備有Microtrac S3500 激光衍射法粒度分析儀、XD-3A X射線衍射儀、PHS-3C型精密數(shù)顯酸度計、恒溫真空干燥箱、電子天平、燒杯、玻璃棒和FEI Inspect F50掃描電子顯微鏡等．

主要檢測項目及測定方法如表1所示．

表1　樣品測試項目及方法

2實驗結(jié)果

2.1泥漿特征

1) 粒度分布．為了分析泥漿微粒粒徑對其穩(wěn)定性的影響,采用濕法進樣對泥漿進行粒徑分析,微粒的概率分布特征見圖1．

(a) 原始泥漿

(b) 泥水分離泥漿

由圖1(a)可知,90%的泥漿粒徑小于10 μm,表明該建筑泥漿中含有90%黏土和10%砂．泥漿微粒粒徑均呈微米級別,多小于5 μm,微粒的形狀不規(guī)則,形成分散性較好的泥漿分散懸浮體系．

由圖1(b)可看出,經(jīng)絮凝后漿體顆粒的粒徑分布有所改變,大于5 μm的顆粒比例接近40%,10 μm以下的約為65%,大于50 μm的也有所增加,小于1 μm的微粒已去除．上述實驗結(jié)果表明,絮凝劑可將小顆粒黏土顆粒凝聚成較大顆粒的絮體,降低了顆粒的分散性,有利于顆粒的沉降,有效實現(xiàn)泥水分離．

2) 化學成分．為了分析樣本的化學成分,取少量烘干泥樣在XD-3A X射線衍射儀上進行測試,利用Jade軟件對測試數(shù)據(jù)進行處理，得到的衍射圖譜和泥樣主要成分如圖2和表2所示，其中，θ為衍射角．

圖2　XRD圖譜曲線

名稱化學式uscovite-2M1KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2AluminumAcetateHydrox-ideC4H7AlO5AluminumAcetateHydrox-ideHydrateC4H7AlO5·2.5H2OAluminumAcetateHydrox-ideC4H7AlO53-n-HexylresorcinolC12H18O25-BromotetrazoleCHBrN41-Pentyl-3,5-dinitrobenzoateC12H14N2O6AliettiteCa0.2Mg6(Si,Al)8O20(OH)4·4H2O2-Phenyl-5-tetrazolecarbox-ylicacidC8H6N4O2

由圖2與表2可知,泥漿中含有SiO2,Al2O3等無機礦物質(zhì),也含有少量的有機物．

2.2自然沉降實驗

為了研究建筑廢棄泥漿的自然沉降效果,將原樣泥漿試樣加入蒸餾水進行稀釋,制取含水率分別為75%,80%和85%的泥樣．將泥樣放入250 mL量筒中，加至滿刻度靜置，觀察并記錄在不同沉降時間內(nèi)(0,30,60,120,180,240,300及480 min)污泥界面所處位置,以及不同濃度泥漿的懸濁液的體積變化．3種不同含水率泥漿樣本的上清液體積隨時間的變化如圖3所示．

圖3　3種泥漿樣本上清液體積隨時間的變化

由圖3可知,泥漿在自然沉降過程中,泥水界面的沉降速度隨著時間的延長而不斷減?。敽瘦^小時,初始階段泥漿的沉降速度較快,很快達到沉淀壓密點,但是在壓密點附近曲線的斜率明顯減緩,最后趨于水平．隨著泥漿含水率的增高,泥水界面達到壓密點的歷時較長,壓密點不明顯,且沉降后上清液的體積明顯增大．含水率為75%的泥漿在靜置沉降30 min 后,懸濁液的液面位于239 mL處,沉降比(SV)為91%,而含水率為85%的泥漿,懸濁液的液面位于215 mL處,SV為86%,這說明泥漿初始濃度愈高,黏土微粒間距愈小,微粒間的相互作用愈強．受擴散層水化膜的影響微粒間距難以進一步縮小,宏觀上表現(xiàn)為上清液液面高度難以下降,沉降比較大,沉降效果較差．

出現(xiàn)以上情況的主要原因是，當含水率較低時,泥漿中的顆粒濃度較大,發(fā)生了群體沉降,絮體在沉降的過程中,顆粒逐漸增大,沉速加快,能夠較快地進入等速沉降階段,達到壓密點狀態(tài)；之后主要是壓縮沉降階段,上清液的體積變化不大,曲線趨于水平．此時,泥漿絮體也開始進一步靠近接觸,顆粒間的作用力明顯增強,泥水絮體顆粒進一步靠近并互相接觸,顆粒間分子力作用更為明顯與強化,絮體在較短的時間內(nèi),形成網(wǎng)狀的絮團,導致泥水分離界面的沉速進一步減小．當含水率較高時,泥漿的顆粒濃度較小,顆粒間的相互作用較小,在沉降過程中相互干擾,沉速開始較慢,但是隨著沉降的進行,絮體顆粒的體積增大,絮團開始形成,沉速加快,最后慢慢進入壓密點,曲線也開始趨于平緩,最終達到泥水分離狀態(tài)．

綜上所述,不加任何絮凝劑僅依靠自然沉降對泥漿進行分離需要的時間較長,并且泥水分離效果較差,不具有工程上的可行性[10-11]．

2.3無機絮凝劑自然沉降實驗

為了研究不同無機絮凝劑對泥漿絮凝效果的影響,在泥漿樣本(含水率為80%) 中加入質(zhì)量分數(shù)為5%的4種無機絮凝劑(PAC,PFS,PAFC及PAFSI)，充分攪拌，4個樣本的上清液體積隨時間的變化如圖4所示．

圖4　無機絮凝劑的重力沉降曲線

4種無機絮凝劑的絮凝反應效果均不佳,上清液和絮體也沒有明顯的分層現(xiàn)象,泥水分離效果較差,沉降的懸濁液無堆積性,經(jīng)200目濾布過濾后的液體仍呈高度渾濁狀態(tài)．該現(xiàn)象與泥漿中含有的粉砂有關(guān),由于粉砂的相對比重大時,無機絮凝劑的黏性較小,而泥漿的比重比較大,含有粉砂較多,不能有效地將粉砂吸附黏結(jié)成較大顆粒的絮體,導致沉降效果有限,泥水分離效果較差．

未加絮凝劑的污泥沉降性能較差,上清液體積較小,污泥形成細小疏松礬花．加入無機絮凝劑后雖不能有效進行泥水分離,但沉降效果有輕微的改善.加入絮凝劑后可以明顯觀察到在燒杯中出現(xiàn)了一些細小顆粒,正是這些細小顆粒在沉淀過程中逐漸形成了稍大的絮體顆粒,從而有利于靜止沉降和泥水分離．與未加入任何絮凝劑的泥漿沉降相比,加入無機絮凝劑的沉降速度較快,上清液體積較大,沉降效果稍有改善．投加PAC,PAFC,PSF,PAFSI和空白的沉降后，上清液的體積分別為98,56,64,114和48 mL,可見其泥水分離效果依次為PAFSI,PAC, PFS, PAFC和空白．初始階段,沉降速度較快,但隨著時間的推移,沉降速度逐漸變慢,3 h以后趨于平穩(wěn),上清液體積幾乎不再發(fā)生變化,沉降程度達到最大．

2.4有機絮凝劑自然沉降實驗

采用同樣方法加入質(zhì)量分數(shù)為0.2%的有機絮凝劑(APAM,PAM,CPAM)25 mL, 進行攪拌,觀察0,30,60,120,180,240,300及480 min時間內(nèi)污泥界面所處位置,實驗結(jié)果如圖5所示．

投加有機絮凝劑后，污泥的沉降性有了明顯的改善,泥漿上清液與泥漿顆粒之間形成了較為清晰的界面．30 min后泥漿上清液約有60 mL,60 min后上清液約有95 mL,最終形成的上清液分別達125,118,114 mL.由此可以看出，加入有機絮凝劑的上清液體積比加入無機絮凝劑上清液體積多,且沉降效果優(yōu)于PAFSI,但形成的污泥絮體粗大且疏松.與CPAM和PAM的處理效果相比,APAM黏性較強,絮體顆粒較大,抗剪切能力較強[12],不易破碎,更容易實現(xiàn)固液分離,泥水分離效果較為顯著．

圖5　有機絮凝劑的自然沉降曲線

圖6為絮體形成過程中的形態(tài)．當加入25 mLAPAM絮凝劑后,在絮體形成的過程中,絮團逐漸增大,形成并壓實,將流動性的液態(tài)泥漿變成了半流動性的固態(tài)泥漿,呈現(xiàn)出一定的堆積性和強度[13]．為進一步降低含水率,提高泥水分離效果,還需要進行較長時間的過濾或者結(jié)合機械泥水分離進行處理．

圖6　絮體顆粒形態(tài)

2.5復合絮凝劑混合使用

研究表明,APAM作為絮凝劑的泥水分離效果最佳,因此將其與4種無機絮凝劑分別進行復配使用．復配方式主要分為3種:

1) 加APAM充分攪拌,然后加入質(zhì)量比1∶1的無機絮凝劑充分攪拌．經(jīng)觀察,加入APAM后,燒杯中逐漸形成絮體顆粒,并且隨著投加量的增加,顆粒變大,剪切強度增大,但慢慢加入無機絮凝劑后,已經(jīng)形成的絮凝顆粒開始逐漸溶解、破碎,直至最后變成和原泥漿相似的狀態(tài),經(jīng)濾布過濾,濾液呈嚴重渾濁狀態(tài),可見絮體基本上被分解成細小顆粒．這說明無機絮凝劑對有機絮凝劑的效果不具有協(xié)同作用,甚至發(fā)生了拮抗作用,明顯減弱其作用效果,使得沉淀效果較差．

2) 將無機絮凝劑和APAM 以質(zhì)量比1∶1混合加入．經(jīng)觀察,加入絮凝劑后,周圍有明顯的反應和絮體產(chǎn)生,而經(jīng)過充分攪拌后,形成的少量絮體也全部溶解,從表面上看與原泥漿無明顯差別,說明其絮凝效果不佳．這可能是因為有機絮凝劑和無機絮凝劑發(fā)生了反應,形成了絡合物或者膠體,從泥漿中分離出來,不能發(fā)揮正常的吸附、架橋、網(wǎng)捕等作用,導致已形成絮體的重新分解．

3) 先加入無機絮凝劑進行攪拌,待充分反應后再慢慢加入APAM．經(jīng)觀察,加入無機絮凝劑之后,無明顯的絮凝體產(chǎn)生,泥水也沒有明顯分層現(xiàn)象,但是可以看到有細小顆粒開始析出.然后再按質(zhì)量比 1∶1慢慢加入APAM,此時可以看到絮體顆粒開始慢慢變大,數(shù)量增多,抗剪切強度也有所增大,最終實現(xiàn)泥水分離.但是,所形成的絮體顆粒仍然比較細碎,特別是加入PFS的燒杯中,絮體顆粒特別細,無明顯大顆粒絮體,沉降效果較差．對于加入的PAC,PAFC和PAFSI無機絮凝劑的復合絮凝劑,經(jīng)過攪拌和靜止沉降,上清液的體積稍有增大,這是由于黏土類微粒能吸附無機絮凝劑在水溶液中的絡合物和多種多核羥基絡離子,而帶正電的多核羥基絡離子對微粒的雙電層有壓縮作用,降低了ζ電位,促進了微粒的聚集作用,提升了上清液的澄清度,同時微粒間斥力的減弱也在一定程度上減小了絮團的體積．

將沉降后的混合液過濾30 min,上清液的體積和濾餅的含水率如圖7和圖8所示,將濾布上面的固體泥漿放入培養(yǎng)皿中進行干燥,完全干燥且冷卻后測定其含水率．

由圖7和圖8可知,沉降泥漿呈半固體狀態(tài),堆積性一般,有輕微的流動性．而含水率在51%～55%之間,比有機絮凝劑的效果差．過濾后上清液的體積隨著絮凝劑投加量的增大而逐漸減小,沉降效果開始慢慢變差．但這與先加有機絮凝劑再加無機絮凝劑的效果相比,有明顯好轉(zhuǎn),這說明先加入的無機絮凝劑與泥漿發(fā)生了絮凝反應,消耗了大部分的無機絮凝劑,形成了較為穩(wěn)定的絮體或者絡合物,在加入有機絮凝劑后,仍能夠發(fā)生較為明顯的絮凝反應,形成較大的絮凝顆粒,有利于靜止沉降．這也再次說明了無機絮凝劑和有機絮凝劑直接使用會干涉兩者的相互反應,導致不能充分發(fā)揮兩者的絮凝作用,影響絮凝效果[14]．

圖7　復合絮凝劑對上清液體積影響曲線

圖8　復合絮凝劑對泥餅含水率影響曲線

隨著無機和有機絮凝劑投加量的增大,污泥含水率呈遞增趨勢,絮凝沉降效果變差,這可能是由于加入無機絮凝劑超過一定量后,無機絮凝劑有較多的剩余,導致加入的有機絮凝劑優(yōu)先和無機絮凝劑發(fā)生反應,消耗了較多的絮凝劑,使絮凝沉降效果逐漸變差．

3討論及分析

3.1絮凝機理

用掃描電鏡對絮體結(jié)構(gòu)進行掃描,其中掃描電鏡放大倍數(shù)為10 000,結(jié)果見圖9．

由圖9可知,原泥漿是較為均勻的泥漿懸濁液,而經(jīng)過絮凝后的泥漿出現(xiàn)明顯大顆粒的絮體,且泥水分離較好,上清液較清．由圖9可見,原泥漿的結(jié)構(gòu)較為均勻且疏松；加入APAM后泥漿固體的結(jié)構(gòu)慢慢變得密實緊湊,且在添加量為20 mL時開始有少量較小的固體顆粒出現(xiàn),加入25 mL時固體顆粒多且顆粒較大．

圖9　SEM掃描圖片

建筑泥漿中以無機黏土礦物為主,污泥顆粒粒徑相對較大,自然沉降效果較差,且污泥顆粒表面所帶電荷正負不均,因此影響沉降過程的因素較多,單純的電中和、壓縮雙電層作用已經(jīng)不能有效地進行絮凝泥水分離,而投加APAM后,其黏性和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對泥漿顆粒產(chǎn)生了較強的吸附架橋作用,形成堅固、不易破碎的大塊絮狀體,使固液分離,便于污泥泥水分離[14]．

3.2水質(zhì)檢測結(jié)果及分析

對泥水分離后的上清液加入APAM絮凝劑后,泥水分離效果最佳．

由圖10(a)可知,絮凝劑的投加量從15 mL到30 mL的過程中,過濾水的COD逐漸呈增大趨勢,且絮凝劑投加量從25 mL到30 mL時，COD斜率較大,COD的增大較快(從50.35 mg/L增加到62 mg/L)，略高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級B排放標準．這可能是因為絮凝劑的用量過多,導致帶負電荷的膠體和懸浮物轉(zhuǎn)而帶正電，而相互排斥,使所形成的絮凝體重新變成穩(wěn)定的膠體,導致絮凝效果下降．

由圖10(b)可以看出,絮凝劑的投加量由15 mL增加到30 mL的過程中,過濾水的TN先增大而后又減小,變化范圍在5.33～7.70 mg/L,能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級A排放標準,可以直接排放到河道、湖泊和市政管道中．這說明有機絮凝劑對總氮具有一定的去除作用．

由圖10(c)可知,絮凝劑的投加量由15 mL增加到30 mL的過程中,過濾水的TP逐漸變小,從0.089 mg/L下降到0.087 mg/L,遠小于0.5 mg/L,能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級A排放標準,可直接排放到河道、湖泊和市政管道中．

4結(jié)論

1) 有機絮凝劑具有良好的泥水分離效果,其中陰離子型效果最好．隨著投加量的增大泥水分離泥餅的含水率先減小后增大,泥漿的泥水分離效果先提高后降低,隨著絮凝劑濃度的不斷增大,泥水分離效果逐漸提高,且泥漿的初始含水率越大,所需絮凝劑的體積越少．

(a) CODCr

(b) TN

(c) TP

2) 泥漿濃度、攪拌時間和強度對泥漿性能有較大影響．絮凝劑的投加量隨著泥漿濃度的增大而增加;攪拌時間過長會導致絮凝效果不好,絮團松散,不利于壓縮．

3) 在最佳添加量的情況下,COD約為50.35～62.00 mg/L、TN約為5.33～7.70 mg/L,TP約為0.087～0.089 mg/L,濁度較小,基本上都能夠達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級A標準,可以直接排放．

4) 通過SEM發(fā)現(xiàn),APAM絮凝劑對泥漿顆粒進行了黏附橋聯(lián),而從泥漿本身的組成和性質(zhì)分析,加入絮凝劑后能夠快速實現(xiàn)絮凝和泥水分離的原因不僅有壓縮雙電層作用,更重要的是絮凝劑的吸附架橋作用．

參考文獻 (References)

[1]Chen G H, Yue P L, Mujumdar A S. Sludge dewatering and drying [J].DryingTechnology, 2002, 20(4/5): 883-916. DOI:10.1081/DRT-120003768．

[2]He Y, Xiong C. Environmental impact of waste slurry in pile foundation construction of high-speed railway bridges and its countermeasures[J].AdvancedMaterialsResearch, 2012, 383-390: 3690-3694.

[3]朱偉, 閔凡路, 呂一彥, 等. “泥科學與應用技術(shù)” 的提出及研究進展[J]. 巖土力學, 2013, 34(11):3041-3054.

Zhu Wei, Min Fanlu, Lü Yiyan, et al. Subject of “mud science and application Technology” and its research progress [J].RockandSoilMechanics, 2013, 34(11): 3041-3054.(in Chinese)

[4]Qi Y, Thapa K B, Hoadley A F A. Application of filtration aids for improving sludge dewatering properties—A review [J].ChemicalEngineeringJournal,2011, 171(2): 373-384.

[5]席社. 鐵路橋梁施工廢棄泥漿處理的實用技術(shù)研究[J]. 鐵道標準設(shè)計, 2012,32(7): 132-134. DOI:10.3969/j.issn.1004-2954.2012.07.033.

Xi She. Research on practical technology of waste mud treatment in railway bridge construction [J].RailwayStandardDesign, 2012,32(7): 132-134. DOI:10.3969/j.issn.1004-2954.2012.07.033. (in Chinese)

[6]張忠苗,房凱,王智杰,等. 泥漿零排放處理技術(shù)及分離土的工程特性研究[J]. 巖土工程學報, 2011, 33(9): 1456-1461.

Zhang Zhongmiao, Fang Kai, Wang Zhijie, et al. Zero discharge treatment technology for slurry and engineering properties of separated soil [J].ChineseJournalofGeotechnicalEngineering, 2011, 33(9): 1456-1461. (in Chinese)

[7]范英宏,潘智,劉建華,等. 高速鐵路橋梁施工廢棄泥漿處理工藝研究[J]. 鐵道建筑, 2009 (12): 21-23. DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2009.12.007.

Fan Yinghong, Pan Zhi, Liu Jianhua, et al. Study on treatment technology of waste slurry resulted from construction of high speed railway bridge [J].RailwayEngineering, 2009 (12): 21-23. DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2009.12.007. (in Chinese)

[8]劉勇健,沈軍,張建龍. 廢泥漿固液分離的試驗研究[J]. 廣東工業(yè)大學學報， 2000, 17(2): 53-56,75.DOI:10.3969/j.issn.1007-7162.2000.02.013.

Liu Yongjian, Shen Jun, Zhang Jianlong. An experimental study on the separation of solid and liquid in waste mud[J].JournalofGuangdongUniversityofTechnology, 2000, 17(2):53-56,75. DOI:10.3969/j.issn.1007-7162.2000.02.013.(in Chinese)

[9]冷凡,莊迎春,劉世明,等.泥漿快速化學脫穩(wěn)與固液分離試驗研究[J]. 哈爾濱工程大學學報, 2014,33(3): 280-284. DOI:10.3969/j.issn.1006-7043.201301020.

Leng Fan, Zhuang Yingchun, Liu Shiming, et al. Experimental research on rapid chemical destabilization and solid-liquid separation of slurry [J].JournalofHarbinEngineeringUniversity,2014, 33(3): 280-284. DOI:10.3969/j.issn.1006-7043.201301020. (in Chinese)

[10] 邵生俊, 李建軍, 楊扶銀. 粗粒土孔隙特征及其對泥漿滲透性的影響[J]. 巖土工程學報, 2009, 31(1): 59-65.

Shao Shengjun, Li Jianjun, Yang Fuyin. Pore characteristics of coarse grained soil and their effect on slurry permeability [J].ChineseJournalofGeotechnicalEngineering, 2009, 31(1): 59-65. (in Chinese)

[11]李沖,呂志剛,陳洪齡,等. 陰離子型聚丙烯酰胺在廢棄樁基泥漿處理中的應用[J]. 環(huán)境科技, 2012, 25(1): 33-37. DOI:10.3969/j.issn.1674-4829.2012.01.009.

Li Chong, Lü Zhigang, Chen Hongling, et al. Application of anionic polyacrylamide in treating waste slurry from pile foundation engineering [J].EnvironmentalScienceandTechnology, 2012, 25(1): 33-37. DOI:10.3969/j.issn.1674-4829.2012.01.009. (in Chinese)

[12]Saravanan M, Kamon M, Faisal H A, et al. Interface shear stress parameter evaluation for landfill liner using modified large scale shear box[C]//Proceedingsofthe8thInternationalConferenceonGeosynthetics. Yokohama, Japan, 2006: 265-271.

[13]Sabah E, Erkan Z E. Interaction mechanism of flocculants with coal waste slurry [J].Fuel, 2006, 85(3): 350-359. DOI:10.1016/j.fuel.2005.06.005.

[14]董玉婧. 絮凝調(diào)理對給水廠污泥絮體理化特性與微觀結(jié)構(gòu)的影響研究[D]. 北京:北京林業(yè)大學環(huán)境科學與工程學院, 2012.

Experimental study on rapid separation between water and slurry from construction engineering

Liang Zhishui1Yang Caiqian1,2Gao Haiying1Wu Zhiren3

(1School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China)(2Key Laboratory of Concrete and Prestressed Concrete Structures of Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, China)(3School of the Environment and Safety Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

Abstract:To study the properties of rapid separation between water and slurry from construction engineering and improve its separation rate, Experiments in chemical flocculation methods were conducted, the influence on the performances of rapid separation between water and slurry by different flocculants including inorganic flocculants, organic polymer flocculants and composite flocculation were analyzed and the relationships among the type and adding amount of flocculants and the efficiency of separation between water and slurry were obtained. The results showed that organic flocculants had a relatively better effect compared with the inorganic flocculants and composite flocculants, and the moisture content of dewatered slurry could be reduced to below 50%. With respect to the components and properties of construction slurry, the mechanism of separation between water and construction slurry was not only compression of double electric layer between organic flocculants and slurry particles, but also the effects of adsorption bridging action. What’s more, the A standard of TN and TP and B standard of CODcrhad been obtained from experiments of water quality monitoring according to the “discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant”.

Key words:construction mud; rapid separation between water and slurry; flocculation; moisture content; flocculation mechanism

doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2016.02.031

收稿日期:2015-06-05.

作者簡介:梁止水(1988—)，男，博士生；楊才千(聯(lián)系人)，男，博士，教授，博士生導師，ycqjxx@hotmail.com.

基金項目:“十二五”國家科技支撐計劃資助項目(2013BAC05B02)、江蘇省普通高校研究生創(chuàng)新計劃資助項目(KYLX15_0083)、南京市科技發(fā)展計劃資助項目(2014sc312035).

中圖分類號:TU41

文獻標志碼:A

文章編號:1001-0505(2016)02-0427-07

引用本文: 梁止水，楊才千，高海鷹,等.建筑工程廢棄泥漿快速泥水分離試驗研究[J].東南大學學報(自然科學版),2016,46(2):427-433. DOI:10.3969/j.issn.1001-0505.2016.02.031.