建筑泥漿泥水分離技術(shù)的研究進展

張旭 王志勇 丁昕瑩 王嘉誠

【摘 要】建筑泥漿處理對于建筑施工和環(huán)境保護以及資源利用都具有重要意義。本文針對建筑泥漿的處理，概述了三大類現(xiàn)有技術(shù)暨藥劑投加、設(shè)備脫水、回用處理成新型建材的應用，并簡單比較了這幾類技術(shù)的處理效果及經(jīng)濟效益。但由于施工條件不同，泥漿的成分不同，各處理技術(shù)效果不能一概而論，需結(jié)合實際情況。

【關(guān)鍵詞】建筑泥漿;泥水分離;綠色施工

中圖分類號： X799.1 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）03-0090-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.036

Research Progress on the Separation Technology of Construction Mud and Water

ZHANG Xu WANG Zhi-yong DING Xin-ying WANG Jia-cheng

（School of Architecture and Engineering，Taizhou University，Taizhou Zhejiang 318000，China）

【Abstract】The treatment of building mud is of great significance to construction， environmental protection and resource utilization. In this paper， according to the treatment of construction mud， the application of three kinds of existing technologies and pharmaceutical injection， equipment dehydration and reuse into new building materials is summarized， and the treatment effect and economic benefits of these types of technologies are simply compared. However， due to the different construction conditions and the different components of the mud， the technical effects of each treatment can not be generalized， and it is necessary to combine with the actual situation.

【Key words】Construction mud; Mud water separation; Green construction

0 引言

建筑泥漿是微小的粘土顆粒分散在水中后與水混合形成的半膠體懸浮液。主要由非開挖施工，鉆孔樁基施工，泥水盾構(gòu)施工幾類工程的施工所產(chǎn)生。建筑工程泥漿造成了大量資源的嚴重浪費，而且對環(huán)境造成了極大的威脅，已成為亟待解決的問題。

1 建筑泥漿概況

在建筑工程施工過程當中，建筑泥漿的產(chǎn)生是不可避免的，而泥漿若未經(jīng)處理而直接由槽罐車運輸會產(chǎn)生高昂運費。因此，為了實現(xiàn)泥漿廢渣的環(huán)保運輸與分離出的泥漿水達標排放，需要對泥漿中的固相顆粒和水進行固液分離處理。目前工程廢漿處置主要有外運排放、藥劑投加、設(shè)備脫水、會用制作新型材料等方式。

2 建筑泥漿處理技術(shù)

2.1 藥劑投加

2.1.1 絮凝劑

絮凝劑一般具有較長的分子鏈能有效吸附泥漿顆粒，表現(xiàn)出良好的絮凝性和黏合性，在泥漿中投加適量絮凝劑能達到較好的泥水分離效果，加快漿體絮凝沉淀，可用于建筑泥漿處理。

沈夏磊[1]驗證各個因素對福建地區(qū)建筑泥漿的最佳絮凝條件。提出了一種含有陰離子型聚丙烯酰胺成分的復合添加劑作為絮凝劑對泥漿進行綠色處理，可達到減輕環(huán)境污染和成本損耗的積極效果。梁止水[2]等分析了無機、有機及復合絮凝劑對建筑工程泥漿的泥水快速分離性能的影響，結(jié)果表明有機絮凝劑對建筑泥漿處理效果在三者中較好。王振[3]提到陰離子型聚丙烯酰胺（APAM）是處理泥水分離性價比最好的絮凝劑，通過聚丙烯酰胺（APAM）和生石灰的組合使用，可以達到泥漿固化處理的效果，并且藥劑用量較少。孫衛(wèi)國[4]等將YS法應用于上海普通新區(qū)某鉆孔灌注樁基工程，加入改良劑4d后，能將含水量從53%降至33%左右。

因此在廢棄泥漿中加適量的絮凝劑可以改變泥漿中黏土表面的性質(zhì)，讓更細的顆粒粘結(jié)，實現(xiàn)在某種機械條件下的固液分離，加快沉淀，但是投加比例以及攪拌方式的選擇并沒固定最優(yōu)解。

2.1.2 固化劑

固化劑會與淤泥發(fā)生一系列物理和化學反應，改變泥漿的特性如粘合度且生成的水化產(chǎn)物限制水分子的自由運動。是一種使物質(zhì)凝固的加工助劑，可以使泥漿在高含水狀態(tài)下失去流動性，并具有一定的強度及良好的耐水性。

魏雁冰[5]等運用引進芬蘭ALLU公司的固化設(shè)備，提出了一種就地固化處理泥漿池以提高地基承載力的新方法進行現(xiàn)場試驗，檢測結(jié)果表明，處理后的建筑泥漿地基承載力完全滿足設(shè)計要求，且深度處理的效果較優(yōu)。固化劑的固化效果與泥漿含水率、固化時間和土壤固化劑摻量影響，齊敬[6]等通過試驗研究了不同條件下滿足外運要求所需要的最低土壤固化劑投加量。相比于絮凝劑，固化劑能將泥漿轉(zhuǎn)化為土壤類固體，泥漿的含水率更低，固化后泥漿的體積更小，減少廢棄泥漿的排放量和實現(xiàn)廢棄泥漿的回收再利用，從而更好的保護環(huán)境，但同時不同固化劑的作用時間和作用效果不同，因此在投加時有不同的混合時間要求。

2.2 設(shè)備脫水

設(shè)備脫水大多是以物理方法通過機械力使得水從泥漿中分離出來，相對于直接投加藥劑處理工法，使用設(shè)備脫水更加趨于自動化，降低了人力消耗。

2.2.1 重力脫水

重力脫水利用了泥漿中不同組分的不同比重使其在重力作用下分離開來。

牛潔雯[7]提出了一套移動式機械脫水設(shè)備，其泥漿分離設(shè)備共三個部分，其核心為重力式漿泥分離系統(tǒng)。王靜[8]等福廈客專的建設(shè)者們經(jīng)充分比選調(diào)研，并結(jié)合工程實際，在沉淀池固化之后，外運進行機械分離，處理效果有了大幅提升解決了可供布設(shè)泥漿池和沉淀池的場地有限，鉆渣泥漿無法全部在沉淀池中固化處理的問題。

2.2.2 真空加壓脫水

該方法即通過裝置使泥漿中產(chǎn)生負壓，使其在大氣壓的作用下實現(xiàn)泥水分離。

沈華榮[9]等采用并分析了氣管、濾管及氣管加濾管的真空預壓抽吸方法對泥漿池表面沉降和孔隙水壓力的影響，發(fā)現(xiàn)氣管加濾管的方法效果最好。趙靜文[10]設(shè)計了一種移動式的泥水分離設(shè)備，通過真空加壓把固相的泥土顆粒與清水分離，使清水達到排放標準。壓濾技術(shù)分離效果好、適應性廣，不僅對于物料適應性更強，且單位過濾面積占地少，尤其對于黏細混合液的分離有獨特的優(yōu)越性。

2.2.3 離心脫水

離心脫水即通過不同比重物質(zhì)在離心機的不同慣性，使其在高速旋轉(zhuǎn)下將泥水分離。

郭雪[11]在北外灘項目中以離心脫水法作為核心工藝解決廢棄泥漿問題，經(jīng)過處理后渣土的體量是原先需要外運的泥漿量的一半左右。費逸華[12]等采用其自主研發(fā)的LW900NY型離心機，使原泥漿的含水率從73.9%濃縮至30%，從而使其泥漿可以通過普通土方車運輸來降低運費。

2.2.4 震動篩網(wǎng)脫水

震動篩網(wǎng)脫水通過震動改變泥漿中膠體顆粒的相對位置從而改變膠體間空隙和孔隙，利用水的重力作用從中脫離出來，相比于純重力脫水處理效率更高。

葉海濤[13]等提出了RMT100泥漿處理設(shè)備，該設(shè)備主要以震動過篩為工作原理，結(jié)構(gòu)組成為振動篩、旋流分離模塊和架構(gòu)，可以有效地對泥漿中的固相顆粒進行固液分離。王清江[14]等通過振篩分離技術(shù)處理廢棄泥漿達到了良好的處理效果。

2.3 回用處理：新型建材

將泥漿的處理回用是國家經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重要工作之一，現(xiàn)建筑泥漿已開始用于試點企業(yè)制作新型建筑材料，逐步探索建筑泥漿的資源化再生利用。

浙江省作為試點率先進行改革，盧琦淮[15]等將廢棄泥漿燒制成磚，較普通粘土燒制磚節(jié)省費用20%左右?；赜锰幚淼暮诵牟襟E是燒結(jié)，在添加粉煤灰等原料之后對廢泥漿進行煅燒，形成砌塊，用于建筑建造，實現(xiàn)資源再利用。

3 結(jié)語

泥漿處理涉及廢棄物處理、合理利用資源，保護生態(tài)環(huán)境而建筑泥漿在廢棄泥漿中占了較大比例，因此對建筑泥漿進行固液分離，是滿足環(huán)保施工現(xiàn)場要求的重要工作。針對不同的施工條件和實際的泥漿成分，不同的工藝效益不同。藥劑投加的處理效果受投加藥劑量和水力條件等許多因素影響，有時需要經(jīng)過中試才能確定最優(yōu)投加比。設(shè)備脫水由于市面上大多是小型一體化設(shè)備，因此更適用于待處理泥漿量不多的情況而且大部分設(shè)備需要電力支持。回用處理燒結(jié)砌塊環(huán)保價值較高但是對于煅燒溫度和工藝要求較高。無論是藥劑投加、設(shè)備脫水還是回用處理都有有各自優(yōu)勢，具體選用合適的處理工藝或結(jié)合幾種處理工藝需考慮資源投入和價值產(chǎn)出。

【參考文獻】

[1]沈夏磊.一種新型復合添加絮凝劑在建筑泥漿處理中的研究與應用[J].建筑施工，2018，40（4）：563-565.

[2]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.

[3]王振.工程泥漿現(xiàn)場處理技術(shù)研究[J].西部探礦工程，2018，（04）：25-28.

[4]孫衛(wèi)國，張冠軍，任翔，等.建筑棄土（泥漿）改良技術(shù)研究與應用[J].地下工程與隧道，2015，（4）：34-37，58.

[5]魏雁冰，陳良向，范明橋，等.固化法處理建筑泥漿池的試驗研究[J].中國港灣建設(shè)，2016，36（4）：26-29.

[6]齊敬.基于響應面分析法的泥漿固化工藝優(yōu)化研究[J].福建建設(shè)科技，2018，3：4-7.

[7]牛潔雯.建筑泥漿處理技術(shù)在某工程中的應用[J].山西建筑，2017，43（12）：193-194.

[8]王靜.福廈客專橋梁鉆渣泥漿處理技術(shù)思考[J].中國水土保持，2018，（07）：17-19.

[9]沈華榮.真空抽吸方法處理某建筑廢棄泥漿池試驗研究[J].浙江建筑，2016，33（8）：22-26.

[10]趙靜文.新型市政工程用移動式泥漿處理設(shè)備的設(shè)計[J].筑路機械與施工機械化，2018，35：124-128.

[11]郭雪.建筑廢泥漿離心脫水處理工藝設(shè)計及工程實踐[J].建筑施工，2016，38（3）：335-337.

[12]費逸華，周成蹊.離心機系統(tǒng)在建筑泥漿減量化過程中的應用[J].建設(shè)科技，2015，（5）：106-107.

[13]葉海濤，仇文寧，李豐，等.RMT100泥漿處理設(shè)備概述及應用[J].建筑機械化，2013，34（1）：85-87.

[14]王清江.振篩分離及沉淀凈化技術(shù)在施工廢棄泥漿處理中的應用[J].國防交通工程與技術(shù)，2015，13（1）：75-77.

[15]盧琦淮，陳益，蔡瑛.廢泥漿燒結(jié)高性能節(jié)能砌塊研究[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2013，（4）：39-40.