橋梁施工中的泥漿廢水處理技術(shù)研究

宋會民

（高邑縣公路管理站，河北石家莊 051330）

0 引言

橋梁工程施工中會產(chǎn)生大量的泥漿廢水，其中含細(xì)小顆粒和膠狀物質(zhì)，且污染物種類較多，未經(jīng)處理隨意排放，會使環(huán)境受到破壞，所以有必要采取措施對泥漿廢水妥善處理，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，最大限度減輕污染。借此就橋梁施工中泥漿廢水處理工藝展開分析探討。

1 工程概況

某橋梁工程項(xiàng)目，全長988m，上部結(jié)構(gòu)采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，橋跨為2×32m；主塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋面以上呈倒Y形；下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，圓端形等截面橋墩，矩形承臺。橋梁施工過程中，不可避免會產(chǎn)生大量廢棄的泥漿，由此會對土壤、水環(huán)境造成污染，必須對泥漿廢水有效處理。下面重點(diǎn)對該橋梁施工中的泥漿廢水處理工藝展開分析。

2 泥漿廢水處理工藝在橋梁施工中的應(yīng)用

2.1 泥漿廢水處理方案

在橋梁樁基礎(chǔ)施工中，需在鉆孔時采用泥漿護(hù)壁，因此使得泥漿成為該分項(xiàng)工程中不可或缺的重要材料。鉆孔過程中運(yùn)用泥漿能起到吸附熱量的效果，從而進(jìn)一步降低溫度，破碎的巖石碎屑會隨之浮出，同時還具有調(diào)整密度、平衡內(nèi)外壓力的作用，對整個鉆孔施工起到有效的保護(hù)。由于地層中自然漿液的溢出，使得用于護(hù)壁的泥漿成分遭到破壞，為解決這一問題，需要向泥漿內(nèi)加入適量的添加劑，以此來優(yōu)化泥漿性能，而部分泥漿會徹底廢棄。不僅如此，鉆孔時，以膨脹土制成的泥漿不具備再利用性，用完后便會成為泥漿廢料，因其本身的構(gòu)造分散且穩(wěn)定，加之添加劑的摻入，使其特性更為突出，形成膠體結(jié)構(gòu)。本工程中產(chǎn)生的泥漿廢水含有大量的膠體結(jié)構(gòu)，在對各種處理工藝分析后，最終決定選用化學(xué)絮凝加機(jī)械處理的方法對泥漿廢水進(jìn)行處理。具體的工藝流程如下：收集施工現(xiàn)場產(chǎn)生的泥漿廢料，集中放入廢泥漿池內(nèi)，由加藥罐加藥，經(jīng)離心機(jī)處理后，將分離出來的泥渣外運(yùn)，上清液經(jīng)加藥罐加藥后，進(jìn)入沉淀池內(nèi)沉淀，處理后的材料可以重新用于工程施工。

2.2 泥漿廢水處理要點(diǎn)

2.2.1 廢漿池

在整個橋梁泥漿廢水處理工藝中，泥漿池的主要作用是隨時收集和貯存廢泥漿。據(jù)統(tǒng)計(jì)，施工現(xiàn)場每個工作日大約能夠產(chǎn)生的廢泥漿約為300m3左右（上下浮動為10m3）。按照廢泥漿在泥漿池內(nèi)停留的時間為24～72h計(jì)算，其容量應(yīng)在320～960m3[1]。在離心機(jī)處理的前提下，場地內(nèi)現(xiàn)有的廢漿池能夠滿足施工要求，不需要新建。

2.2.2 泥漿泵

在泥漿廢水處理工藝中，泥漿泵主要起提升的作用，其能夠?qū)U漿池內(nèi)的廢泥漿提升至離心機(jī)中。為確保泥漿泵的作用得以充分發(fā)揮，要保證其揚(yáng)程達(dá)到使用要求，可隨意調(diào)節(jié)流量大小。大塊的泥土容易造成管道堵塞的情況，對此可在污泥泵前端的管子上加裝100目的過濾篩網(wǎng)，以此來過濾泥土。

2.2.3 加藥罐

廢泥漿的顆粒相對比較細(xì)小，從而無法實(shí)現(xiàn)自然沉降，對此可利用化學(xué)藥劑，使廢泥漿中的顆粒變大?？捎糜诟淖兡酀{顆粒的藥劑分為兩類，即有機(jī)化學(xué)藥劑和無機(jī)化學(xué)藥劑，其中有機(jī)藥劑的使用較為廣泛，如聚丙烯酰胺等。大量試驗(yàn)表明，有機(jī)絮凝劑的作用優(yōu)于無機(jī)絮凝劑，少量即可達(dá)到最佳效果。隨著有機(jī)絮凝劑的摻入，可以使廢泥漿中的顆粒在較短的時間內(nèi)變大，利用相關(guān)設(shè)備，便可快速完成固體和液體的分離。在本次泥漿廢水處理中，絮凝劑選用濃度為0.1%的聚丙烯酰胺，可按照使用情況對絮凝劑的濃度做適當(dāng)調(diào)整。為加藥罐配備攪拌設(shè)備，也可選用空壓機(jī)溶解藥劑[2]。需要注意的是，選用攪拌設(shè)備時，攪拌葉片盡量不要用鐵質(zhì)材料，因?yàn)樵诰郾０返拇呋拢菀装l(fā)生降解反應(yīng)。為避免加藥罐發(fā)生故障影響泥漿處理，需配備兩個加藥罐，一主一備。采用自吸泵加藥，要求選用的自吸泵功率與使用需要相符，避免壓力不足，影響藥劑與泥漿的混合。

2.2.4 離心機(jī)

（1）離心機(jī)是泥漿廢水處理工藝中的核心設(shè)備，根據(jù)使用需要，選取臥螺離心機(jī)，其轉(zhuǎn)鼓的直徑和長度分別為550mm和1 900mm，最高轉(zhuǎn)速為2 650r/min，主電機(jī)的功率為55kW，自帶變頻調(diào)速功能[3]。離心機(jī)功率達(dá)到最大時，通過高速旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生明顯的離心力場，向其中投入懸浮液后，在場效應(yīng)的影響下，懸浮液內(nèi)的固相物會被抽離至離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓表面，而在轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間轉(zhuǎn)速差的作用下，轉(zhuǎn)鼓表面的固相物質(zhì)會被傳遞出來，剩余的澄清液則會從溢流口流出，由此便完成固體與液體的分離。而隨著絮凝劑的摻入，使廢泥漿中細(xì)小的顆粒變大，整個分離過程更加徹底。

（2）在離心機(jī)安裝的過程中，為防止振動和噪聲的增加，不宜將其直接裝在鋼質(zhì)的臺架上，進(jìn)料口、出渣和出液口與管道之間采用軟連接，避免設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的震動傳給管道引起共振效應(yīng)，導(dǎo)致零部件受損。配置離心機(jī)工作參數(shù)時，要對如下因素綜合考慮：處理能力、懸浮液性質(zhì)、工藝條件以及分離要求等，在保證生產(chǎn)效率的前提下，達(dá)到最佳的分離效果[4]。離心產(chǎn)生的泥渣，經(jīng)傳送帶運(yùn)至空曠處集中堆放，統(tǒng)一處理。

（3）離心機(jī)安裝完畢后，要在使用的過程中對其工況綜合調(diào)整，使離心機(jī)始終保持最佳的工作狀態(tài)。在調(diào)整離心機(jī)工況時要遵循如下原則：選擇恒定的指標(biāo)作為參照，據(jù)此對差速及其他參數(shù)做相應(yīng)調(diào)整，操作方法如下：泥漿廢水處理中，絮凝劑的投入量是一個不變的指標(biāo)，可將之作為參照，保持最大的進(jìn)泥量，以谷值為起點(diǎn)，逐步加大差速，觀察上清液的情況，當(dāng)差速達(dá)到7r/min時，若上清液中仍然存在大量的污染物，則表明進(jìn)泥量超標(biāo)，此時要逐步降低，直至獲得理想的上清液為止[5]。通過對離心機(jī)工況的調(diào)整，待設(shè)備達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)后，便可減少絮凝劑的投入量，在最少投藥量的工況下得到最佳的上清液含固率，這樣離心機(jī)便達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.5 沉淀池

沉淀池的主要作用是沉淀，為達(dá)到預(yù)期的沉淀效果，要保證沉淀池有足夠的深度。當(dāng)混合的水樣與絮凝劑進(jìn)入沉淀池后，通過一段時間的靜置，能夠使清水懸浮于上層，可以用這部分配制絮凝劑、清洗機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用的目標(biāo)[6]。

2.3 現(xiàn)場應(yīng)用

本次現(xiàn)場應(yīng)用中，選取的泥漿絮凝參數(shù)如下：泥∶水=7∶33，有機(jī)絮凝劑為聚丙烯酰胺陰離子，酸堿調(diào)節(jié)劑為HCL，濃度10%，臥螺離心機(jī)。處理前30min，啟動離心機(jī)預(yù)熱，隨后將泥漿泵送入管道開始絮凝處理，先在1#藥劑自吸泵內(nèi)加入HCL，使泥漿pH值達(dá)到6.0～7.5之間；在2#藥劑自吸泵內(nèi)加入聚合氯化鋁與泥漿混合，初步脫穩(wěn)；在3#藥劑自吸泵內(nèi)加入聚丙烯酰胺銀離子，與脫穩(wěn)后的泥漿混合，使密度達(dá)到0.2g/L[7]；將離心機(jī)設(shè)置為2 000r/min，完成混合泥漿固液分離，待達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求后，使絮凝體進(jìn)入沉淀池內(nèi)沉淀，上清液直接排放。處理后的泥漿廢水pH值從11.01降至6.5，COD從37.8mg/L降至35.7mg/L，可見采用的泥漿廢水處理工藝合理可行，能夠達(dá)到預(yù)期的處理效果[8]。

3 結(jié)語

橋梁施工過程中泥漿廢水的處理是一項(xiàng)非常重要的工作，為達(dá)到預(yù)期中的處理效果，必須選擇適宜的處理工藝。絮凝加機(jī)械處理的方法能夠有效去除泥漿廢水中的污染物，經(jīng)過處理后，可以達(dá)到排放要求。未來還要加大泥漿廢水處理工藝的研究力度，對該工藝不斷改進(jìn)和完善，使其更好地為橋梁工程建設(shè)服務(wù)。