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打桩废弃泥浆的性质及其处理过程中絮凝剂的应用

    随着我国路桥事业的迅猛发展,在桥梁建设过程中产生的施工废弃泥浆污染问题也日益突出。这类废弃泥浆主要以粘土、水为基础,是一种较为稳定的分散系,颗粒大小在2l0μm之间,同时具有胶体和悬浮体的性质,属于难沉降泥浆。到目前为止,主要的处理方法有化学固化处理法、土地耕作处理法、机械脱水处理法和固液分离处理法等。其中固液分离方法是用旋流分离器进行固液分离,工艺相对简单灵活,能很好地去除悬浮物和胶体物质,产生的上清液达标排放,沉淀底泥就地填埋或固化处理,特别适合处理桥梁钻孔泥浆等污染水平较低的泥浆处理。

    对于泥浆固液分离后的后续废水,其主要污染因子为SSpHCOD,石油烃等等,除此之外,废水中的溶解氧浓度也会影响生物的存活率。因此,废水如果不经过处理而直接排放,将会对施工区域内水体环境产生负面影响,并且严重威胁水生生物的生存。

    由于不同区域不同井深泥浆体系的差异性,为了获得较好的絮凝效果,需要通过试验优化设计,合理选择絮凝剂、确定投加量等技术参数。本实验从聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)、明矾(KA)、阴离子型聚丙烯酰胺(APAM,下文用字母缩写)这几种絮凝剂入手,分别打桩废泥浆和废泥浆固液分离后的上液废水进行絮凝试验,找出最佳的絮凝剂种类,并对絮凝后的水质进行分析。

絮凝剂对泥浆沉降影响

APAM的絮凝沉降效果优于其他4种絮凝剂,聚丙烯酰胺长链上存在极性基(酰胺基),借助氢键作用与泥浆颗粒表面吸附,剩余长链在泥浆中伸展,这样吸附后的聚丙烯酰胺便可相互聚集形成大的絮体。而此时的聚丙烯酰胺对凝聚的颗粒又起到吸附架桥的作用,进而加快絮体的长大,促使泥浆颗粒与水分离。当用APAM絮凝时还可发现在沉降最初的4min内,沉降速度远远大于4min-20min的沉降速度。在APAM与泥浆废水刚开始接触时,APAM借助酰胺基氢键和分子链在水中具有很大的吸附表面积,能快速吸附泥沙颗粒并形成较大絮团。此外,APAM絮凝剂分子长链还可以在泥浆颗粒间架桥,形成大颗粒絮体,加速絮凝沉降。随着时间的推移,吸附逐渐达到饱和,在中后期的沉降过程主要依靠絮体的重力作用自然沉降,絮团之间相互挤压,这是导致沉降速度变缓的一个重要原因。

无机絮凝剂对泥浆后续废水的影响

经过APAM处理的泥浆废水上清液的SS浓度为未达到国家规定的一级排放标准,仍需要进一步处理。3种无机絮凝剂明矾、聚合氯化铝和聚合氯化铝铁,其中,聚合氯化铝具有明显优势。由于废水中均匀细小颗粒在第一步泥浆絮凝处理中已经大部分沉淀,剩余主要为少量悬浮颗粒及残留在水体中的APAM,经过聚合氯化铝处理后上清液符合一级排放标准。

关键词:打桩废弃泥浆 路桥工程 聚丙烯酰胺 聚合氯化铝  絮凝


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