淤泥絮凝脱水的室内试验研究.pdf

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1、第44卷第13期人民长江V01．44．No．132013年7月YangtzeRiverJuly，2013文章编号：1001—4179(2013)13—0067—04淤泥絮凝脱水的室内试验研究李享，雷学文，孟庆山2，郑祖嘉(1．武汉科技大学城市建设学院，湖北武汉430070；2．中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室，湖北武汉430071)摘要：自然状态下淤泥中细颗粒泥沙难以形成大的絮团，对其进行自然或者机械脱水都是极度困难的。因此，在运输河湖疏浚淤泥过程中，极易造成二次污染。通过在淤泥中添加阴离子型絮凝剂(PAM)，对淤泥的絮凝脱水

2、效果进行了分析，探讨了淤泥絮凝脱水的影响因素和颗粒粒径变化规律。结果表明，絮凝剂加入比例和淤泥含水率对淤泥絮凝脱水均有影响；随着絮凝荆加入量的增加，絮团颗粒的当量粒径呈增大趋势；当投加量超过一定值后，淤泥颗粒级配基本保持稳定；当絮凝剂比例在0．3％，淤泥含水率在200％时，淤泥脱水效果最佳。关键词：淤泥脱水；絮凝荆；淤泥含水率；絮凝体中图法分类号：TV14文献标志码：A武汉市出台的《中心城区38个湖泊保护规划》指究絮凝尺度、沉降效率以及泥水分离的可能性。出，到2020年，湖泊污染治理和水体修复投资将达目前，国内外对于淤泥脱水的研究还处于试验观18．3

3、18亿元，38个城中湖共要清污约630万m。作察阶段。近年的研究热点集中在淤泥固化时水分为全国最大的城市淡水湖——东湖，湖底平均淤泥厚转化机理和絮凝剂絮凝特性等方面。黄娟凤等用度为1．06In，最深淤泥厚度达4m，淤泥总量达到3阴、阳、非离子高分子絮凝药剂对某湖底淤泥进行了絮522万m，淤泥疏浚费用估计要以l0亿元计。按这一凝脱水实验研究。王党伟等针对江河湖泊清淤产比例估算，武汉市城区的总体水底淤泥量可能达I亿生的高含水率淤泥的絮凝脱水问题进行了试验研究，m。底泥疏浚是湖泊治理、航道疏通、港口维护中常指出絮凝剂加入比例与淤泥初始含水量之间存在一定用的

4、工程举措，目前国内挖泥船挖除的淤泥含水量通的关联，并提出了水铰链假说，说明了淤泥颗粒在絮凝常在80％以上，为液限含水率的2．0～3．0倍⋯。这过程中絮团的形成过程。刘林双等通过实验着重样大的含水率在通过管道输送到指定位置时，能耗大研究了淤泥在絮凝剂作用下的絮凝沉降效果和脱水速且效率低；挖除的淤泥主要采取堆泥场的方式进行处率，探讨了絮凝淤泥体脱水的影响因素。吕斌等通理，该方法虽操作简便、运行成本低，但脱水效果受自过测定淤泥比阻值来评价淤泥的脱水性能，探讨采用然天气影响大、占地面积大且易产生二次污染。自然机械脱水的方法处理武汉某湖泊疏浚底泥的可行性和状态

5、下淤泥中细颗粒泥沙难以形成大的絮团，如果不经济性¨。范杨臻等¨研究了A1C1和FeCI，加入对淤泥体系中极细颗粒的淤泥内部特性进行调理，营量对淤泥絮凝沉降特性以及清混分界面沉降速度的影造脱水环境，淤泥的自然或者机械脱水都是极度困难响，并选取工农业生产中产量高、热值大且弃用和浪费的。因此，一方面必须深入研究泥水环境系统中的絮极多的木屑颗粒和麦麸颗粒作为研究对象，研究了不凝机理和沉降特性；另一方面，需通过物理化学方法研同质量分数的木屑颗粒和麦麸颗粒加入后清混分界面收稿日期：2012—12—27基金项目：湖北省科技计划自然科学基金重点项目作者简介：李享，男

6、，硕士研究生，主要从事湖泊环保疏浚方面的研究。E—mail：35058694O@qq．coin68人民长江沉降速度，以及浑浊度变化情况。这些研究主要针对含水率较低的淤泥，且是在一定龄期下进行的试验，未考虑高含水率和快速脱水，而颗粒粒径的变化规律研究也还较少。因此，本文将通过试验对高含水率淤泥在快速脱水条件下的絮凝脱水影响因素和颗粒粒径变化规律进行研究。1絮凝剂作用原理絮凝剂在水中的组分对胶体粒子主要有压缩双电图l含水率为120％时不同絮凝剂加入量下淤泥颗粒级配层作用、吸附电中和作用、吸附架桥作用和网捕作用。一般来说，这4种作用究竟以哪种为主，取决于絮

7、凝剂的种类和浓度、胶体粒子的含量及胶体溶液的pH值。不过这4种作用往往交叉协同，使胶体粒子脱水絮凝。胶粒表面电荷的中和可以通过无机或有机阳离子絮凝剂相互作用来实现。吸附架桥理论指出，只有在絮凝剂投加量适当时，即胶体粒子部分表面被覆盖，才能在微粒间产生有效的吸附架桥作用，并获得最佳絮凝效果。●96＼丑采衄掣与图2含水率为∞1鲫60鲫％加时印不吾同}蛐絮暑凝；加剂m加0入加量下淤泥颗粒级配2淤泥絮凝脱水试验2．1试验材料和方法试验所用淤泥取自武汉市某湖泊，经风干磨碎后过2mm筛。试验用絮凝剂为PAM(聚丙烯酰胺，阴离子型)。试验在l000mL的量筒中进行

8、。采用电子天平称量絮凝剂，精确度为1／10000g，在250mL烧杯中配制絮凝剂溶液。采用密度计法和筛分法联