一种淤泥处理专用试剂及其使用方法与流程

本发明涉及淤泥处理技术领域；特别是涉及一种淤泥处理专用试剂及其使用方法。

背景技术：

我国的快速经济发展带来了水利、港口航道工程建设的高潮，在各种河道、航道的疏浚和拓宽过程中以及港口新建、扩建工程中，不可避免地产生大量的废弃淤泥。据不完全统计，我国每年废弃的淤泥达到数亿立方米：其中沿海地区如东海、北海地区产生了相当量的淤泥，同时为了河道能够维持正常的泄洪能力和保证内陆航道的畅通，内陆河道的疏浚工程量产生的淤泥量也也相当可观。目前绝大部分内陆疏浚淤泥是废弃于陆地抛填区或低洼地区，有些占用原来的鱼塘或耕田，而目前土地宝贵，征地费用很高，例如南水北调东线第一期土地征用的经费占工程总费用的60％左右。

现有的淤泥处理方法的主要目的是脱水，而工程上常用的淤泥处理方法是利用外力将淤泥内部水分挤出。中国专利cn101219297a公开了一种u型低真空疏浚淤泥快速排水方法，其特征在于先在围堰地基上架设多排u型砂袋，其中u型砂袋的两端分别通过第一水平横向排水管或第二水平横向排水管与水平纵向排水管道和连水平纵向导气管连接，水平纵向排水管道接抽真空装置，水平纵向导气管连接透气装置形成u型空间排水体系；在淤泥吹填过程中和吹填后期间，调节透气阀门让排水系统处于低真空下抽水，保证了排水通道的畅通，促进泥水分离，较大幅的提高淤泥的浓度。这种方法采用抽真空装置产生负压，能够促使泥水分离。但是这种方法以及方法中所采用的设备不能对淤泥进行深度脱水，处理后的淤泥含水量高，工程性质较差，与深度脱水后的淤泥相比还是会占用较大的堆放面积，工程隐患大，重复开发利用周期长等问题。

因此，怎样才能够提供一种能够提高淤泥脱水速率，淤泥脱水后残余水分更少，脱水后的淤泥能够具有更好的工程性的淤泥处理专用试剂及其使用方法，成为本领域技术人员有待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够提高淤泥脱水速率，淤泥脱水后残余水分更少，脱水后的淤泥能够具有更好的工程性的淤泥处理专用试剂及其使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种淤泥处理专用试剂，其特点在于，所述专用试剂的组成和质量配比为，水泥120~300份、生石灰250~500份、铝粉0.5~3.0份、减水剂3~6份、速凝剂5~10份和稳泡剂0.02~0.1份。

本技术方案中，专用试剂中的水泥能够降低淤泥亲水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥强度；生石灰能够降低淤泥亲水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥强度、消毒杀菌，降低淤泥的污染性；铝粉能够将淤泥发泡、淤泥硬化时产生大量气泡，形成大量连通的孔隙，形成绳头通道，增大淤泥渗透性；减水剂能够增大淤泥水分表面活性，使试剂更易与淤泥拌；速凝剂能够加快水泥硬化速度，快速固化淤泥，有效缩短淤泥脱水时间。加入的专用试剂能够使得淤泥内部产生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同时亲水性减弱，憎水性增强。

作为优化，所述专用试剂的最佳质量配比为水泥260份、生石灰420份、铝粉1.8份、减水剂5.6份、速凝剂7.8份和稳泡剂0.08份。

这样，采用最佳配比的专用试剂能够使得各组分发挥出最大的功效，各个组分之间的相互影响更小。

本发明还公开了一种淤泥处理专用试剂的使用方法，其特点在于，获取待处理的淤泥，将权利要求1或2中所述的专用试剂加入淤泥并搅拌均匀，并使其反应完毕，再采用强夯的手段将水强行挤压出淤泥，再将排出的水抽走。

本技术方案中，通过加入专用试剂对淤泥进行改性处理，能够提高淤泥的硬脆性并对淤泥发泡，这样，能够使得淤泥内部产生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同时亲水性减弱，憎水性增强。在通过对改性后的淤泥进行进行强夯实现挤水排水，强夯时淤泥内部的气泡破裂能够形成大量横向裂缝且在水平方向上形成排水通道，同时在淤泥内部形成很大的超孔隙水压力，从而使得淤泥内部水分流向淤泥处理设备的内侧壁。从而达到实现快速脱水和深度的脱水效果。

作为优化，a，先获取如下的设备，所述设备包括透水层组件，所述透水层组件围成开口向上设置的淤泥放置空间，在透水层组件周向的外侧设置有积水空间，所述积水空间的底面与淤泥放置空间的底面最低处齐平设置；所述积水空间通过进水管与抽吸装置中的水泵的输入口导通连接，还包括设置于淤泥放置空间外侧的强夯装置，所述强夯装置包括设置于淤泥放置空间上方的强夯锤，所述强夯锤能够沿淤泥放置空间的深度方向向下运动到淤泥放置空间内进行强夯作业；b将待处理的淤泥置入所述设备具有的淤泥放置空间并加入所述专用试剂，再将淤泥和专用试剂搅拌均匀；c，待淤泥和专用试剂充分反应后，再利用强夯装置对淤泥进行强夯作业，将水分挤出到淤泥处理设备位于周边的积水空间并抽出；d，将脱水处理完成后的淤泥从淤泥处理设备中转移到设备外部，再进行下一次作业。

这样，将淤泥处理设备与强夯装置以及专用试剂结合使用，能够实现将淤泥内部水分快速排出和深度的脱水效果。先将淤泥置入淤泥处理设备中，此时，淤泥内部的水由上到下先通过粗砂层，再经过碎石层后抵达具有坡度的基坑的底面，之后水由内向四周先后通过土工布层、排水板、多孔砂浆层后进入积水空间，再排出。之后再对淤泥进行深度脱水，加入的专用试剂能够使得淤泥内部产生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同时亲水性减弱，憎水性增强。通过改变淤泥的物理和化学性质能够方便强夯作业时将淤泥撞碎，强夯时淤泥内部的气泡破裂能够形成大量横向裂缝且在水平方向上形成排水通道，同时在淤泥内部形成很大的超孔隙水压力，从而使得淤泥内部水分流向淤泥处理设备的内侧壁。从而达到实现快速脱水和深度的脱水效果。

作为优化，步骤a中，所述设备还包括开口向上设置的桶形基坑，所述透水层组件包括呈筒状结构且竖向设置于基坑内的土工布，在土工布的外侧套设有具有透水性的多孔砂浆层；基坑的底面与土工布的内侧壁之间围成淤泥放置空间，并且所述积水空间设置于多孔砂浆层的外侧。

这样，将整个透水层组件置入基坑中，能够使其保持原有的形状特征，即使是在外力作用下也能够保持原有的形状。土工布具有强力高、耐腐蚀、透水性强的特点，采用土工布的内侧面直接与淤泥接触也能使得土工布与基坑底面围成的淤泥放置空间能够具有不易变形，在不同的酸碱度的泥土及水中能长久地耐腐蚀，能够使得整个设备具有更长的使用寿命，能够保持良好的透水性的优点。在土工布的外侧设置多孔砂浆层能够使得淤泥放置空间不产生形变，这样能够更好的与强夯装置的强夯锤的形状进行匹配。

作为优化，在淤泥放置空间的底部设置有碎石层，在碎石层的上方还设置有砂石层。

这样，在流经基坑底部的淤泥中脱出的污水能够经过粗砂层和碎石层的过滤在流入到积水空间内，能够提高出水质量。其次，当强夯装置的强夯锤对淤泥放置空间内的淤泥进行强夯时，设置在基坑底面的碎石层和砂石层能够起到减震作用，能够起到保护基坑的作用。

作为优化，所述基坑的底面的中心位置向上拱起使得整个底面形成从底面四周往底面中心渐变上升的斜面。

这样，有利于从淤泥中脱出的污水均匀的分布到基坑底面的四周，方便污水排出。

作为优化，在土工布与多孔砂浆层之间还设置有排水板。

这样，在土工布与多孔砂浆层之间还设置有排水板能够阻止泥土微粒通过，从而避免排水通道阻塞使孔道排水顺畅。还能够快速有效导出淤泥中透过土工布层的污水。

作为优化，所述基坑的开口位置与地面平齐。

这样，将基坑设置在地面以下，使得基坑能够承受更大的径向压力而不变形，能够有利于在强夯工况下保持淤泥放置空间的形状不变。

作为优化，在积水空间的上端开口处设置有铁格栅。这样，有利于作业人员行走，有效的防止杂物掉入到积水空间内部。

作为优化，所述基坑为混泥土浇注成型。

这样，方便施工制造且强度和刚度高。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中淤泥处理设备的结构示意图。

图2为图1的俯视图（图中省略强夯装置和沉淀池）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1和图2所示，一种淤泥处理专用试剂，其特征在于，所述专用试剂的组成和质量配比为，水泥120~300份、生石灰250~500份、铝粉0.5~3.0份、减水剂3~6份、速凝剂5~10份和稳泡剂0.02~0.1份。

本技术方案中，专用试剂中的水泥能够降低淤泥亲水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥强度；生石灰能够降低淤泥亲水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥强度、消毒杀菌，降低淤泥的污染性；铝粉能够将淤泥发泡、淤泥硬化时产生大量气泡，形成大量连通的孔隙，形成绳头通道，增大淤泥渗透性；减水剂能够增大淤泥水分表面活性，使试剂更易与淤泥拌；速凝剂能够加快水泥硬化速度，快速固化淤泥，有效缩短淤泥脱水时间。加入的专用试剂能够使得淤泥内部产生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同时亲水性减弱，憎水性增强。

本具体实施方案中，所述专用试剂的最佳质量配比为水泥260份、生石灰420份、铝粉1.8份、减水剂5.6份、速凝剂7.8份和稳泡剂0.08份。

这样，采用最佳配比的专用试剂能够使得各组分发挥出最大的功效，各个组分之间的相互影响更小。

本发明还公开了一种淤泥处理专用试剂的使用方法，其特点在于，获取待处理的淤泥，将权利要求1或2中所述的专用试剂加入淤泥并搅拌均匀，并使其反应完毕，再采用强夯的手段将水强行挤压出淤泥，再将排出的水抽走。

本技术方案中，通过加入专用试剂对淤泥进行改性处理，能够提高淤泥的硬脆性并对淤泥发泡，这样，能够使得淤泥内部产生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同时亲水性减弱，憎水性增强。在通过对改性后的淤泥进行进行强夯实现挤水排水，强夯时淤泥内部的气泡破裂能够形成大量横向裂缝且在水平方向上形成排水通道，同时在淤泥内部形成很大的超孔隙水压力，从而使得淤泥内部水分流向淤泥处理设备的内侧壁。从而达到实现快速脱水和深度的脱水效果。

本具体实施方案中，a，先获取如下的设备，所述设备包括透水层组件1，所述透水层组件1围成开口向上设置的淤泥放置空间，在透水层组件1周向的外侧设置有积水空间，所述积水空间的底面与淤泥放置空间的底面最低处齐平设置；所述积水空间通过进水管22与抽吸装置2中的水泵21的输入口导通连接，还包括设置于淤泥放置空间外侧的强夯装置3，所述强夯装置3包括设置于淤泥放置空间上方的强夯锤31，所述强夯锤31能够沿淤泥放置空间的深度方向向下运动到淤泥放置空间内进行强夯作业；b将待处理的淤泥置入所述设备具有的淤泥放置空间并加入所述专用试剂，再将淤泥和专用试剂搅拌均匀；c，待淤泥和专用试剂充分反应后，再利用强夯装置对淤泥进行强夯作业，将水分挤出到淤泥处理设备位于周边的积水空间并抽出；d，将脱水处理完成后的淤泥从淤泥处理设备中转移到设备外部，再进行下一次作业。

这样，将淤泥处理设备与强夯装置以及专用试剂结合使用，能够实现将淤泥内部水分快速排出和深度的脱水效果。先将淤泥置入淤泥处理设备中，此时，淤泥内部的水由上到下先通过粗砂层，再经过碎石层后抵达具有坡度的基坑的底面，之后水由内向四周先后通过土工布层、排水板、多孔砂浆层后进入积水空间，再排出。之后再对淤泥进行深度脱水，加入的专用试剂能够使得淤泥内部产生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同时亲水性减弱，憎水性增强。通过改变淤泥的物理和化学性质能够方便强夯作业时将淤泥撞碎，强夯时淤泥内部的气泡破裂能够形成大量横向裂缝且在水平方向上形成排水通道，同时在淤泥内部形成很大的超孔隙水压力，从而使得淤泥内部水分流向淤泥处理设备的内侧壁。从而达到实现快速脱水和深度的脱水效果。

本具体实施方案中，步骤a中，所述设备还包括开口向上设置的桶形基坑4，所述透水层组件1包括呈筒状结构且竖向设置于基坑4内的土工布11，在土工布11的外侧套设有具有透水性的多孔砂浆层12；基坑4的底面与土工布11的内侧壁之间围成淤泥放置空间，并且所述积水空间设置于多孔砂浆层12的外侧。

这样，将整个透水层组件置入基坑中，能够使其保持原有的形状特征，即使是在外力作用下也能够保持原有的形状。土工布具有强力高、耐腐蚀、透水性强的特点，采用土工布的内侧面直接与淤泥接触也能使得土工布与基坑底面围成的淤泥放置空间能够具有不易变形，在不同的酸碱度的泥土及水中能长久地耐腐蚀，能够使得整个设备具有更长的使用寿命，能够保持良好的透水性的优点。在土工布的外侧设置多孔砂浆层能够使得淤泥放置空间不产生形变，这样能够更好的与强夯装置的强夯锤的形状进行匹配。

本具体实施方案中，在淤泥放置空间的底部设置有碎石层5，在碎石层5的上方还设置有砂石层6。

这样，在流经基坑底部的淤泥中脱出的污水能够经过粗砂层和碎石层的过滤在流入到积水空间内，能够提高出水质量。其次，当强夯装置的强夯锤对淤泥放置空间内的淤泥进行强夯时，设置在基坑底面的碎石层和砂石层能够起到减震作用，能够起到保护基坑的作用。

本具体实施方案中，所述基坑4的底面的中心位置向上拱起使得整个底面形成从底面四周往底面中心渐变上升的斜面。

这样，有利于从淤泥中脱出的污水均匀的分布到基坑底面的四周，方便污水排出。

其中，基坑4的底面形成的斜面的坡度为百分之二到百分之四之间。

这样，在能够有利于淤泥中的污水流向底面四周的同时位于基坑底面上方的粗砂层和碎石层在强夯压力作用下不易向底面四周移动。

本具体实施方案中，在土工布11与多孔砂浆层12之间还设置有排水板13。

这样，在土工布与多孔砂浆层之间还设置有排水板能够阻止泥土微粒通过，从而避免排水通道阻塞使孔道排水顺畅。还能够快速有效导出淤泥中透过土工布层的污水。

本具体实施方案中，所述基坑4的开口位置与地面平齐。

这样，将基坑设置在地面以下，使得基坑能够承受更大的径向压力而不变形，能够有利于在强夯工况下保持淤泥放置空间的形状不变。

本具体实施方案中，在积水空间的上端开口处设置有铁格栅7。这样，有利于作业人员行走，有效的防止杂物掉入到积水空间内部。当然在具体实施时，基坑的上端开口处与呈筒状结构的土工布的上端开口处之间可以用连接板进行连接，当在淤泥放置空间内放置待处理的淤泥后，能够使得积水空间形成一个封闭腔室，在抽吸装置的作用下能够对积水空间进行抽真空，抽真空后能够在积水空间内不形成负压，此时大气作用在淤泥上的压力能够使得淤泥脱水速率加快，同样属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述基坑4为混泥土浇注成型。

这样，方便施工制造且强度和刚度高。

本具体实施方案中，所述抽吸装置2还包括与所述水泵21的进口端相连的进水管22，所述进水管22的另一端伸入到积水空间的底部，水泵21的出口端连接有出水管23，所述出水管23的另一端与位于水泵21一侧的沉淀池8连通。这样，水泵能够将积水空间内部的污水抽出到沉淀池内，使得淤泥脱水后的水循环畅通，能够有利于淤泥脱水。