盾构清洗泥浆水回收净化系统及方法与流程

本发明属于涉及废料回收领域，尤其涉及一种盾构清洗泥浆水回收净化系统及方法。

背景技术：

随着城市建设的急速发展，地面交通日益拥堵，占用人类正常生活土地等问题突出，人们对地下空间的开发利用的需求越来越多。我国的经济实力进一步増强，各地轨道交通建设纷纷上马，近年来国家发改委批复全国多个城市的轨道交通建设规划。在现有的盾构设备中，泥水平衡盾构机以其适用地质范围广，控制先进是目前最先进的盾构设备，在泥水平衡盾构施工过程中由泥浆来控制掌子面的压力，运送挖掘过程中产生的渣土，高质量的盾构泥浆是保证工程顺利进行的前提，泥浆的处理至关重要。

但盾构施工产生大量泥浆，筛分出来的渣土含泥率高、含水量大，结构松散，并伴随产生大量的弃浆。仅仅筛分而且这种处理方法分离后的渣土颗粒物分级不清，使得无法对渣土中有价值的组分进行回收利用。对于这样的高含泥率、高含水量的渣土，目前都是通过大量的车辆运输至专门的渣土堆放场进行存储。在运输过程中不可避免的存在少量撒漏，附带的泥浆逸出后将对环境产生一定的污染，甚至泥浆风干后会引起扬尘并造成空气质量下降。此外，施工过程中产生大量的废浆直接废弃，消耗大量的水资源，也给环境带来很大的负担。

申请号201310397192.x提供了一种公开了一种盾构泥渣净化回收再利用系统用于盾构掘进施工的方法，该系统包括泥浆搅拌池、搅拌机、旋流除砂器、储浆罐、砂浆搅拌站、弃渣堆放场和管路组成；本发明使盾构施工产生的泥渣经过净化回收后作为盾构同步注浆的原材料重复利用，解决了以往盾构施工中泥渣废弃量大、污染环境的问题，以及盾构同步注浆膨润土等原材料消耗量的问题，节约了膨润土用量，减少了废弃泥渣对环境的污染，降低了盾构施工成本。

但是上述工艺方法只适用于泥沙沉积层施工而对于岩基层施工岩屑处理则无法达成有效资源利用。因为盾构施工产生的大量岩屑，由于挖硬岩盾构机一般配备有圆形刀盘，导致岩石切削碎片机构较大，呈薄片状，这些碎片尺寸比大约是30:15:1，甚至为更低的极端尺寸。如采取常规破碎用于制造工程碎石的方法，破碎后的盾构碎屑碎石通常不是理想的颗粒形状而是片状颗粒。由于单颗粒强度是材料整体的一个主要因素，这些片状的碎石颗粒在定位时倾向于水平向沉淀形成水囊，使得混凝土结构等级降低。同时由于颗粒缺乏粗糙表面和带角的颗粒形状，降低了骨料和水泥之间的沾结力，减少了混合物的工作能力并增加了用水量的需求，为保持质量，需加大水泥含量，大大提高了成本。因此，其产生的切削岩屑基本不能加工成施工的碎石，而需要大量遗弃填埋。造成大量的运输成本、和环境污染。其次，盾构施工工常包括伴随泥页岩碎屑，由于其强度低和潮解性，不适合进行工程造沙，必须在工艺中排除，以减少对造沙质量的影响。

为此本公司发明了一种盾构岩屑回收再利用系统，将盾构过程中产生的岩屑和泥浆快速充分分离，并且将其中的岩屑制做成砂粒并在工艺排除泥页岩碎屑，从而使得岩屑不需要再进行填埋，节省了运输成本，降低了环境污染并且提高了经济效益。但是其进行冲洗工艺是会产生大量的污水，此外储浆罐中的澄清水因含有盐分、添加剂残留和泥粉不能直接排放或生活使用，也需要进行处理，且系统和澄清水中还含有部分泥浆，直接抛弃不仅造成资源浪费还容易产生污染。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明公开了一种盾构清洗泥浆水回收净化系统及方法。本发明充分利用不可直排的储浆罐澄清水冲洗研磨砂浆，增加水利用率且通过水回收净化装置，回收净化部分净水，同时增加排放泥浆浓度，提升储浆罐沉淀脱水的效率，充分利用水资源的同时，回收了泥浆，实现了垃圾的零排放。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种盾构清洗泥浆水回收净化系统，包括盾构岩屑回收再利用系统，盾构岩屑回收再利用系统包括分筛装置，配合分筛装置分别安装有第一泥浆管路和冲击破碎装置；第一泥浆管路连通有输送储浆罐；配合冲击破碎装置安装有研磨破碎装置，配合研磨破碎装置安装有砂粒喷淋搅拌装置；砂粒喷淋搅拌装置通过砂粒浆管路连通有旋流除砂器；旋流除砂器底部的泥浆出口通过第二泥浆管路连通储浆罐；配合旋流除砂器的出砂口安装有混料装置；第一泥浆管路和第二泥浆管路上均安装有泥浆泵；所述砂粒喷淋搅拌装置包括壳体，壳体内安装有转轴，转轴上安装有搅拌叶；壳体顶部安装有进料口和喷淋头；壳体底部连通有砂粒浆管路，砂粒浆管路上安装有浆液泵；转轴连接有电机；所述储浆罐连通有吸水管，吸水管上安装有吸水泵；吸水泵与砂粒喷淋搅拌装置连通；旋流除砂器底部的泥浆出口连通有水回收净化装置；所述水回收净化装置连通有净水储存罐，净水储存罐通过水泵与喷淋头连通。

进一步的改进，所述水回收净化装置为碟管式反渗透膜柱；碟管式反渗透膜柱的进水口与泥浆出口连通；碟管式反渗透膜柱的过滤液出口通过净水管与净水储存罐连通；碟管式反渗透膜柱的浓缩液出口通过反流管与储浆罐连通。

进一步的改进，所述净水管和反流管上均安装有水泵。

进一步的改进，所述碟管式反渗透膜柱的外壁上安装有超声波发生器。

进一步的改进，所述吸水管伸入储浆罐的端部连接有挡块；吸水管与储浆罐通过直线轴承滑动连接；储浆罐上安装有液位观察窗。

一种盾构清洗泥浆水回收净化方法，盾构岩屑回收再利用系统需要清洗时，包括如下步骤：

步骤一：储浆罐中的澄清水被输送砂粒喷淋搅拌装置中用于冲洗砂浆；

步骤二：冲洗的砂浆进入旋流除砂器，除去砂砾；而其中的水或泥浆进入水回收净化装置；水回收净化装置为碟管式反渗透膜柱；碟管式反渗透膜柱将净化后的水输送到净水储存罐；浓缩后的泥浆输送到储浆罐。

进一步的改进，所述碟管式反渗透膜柱外安装有超声波发生器。

附图说明

图1为盾构清洗泥浆水回收净化系统的结构示意图；

图2为清洗泥浆水回收净化系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示的一种盾构岩屑回收再利用系统，包括分筛装置1，配合分筛装置1分别安装有第一泥浆管路2和冲击破碎装置4；第一泥浆管路2连通有输送储浆罐3；配合冲击破碎装置4安装有研磨破碎装置5，配合研磨破碎装置5安装有砂粒喷淋搅拌装置9；砂粒喷淋搅拌装置9通过砂粒浆管路96连通有旋流除砂器6；旋流除砂器6底部的泥浆出口61通过第二泥浆管路7连通储浆罐3；配合旋流除砂器6的出砂口63安装有混料装置8；第一泥浆管路2和第二泥浆管路7上均安装有泥浆泵64。

冲击破碎装置为冲击式破碎机；所述研磨破碎装置为球磨机；所述混料装置8为混凝土搅拌机。

分筛装置1包括倾斜设置的筛网11，筛网11上安装有震动器12，筛网11下端配合安装冲击破碎装置4；筛网11底部安装有锥形料斗13，锥形料斗13与第一泥浆管路2连通；冲击破碎装置4底部的出料口处于研磨破碎装置5的进料口正上方；研磨破碎装置5的出料口处于砂粒喷淋搅拌装置9的进料口正上方。

砂粒喷淋搅拌装置9包括壳体91，壳体91内安装有转轴92，转轴92上安装有搅拌叶93；壳体91顶部安装有进料口94和喷淋头95；壳体91底部连通有砂粒浆管路96，砂粒浆管路96上安装有浆液泵97；转轴92连接有电机98。

旋流除砂器6的出砂口63与混料装置8之间安装有传送带10。

上述装置的使用方式如下：一种盾构岩屑回收再利用方法，包括如下步骤：

步骤一：将盾构泥渣导入分筛装置1，筛出岩屑颗粒并将筛分的泥浆通过第一泥浆管路2输送储浆罐3；

步骤二：岩屑颗粒输送至冲击破碎装置4，将岩屑破碎成颗粒形成岩屑破碎颗粒；

步骤三：将岩屑破碎颗粒输送至研磨破碎装置5将岩屑破碎颗粒粉碎成砂粒；

步骤四、砂粒喷淋搅拌冲洗形成砂浆；

步骤五、砂浆输送到旋流除砂器6得到过滤砂砾和泥浆；泥浆通过第二泥浆管路7输送储浆罐3，用于再生泥浆

步骤六、过滤砂砾输送到混料装置8，混合制造混凝土。

实施例2

在实施例1的基础上做如下改进：旋流除砂器6包括第一旋流除砂器65和第二旋流除砂器66；第一旋流除砂器65的泥浆出口61处于第二旋流除砂器66的进料口正上方；第一旋流除砂器筛出径粒》2mm的砂砾，第二旋流除砂器物为筛出径粒》0.05mm的物料。

实施例3

在实施例1的基础上，为解决盾构岩屑回收再利用系统进行冲洗是容易产生废水和废渣的问题，如图2所示，设置盾构清洗泥浆水回收净化系统，包括与储浆罐3连通的吸水管101，吸水管101上安装有吸水泵102；吸水泵102与砂粒喷淋搅拌装置9连通；旋流除砂器6底部的泥浆出口61连通有水回收净化装置103；所述水回收净化装置103连通有净水储存罐104，净水储存罐104通过水泵与喷淋头95连通。

水回收净化装置103为碟管式反渗透膜柱；碟管式反渗透膜柱的进水口104与泥浆出口61连通；碟管式反渗透膜柱的过滤液出口105通过净水管106与净水储存罐104连通；碟管式反渗透膜柱的浓缩液出口107通过反流管108与储浆罐3连通。净水管106和反流管108上均安装有水泵。碟管式反渗透膜柱的外壁上安装有超声波发生器109。吸水管101伸入储浆罐3的端部连接有挡块110；吸水管101与储浆罐3通过直线轴承111滑动连接；储浆罐3上安装有液位观察窗112。

盾构岩屑回收再利用系统需要清洗时，进行如下步骤：

步骤一：储浆罐3中的澄清水被输送砂粒喷淋搅拌装置9中用于冲洗砂浆；

步骤二：冲洗的砂浆进入旋流除砂器，除去砂砾；而其中的水或泥浆进入水回收净化装置103；水回收净化装置103为碟管式反渗透膜柱；碟管式反渗透膜柱将净化后的水输送到净水储存罐104；浓缩后的泥浆输送到储浆罐3。

通过上述步骤有如下效果：

1、充分利用储浆罐澄清水因含有盐分、添加剂残留和泥粉不能直接排放或生活使用冲洗研磨砂浆，增加水利用率。

2、通过水回收净化装置，回收净化部分净水，同时增加排放泥浆浓度，提升储浆罐沉淀脱水的效率。

碟管式反渗透膜柱外安装有超声波发生器109。超声波发生器109可以提高污水中的颗粒的溶解度，防止污水中的颗粒修在反渗透膜表面从而延长碟管式反渗透膜柱的使用寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何修改、变更以及等效结构变换，均仍属本发明技术方案的保护范围。