一种渣土泥沙分离剂及其使用方法与流程

本发明涉及一种渣土泥沙分离剂及其使用方法。

背景技术：

随着我国现代化建设的大力推进，各大城市的隧道建设如火如荼，但在开发过程中会产生大量的工程渣土。虽然国家已经对废土处理制定了明确的规定，但是违章弃土现象依然存在。据初期调研及不完全统计，仅仅一处地铁施工地每天就可产出900方左右的渣土。如果不对这些渣土加以处理或有效利用，将严重影响城市及周边的生态环境及可持续发展，如何将渣土回收再利用一直是需要解决的难题。

经发明人调研，有些隧道开发产生的渣土含沙量巨大，最高可达百分之八十。目前我国城市建设建筑行业中需要大量沙子，并且沙子价格不断攀升，是较为珍贵的建筑材料，而隧道渣土中所含的沙子完全符合建筑标准。如果能对渣土进行有效的处理，将沙子从渣土中分离出来，循环利用到建筑施工中，可大大缓解建筑用沙紧缺的局面，符合可持续发展理念，有效解决了渣土处理问题。

目前常用的泥沙分离技术有自然沉淀法和机械设备处理法。自然沉淀法是利用泥、沙和水密度的不同，通过自然静置，达到泥沙分离的效果。自然沉淀法的优点是简便、易操作、不需要复杂的机械设备、成本低，但也存在处理时间长、分离效果一般、效率低下的缺点。机械设备处理法是利用电机、高压泵、泥沙分离器、清洗槽、筛网等器件组成的设备进行分离作业。此方法虽然处理速度快，但需用大量水冲洗、成本较高、不环保、分离效果也不理想。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种泥沙分离剂及其使用方法，以解决渣土处理成本高及渣土资源难以重复利用等难题，使渣土在进行泥沙分离时泥浆与沙子进行快速分离，泥浆悬而不降，沙子沉在底部，分界明显，效果良好。

本发明实现过程如下：

一种渣土泥沙分离剂：由琥珀酸二异辛酯磺酸钠和水混合得到，其中琥珀酸二异辛酯磺酸钠的质量百分比浓度为0.60~2.25%，优选浓度为1.20~1.65%。

上述泥沙分离剂的使用方法，包括以下步骤：

（1）将渣土与泥沙分离剂输送到第一处理池搅拌混匀后静置；

（2）将第一处理池中上层泥浆用水泵抽入二号池中，即得到下层粗沙；

（3）向第一处理池中注入清水，进行粗沙清洗；

（4）清洗完毕后，将上层悬浊液抽入三号池中备用，将清洗后的沙子挖出、晾晒，即完成一次分离过程。

上述步骤（1）中，渣土与泥沙分离剂的体积比为1：（2～3）。

上述步骤（1）中，搅拌混匀后静置3～5分钟。

继续向第一处理池加入新的待处理渣土，加入二号池和三号池上层液体，重复分离步骤即可再次完成泥沙分离。

本发明泥沙分离剂琥珀酸二异辛酯磺酸钠为表面活性剂，相较于其他的表面活性剂，琥珀酸二异辛酯磺酸钠具有更好的泥沙分离效果及泥浆悬浮效果，且对水质及土壤无污染。

根据文献调研，发明人首次将琥珀酸二异辛酯磺酸钠应用于泥沙分离领域，这主要基于琥珀酸二异辛酯磺酸钠独特的物理化学性能，其中琥珀酸二异辛酯磺酸钠的浓度非常关键。本发明琥珀酸二异辛酯磺酸钠的最佳使用浓度为1.20~1.65%，本发明利用渣土中泥沙比重的差异性与琥珀酸二异辛酯磺酸钠溶液对泥浆胶体保护性，将比重较轻的泥土颗粒悬浮在溶液中，而比重较重的沙石颗粒自然沉降到底部，从而达到泥沙分离的目的。本发明泥沙分离剂，以隧道渣土为样品，经过反复实验，渣土在进行泥沙分离时泥浆与沙子快速分离，泥浆悬而不降，沙子沉在底部，分界明显，效果良好。

本发明进行泥沙分离时，采用泥沙分离剂与物理搅拌结合，使含沙渣土在搅拌的作用下充分与泥沙分离剂混合，大大提高分离效率，增强泥沙分离的效果。通过设计多个处理池转运及使用特定浓度的泥沙分离剂来实现泥沙分离剂循环利用和资源节约的目的，提高了渣土分沙效率，而且用水量少，降低了渣土处理成本，实现了渣土资源循环再利用。

附图说明

图1为实验土样在不同表面活性剂溶液（浓度为1.2%）中的泥沙分离效果图，表面活性剂种类从左至右依次为琥珀酸二异辛酯磺酸钠、木质素磺酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素；

图2为土样1在不同浓度的琥珀酸二异辛酯磺酸钠溶液中泥沙分离效果图，浓度区间从左至右依次为0.30%、0.60%、1.50%、2.10%、3.00%、4.50%；

图3为土样2在不同浓度的琥珀酸二异辛酯磺酸钠溶液中泥沙分离效果图，浓度区间从左至右依次为0.30%、0.60%、1.50%、2.10%、3.00%、4.50%；

图4为使用本发明泥沙分离剂的处理框图。

具体实施方式

本发明提出了一种泥沙分离剂及其使用方法，以解决渣土处理成本高及渣土资源难以重复利用等难题。

实施例1

本实施例根据不同表面活性剂对泥沙分离实验效果对比，优选了一种表面活性剂--琥珀酸二异辛酯磺酸钠作为泥沙分离剂的主要成分。

本实施例以含沙率60~66%的隧道渣土为实验土样，以质量百分比浓度为1.2%的不同表面活性剂溶液为泥沙分离剂进行实验，将渣土与不同表面活性剂溶液按体积比1：2.5混合后，进行充分搅拌后静置，观察泥沙分离效果及泥浆悬浮效果。

按照上述方法，经反复实验后，效果见表1和图1所示。

实施例2

本实施例根据不同浓度琥珀酸二异辛酯磺酸钠泥沙分离实验效果对比，优选出琥珀酸二异辛酯磺酸钠作为泥沙分离剂的最佳浓度区间，浓度区间为1.20~1.65%。

本实施例以土样1（含沙量60~66%）和土样2（含沙量78~82%）两处隧道施工挖出的渣土土样为实验土样，以不同浓度的琥珀酸二异辛酯磺酸钠溶液为实验溶液进行实验，将渣土与不同浓度的琥珀酸二异辛酯磺酸钠溶液按体积比1：2.5混合，充分搅拌后静置相同时间，观察泥沙分离效果及泥浆悬浮效果（图2和图3）。

结论:对于土样1和土样2来说，琥珀酸二异辛酯磺酸钠溶液浓度区间为0.60%~2.25%即可达到分离效果，其中1.20%~1.65%为最佳浓度区间，且溶液与渣土体积比为1:2.5时，分离效果最理想，并且可以重复利用三次以上，分离出的沙子可直接作为建筑材料。溶液浓度过低时，无法使泥悬浮，而浓度过高时，会将部分细沙悬起，导致分离时损失部分细沙，同样无法达到理想的分离效果。可根据实际样品中渣土含泥量，调整实际的浓度和用水量，以达到最佳的分沙效果。

本发明还提供了一种泥沙分离剂的使用方法，如图4所示，该方法采用上述泥沙分离剂与物理搅拌结合，使含沙渣土在搅拌的作用下充分与泥沙分离剂混合，增强泥沙分离的效果。通过设计多个处理池转运及使用泥沙分离剂来实现泥沙分离剂循环利用和资源节约的目的。

将隧道渣土输送至第一处理池，加入上述泥沙分离剂进行充分搅拌混匀，搅拌结束后静置3-5min，随后将池中上层泥浆用水泵抽入二号池中备用。然后向第一处理池中注入少量清水，进行沙子的二次清洗，清洗完毕后，将上层悬浊液抽入三号池中备用，将沙子用挖掘机从池中挖出，转运至晾晒区域晾晒，即完成一次分离过程。再次向第一处理池输送新的待处理隧道渣土，利用二、三号池中液体重复上述步骤还可完成两次有效的泥沙分离过程。

以上描述了本发明的基本原理，实施步骤和优点。上述实例仅为本发明较好的实验结果，在不改变本发明原理的情况下进行的相关调整和改进都在本专利的保护范围内。