申请日2019.09.17
公开(公告)日2019.12.03
IPC分类号C04B28/04
摘要
本发明涉及隧道污泥再资源化利用方法，属于环保资源化领域，尤其涉及隧道污水处理中所产生的污泥资源化利用方法。本发明的技术方案如下：一种隧道污泥再资源化利用方法，具体步骤如下：以隧道洞渣机制砂作为细骨料，将隧道洞渣机制砂晾干、过筛，与水泥、粗骨料、减水剂、缓凝剂、粉煤灰、水一起作为基料，并加入脱水污泥作为增稠剂，混合搅拌，制备得到自密实混凝土。本发明采用高密度沉淀进行隧道施工污水处理，实现污泥的在线浓缩，排出的污泥直接通过污泥脱水机进行脱水，实现了污泥的减量化，降低了隧道施工污水处理中对污泥管理的难度，避免污泥堆积造成的二次污染，现了协同资源化，满足了环保和工程原料得需求，实现了可持续发展。
权利要求书
1.一种隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，具体步骤如下：以隧道洞渣机制砂作为细骨料，与水泥、粗骨料、减水剂、缓凝剂、粉煤灰、水混合作为基料，并加入脱水污泥作为增稠剂，搅拌，制备得到自密实混凝土。
2.根据权利要求1所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，按重量份计，所述基料包括水泥460-500份、水170-195份、粉煤灰110-140份、减水剂8.5-10.5份、隧道洞渣机制砂760-835.5份、粗骨料920-1050份、缓凝剂0.5-0.8份;所述增稠剂包括脱水污泥6-25份。
3.根据权利要求1所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述脱水污泥含水率75-80%，所述脱水污泥来自隧道施工污水处理后的污泥;所述脱水污泥包含絮体;所述絮体由隧道掘进过程中产生的岩石颗粒、混凝剂、絮凝剂与污水中的胶体反应凝聚形成。
4.根据权利要求1所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述脱水污泥中富集絮凝组分。
5.根据权利要求4所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述絮凝组分为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述隧道洞渣机制砂的岩性包括玄武岩、石灰岩、石英岩、片麻岩、大理岩，所述隧道洞渣机制砂过4.75mm筛。
7.根据权利要求1所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述脱水污泥是通过高密度沉淀池在线浓缩后，进行机械脱水获得。
8.根据权利要求7所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述通过高密度沉淀池在线浓缩后排出的浓缩污泥的含水率为87-93%。
9.根据权利要求7所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述机械脱水机包括带式脱水机、叠螺脱水机、椭叠式污泥脱水机。
10.根据权利要求1所述的隧道污泥再资源化利用方法，其特征在于，所述减水剂为BKS-101聚羧酸系高性能减水剂，所述粗骨料为5~20mm碎石，所述缓凝剂为普通白砂糖。
说明书
一种隧道污泥再资源化利用方法
技术领域
本发明涉及隧道污泥再资源化利用方法，属于环保资源化领域，尤其涉及隧道污水处理中所产生的污泥资源化利用方法。
背景技术
隧道施工污水处理采用的常规工艺所产生的污泥产量大、含水率大，常采用污泥干化场工艺，同时调节池、混凝反应池等工艺单元易产生污泥沉淀，需采用挖掘机械定期机械清理或人工清理、外运，往往因清理不及时造成污泥大量堆放，不仅存在二次污染的风险，也占用大量用地面积。无害化处理、资源化利用、产业化发展是污泥的最佳出路，尤其隧道施工污水产生的污泥，其成分主要是隧道掘进的岩层粉细物，含砂量较高、其他污染物含量相对较低，更应进行资源化处置。
同时，在现阶段的隧道施工中，隧道洞渣的利用也未能受到足够的重视，在隧道弃渣利用上缺乏综合规划，除少部分洞渣用作路基的填料外，绝大部分均被作为弃渣运至弃土场废弃，利用较单一，未能将隧道弃渣作为优质筑路材料全面综合地加以利用，利用率较低。且需要修筑专门的弃渣便道及弃渣场，占用大量永久性征地。在项目的实际施工过程中，部分施工队伍，为施工方便，节省施工成本，本应运输至弃渣场摊平碾压的洞渣，不按设计要求进行堆放，被随意地丢弃在隧道洞口附近，污染施工环境，挤占泄水通道，导致次生灾害发生。因此，综合性的将污泥和洞渣有效再资源化利用显得尤为必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种隧道污泥资源化利用方法，具体是将浓缩脱水后的污泥与隧道洞渣协同资源化，制备自密实混凝土。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种隧道污泥再资源化利用方法，具体步骤如下：以隧道洞渣机制砂作为细骨料，将隧道洞渣机制砂晾干、过筛，与水泥、粗骨料、减水剂、缓凝剂、粉煤灰、水一起作为基料，并加入脱水污泥作为增稠剂，混合搅拌，制备得到自密实混凝土。
优选的，按重量份计，所述基料包括水泥460-500份、水170-195份、粉煤灰110-140份、减水剂8.5-10.5份、隧道洞渣机制砂760-835.5份、粗骨料920-1050份、缓凝剂0.5-0.8份;所述增稠剂包括脱水污泥6-25份。
优选的，所述脱水污泥含水率75-80%，来自隧道施工污水处理。所述脱水污泥包含絮体;所述絮体由隧道掘进过程中产生的岩石颗粒、混凝剂、絮凝剂与污水中的胶体反应凝聚形成。
含水率过高会导致污泥占地面积巨大，且污泥几乎呈液态，增加了污泥运输的难度。例如，含水率97%的污泥，其体积为含水率93%的污泥体积的2.33倍。
本发明在实际应用中，需将污泥污水处理的污泥运输至混凝土搅拌站进行资源化，如果污泥脱水率没达到要求，将无法运输。
一般污水处理产生的污泥含水率为97-99%，需另外进行浓缩后，再进行机械脱水，才能将污泥含水率降至80%以下。
优选的，所述脱水污泥是通过高密度沉淀池进行污泥在线浓缩，提高排泥浓度;排出的污泥浓度大，直接进入污泥脱水机进行机械脱水获得。
优选的，经高密度沉淀池在线浓缩排出的浓缩污泥的含水率为87-93%。
优选的，所述机械脱水后得到脱水污泥含水率为75-80%，所述污泥脱水机包括但不限于带式脱水机、叠螺脱水机、椭叠式污泥脱水机。
优选的，高密度沉淀池集混凝池、絮凝池、沉淀池和污泥浓缩于一体。
优选的，高密度沉淀池设置污泥回流，提高混凝剂、絮凝剂在污泥中富集，形成高浓度的悬浮泥渣层来增加颗粒碰撞机会，使反应区内的悬浮固体浓度维持在较高水平，同时由于隧道污水本身含沙量较大，排出的污泥浓度也更高。
优选的，所述脱水污泥中富集一定含量的絮凝组分，可以有效提高自密实混凝土抗离析性能，改善自密实混凝土在实际工程中可能存在的分层离析现象。
优选的，所述絮凝组分为PAM(聚丙烯酰胺)。聚丙烯酰胺是长链状高分子表面活性剂，在拌制混凝土的过程中，能够有效提高胶凝材料的活性，增加胶凝材料自身的粘度，使被包裹在在胶凝体中的粗骨料处于均匀分散状态，并抑制气泡的逸散，减少混凝土泌水现象，提高混凝土整体工作性能。
优选的，所述隧道洞渣机制砂的岩性包括玄武岩、石灰岩、石英岩、片麻岩、大理岩，所述隧道洞渣机制砂过4.75mm筛。
所述隧道洞渣机制砂，粒径小于4.75mm，来源于隧道开挖，就地取材进行资源化利用，节约成本。
优选的，所述水泥为强度等级为52.5的早强型白色硅酸盐水泥。
优选的，所述粉煤灰为II级粉煤灰。
优选的，所述减水剂为BKS-101聚羧酸系高性能减水剂，质量浓度为40%，其减水效率超过25%。
优选的，所述粗骨料为5～20mm碎石。
优选的，所述缓凝剂为普通白砂糖。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、采用高密度沉淀进行隧道施工污水处理，实现污泥的在线浓缩，排出的污泥直接通过污泥脱水机进行脱水，实现了污泥的减量化，降低了隧道施工污水处理中对污泥管理的难度，避免污泥堆积造成的二次污染。
2、采用脱水污泥作为增稠剂、隧道洞渣破碎制得得机制砂作为细骨料，同步解决了隧道施工过程中，污泥和废渣处理得难题，实现了协同资源化，满足了环保和工程原料得需求，实现了可持续发展。（发明人刘东斌;言海燕;陈亚利;徐德良;曹文娟;王喜）
