[发明专利]盾构泥水固液快速分离用改性无机絮凝剂及改性方法和应用

说明书

本发明公开了一种盾构泥水固液快速分离用改性无机絮凝剂及改性方法和应用。所述改性无机絮凝剂由无机絮凝剂与改性剂组成。所述改性剂制备方法包括含铁、锌料液配制，含硅料液配制以及配制改性剂。其应用是将所述改性无机絮凝剂应用于盾构泥水中，在盾构机坑口对盾构泥水进行固液快速分离过滤，即得到含水率低于30％的泥块与达到国际二类以上标准的工业用水。本发明可实现泥水在盾构坑口快速分离，减少了盾构泥水传统处理技术导致的运输过程污染问题，改性无机絮凝剂中没有有机成分，减轻了泥、水对环境的潜在危害，使盾构泥处置成本得到了降低。本发明操作简单、方便，可快速实现盾构泥水分离，并且不会将有机物带入泥与水中造成二次污染。

技术领域

本发明涉及盾构渣土处理技术领域，特别地是指盾构泥水固液快速分离用改性无机絮凝剂及改性方法和应用。属于固液快速分离技术领域。

背景技术

在城市隧道、地铁以及高铁等建设中，大多会用到泥水盾构施工技术。为了使进入盾构仓内渣土具有较好的流动性便于传输、减少盾构机械磨损、改善盾构机掘进参数以及提高盾构机掘进质量，通常会向仓内注入一定的水、泡沫剂或高分子聚合物，从而产生大量含泡沫剂与高分子聚合物的盾构泥水。目前国内针对盾构泥水的处置方式大多是直接外运至渣土收纳场进行简单粗颗粒筛分处理，该方式存在的主要问题有：(1)由于盾构泥中水含量通常高于80％，很容易运输过程中的跑冒漏滴、污染环境；(2)因泥中含水率过高，导致运输成本居高不下；(3)需要专门的收纳场来处置泥水，使得处置费用增高；(4)现有在收纳场的处置大都是粗颗粒简单筛分，因为废泥浆自然沉降分离难，通常会往其中加入聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂来实现泥的沉降与水的分离，分离的水与沉降的泥均直接废弃排放，既浪费了水资源，并且泥浆排放地大多成为软基，使得堆放地再利用难度加大。因此，如果能开发一个新的技术，能在施工的坑口直接实现泥水分离，且不再带入有机物，将有益于水资源的循环利用，也可去掉收纳场，还有利于运输与泥的再利用。新技术的关键就是找到一个可在坑口快速实现泥水分离的添加剂。到目前为止，还未见可实现泥水在坑口快速分离技术的报道。发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种可实现盾构泥水快速分离的盾构泥水固液快速分离用改性无机絮凝剂及改性方法和应用。本发明不仅可实现盾构泥水中水资源中与泥的资源化利用，还可应用于污泥等难实现泥水快速分离的领域。

本发明一种盾构泥水固液快速分离用改性无机絮凝剂，所述改性无机絮凝剂由无机絮凝剂与改性剂组成，每升改性剂中含无机絮凝剂50-100g。

本发明一种盾构泥水固液快速分离用改性无机絮凝剂，所述无机絮凝剂选自聚合硅酸铁、聚合硅酸铝铁、聚合磷酸铝铁、聚合硅酸硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚合硅酸铝中的一种。

本发明一种盾构泥水固液快速分离用改性无机絮凝剂，所述改性剂按下述方法配制：

第一步：含铁、锌料液配制

将硫酸锌溶液、硫酸、铁屑混合搅拌反应至少60分钟后，加入双氧水，过滤，滤液为含铁、锌料液；

第二步：含硅料液配制

配制二氧化硅质量百分浓度≤0.025％的水玻璃稀溶液，搅拌滴加硫酸调pH值至1.5-2.5，得含硅料液；

第三步：配制改性剂

取第一步得到的含铁、锌料液与第二步得到的含硅料液混合，得到改性剂；

第一步中，硫酸锌溶液中锌离子浓度为50-500mg/L，硫酸质量百分浓度大于98％；

按每升硫酸锌溶液中加入10-20g铁屑，10-20mL硫酸混合搅拌，30-40℃下搅拌反应60-90min后，向混合液中加入双氧水，双氧水的加入量按每升混合液加入1-2g，过滤得含铁、锌料液；

第二步中，水玻璃稀溶液浓度为0.02-0.025％，搅拌滴加硫酸调pH值至1.5-2.5后，继续搅拌90-120min后，静置2h以上，得含硅料液；