CN106915894A - 一种泥水分离复合添加试剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泥水分离复合添加试剂及其制备方法和使用方法，其中泥水分离复合添加试剂包括A组分和B组分，A组分包括以下重量份的组分：阴离子聚丙烯酰胺15～25份，甘油酯10～13份硅烷偶联剂8～12份，四羟基合铝酸钠5～7份，乙二胺四乙酸二钠6～8份；B组分包括以下重量份的组分：聚丙烯酸酯3～6份，烷基伯胺10～15份。本发明能够有效实现泥浆中泥和水的分离，防止泥浆在进行压滤后泥饼粘附在压滤机滤室中，提高了泥、水的分离效率，避免了工人在刮落泥饼的过程中用手进行泥饼分离操作的安全隐患。不仅能够有效将泥浆中的重金属锁定在泥饼中，还能调节泥浆分离出水的PH值，防止分离出的水在循环再利用时对建筑工地的钢材造成腐蚀。

Description

一种泥水分离复合添加试剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及建筑工地泥浆处理技术，特别涉及一种泥水分离复合添加试剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

随着社会经济发展，建筑规模、体量也随之水涨船高，对基础工程的要求日益提高，越来越多的高楼大厦基础采用传统的泥浆护壁程控灌注桩基工艺，如冲(钻)孔灌注桩、旋挖成孔灌注桩等。但这些工艺都不可避免产生大量严重影响施工场地环境及运输过程中对市容市貌污染的副产品---泥浆、污泥等，从而制约了传统工艺的广泛应用。

现有技术中，采用压滤机设备对泥浆进行处理，使混合浆体与泥浆中的水脱节，达到泥水分离的效果。分离后水从每块滤板的出液口流出，脱水后的泥饼留在滤室内，从而到达泥、水分离的效果。分离后的泥饼可用于基础回填、种植、制砖等用途；分离后的水可用于施工用水、灌溉、除尘等。达到循环利用的作用，且节省了泥浆运输处理的成本，同时防止在运输泥浆的过程中对建筑地周边的环境造成影响。

然而，若直接将泥浆采用压滤机进行压滤处理，由于泥浆中的固体颗粒在水中的混合程度较高，且泥浆产生的量大，这将大大降低泥水分离的效率。因此，往往会在采用压滤机对泥浆进行压滤处理前，添加一定的试剂使泥水进行初次分离。

申请号为201210078391.X的专利公开了一种高效泥浆泥水分离剂，该专利在泥浆中加入分离剂，搅拌后静置处理即得到上清液并将泥和水分离。

申请号为201310496503.8的专利公开了一种泥浆固化剂及其制备方法，该专利由2％～3％的聚丙烯酰胺、7％～8％的聚合氯化铝、20％～28％的氧化钙、8％～15％的四氧化三铁和余量的泥浆组成，在泥浆池内与泥浆均匀混合后，加入药物从而达到泥水分离的效果。

申请号为201210255156.5的专利公开了一种复合絮凝剂的配方，该专利将絮凝剂直接加入废浆中，并进行搅拌后，即实现泥水分离。该专利说明书中提到絮凝剂中不含重金属物质，然而其本身却没有去除重金属物质的能力。

以上专利以及现有技术中，均在泥浆中加入添加剂并进行搅拌静置后，以达到泥水初步分离的效果。然而在建筑施工中，将以上专利提到的添加剂以及现有技术中的絮凝剂对泥浆进行泥水初步分离后，无法达到完全的泥和水分离效果，在进行初步分离去除上层水后，泥浆中的水分仍然较多，因此需要进一步采用压滤机进行泥和水进一步分离，而在压滤泥浆时，将会出现以下问题：

1)由于建筑工地中大多为黄泥，黄泥本身粘稠度较高，添加剂或絮凝剂则会进一步增加泥浆的黏性，在采用压滤机进行压滤处理后，泥饼将附着在压滤机滤室的滤布上，如图1所示，泥饼往往无法通过重力掉落，而需要人力采用工具将滤室内的泥饼刮落，才能使泥饼掉落收集装置中。这样不仅使泥浆分离效率大大降低，同时造成人力物力的浪费，工人在刮落泥饼的过程中甚至直接用手进行泥饼分离操作，存在一定的安全隐患。

2)分离后的水作为灌溉、喷淋等用途时，由于在建筑工地，大型设备在工作时排放出的重金属以及酸性腐蚀物质较多，这些物质将会进入泥浆中，由于分离后水中的腐蚀性物质难以被分离处理，这将造成建筑工地中钢铁材料的腐蚀，对施工安全造成威胁；由于泥浆中的重金属含量较高，难以被分离，一旦分离出的水被二次循环再利用时，将会对环境甚至人体造成危害。

发明内容

为解决背景技术中提到的问题，本发明提供一种泥水分离复合添加试剂，其特征在于，包括A组分和B组分，其中A组分采用包括以下重量份的组分制成：

B组分采用包括以下重量份的组分制成：

聚丙烯酸酯 3～6份

烷基伯胺 10～15份。

进一步地，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷。

进一步地，所述甘油酯为三聚甘油单硬脂酸酯。

进一步地，所述烷基伯胺为十八胺。

一种如上任意所述的泥水分离复合添加试剂的制备方法，所述A组分制备步骤包括：

将阴离子聚丙烯酰胺和硅烷偶联剂在80℃～100℃的条件下，搅拌20min～40min，形成混合物m；

将甘油酯、四羟基合铝酸钠和乙二胺四乙酸二钠在40℃～60℃的条件下加入混合物m中，搅拌50min～60min后，进行包装，即完成A组分的制备；

所述B组分制备步骤包括：

将聚丙烯酸酯和烷基伯胺在常温下，搅拌30min～60min后，进行包装，即完成B组分的制备。

一种如上任意所述的泥水分离复合添加试剂的使用方法，包括以下步骤：

S100、在泥浆池中加入A组份，以60rpm～80rpm的转速搅拌40min～80min，静置30min～100min，形成泥水初步分离；

S200、在S100泥水初步分离后，去除水层，向下层的泥浆层中加入B组分，以40rpm～60rpm的转速，搅拌20min～30min，形成混合物M；

S300、将S200中形成的混合物M抽送至压滤机中，进行压滤处理，以实现泥水二次分离。

本发明提供的泥水分离复合添加试剂，能够有效地实现泥浆中泥和水的分离，防止从泥浆分离出的泥饼在压滤时粘附在压滤机滤室中，泥饼无需人工采用工具将滤室内的泥饼刮落，依靠重力便能实现自动脱离，不仅大大提高了泥浆的分离效率，同时避免了造成人力物力的浪费，也防止了工人在刮落泥饼的过程中甚至直接用手进行泥饼分离操作而产生安全隐患。本发明提供的泥水分离复合添加试剂不仅能够有效将泥浆中的重金属锁定在泥饼中，还能调节泥浆分离出水的PH值，防止泥浆中分离出的水在循环再利用时对建筑工地的钢材造成腐蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为建筑施工采用压滤机压滤泥浆的示意图；

图2为泥水分离复合添加试剂的使用方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供以下实施例：

实施例一、

本发明提供的一种泥水分离复合添加试剂采用如下制备方法：

A组分：将16份阴离子聚丙烯酰胺和10份硅烷偶联剂在90℃的条件下，搅拌30min，形成混合物m；

将10份甘油酯、7份四羟基合铝酸钠和6份乙二胺四乙酸二钠在60℃的条件下加入混合物m中，搅拌50min后，进行包装，即完成A组分的制备。

B组分：将4份聚丙烯酸酯和11份烷基伯胺在常温下，搅拌30min后，进行包装，即完成B组分的制备。

实施例二、

本发明提供的一种泥水分离复合添加试剂采用如下制备方法：

A组分：将20份阴离子聚丙烯酰胺和12份硅烷偶联剂在100℃的条件下，搅拌40min，形成混合物m；

将13份甘油酯、7份四羟基合铝酸钠和7份乙二胺四乙酸二钠在50℃的条件下加入混合物m中，搅拌60min后，进行包装，即完成A组分的制备。

B组分：将5份聚丙烯酸酯和15份烷基伯胺在常温下，搅拌35min后，进行包装，即完成B组分的制备。

实施例三、

本发明提供的一种泥水分离复合添加试剂采用如下制备方法：

A组分：将25份阴离子聚丙烯酰胺和11份硅烷偶联剂在100℃的条件下，搅拌40min，形成混合物m；

将12份甘油酯、7份四羟基合铝酸钠和6份乙二胺四乙酸二钠在60℃的条件下加入混合物m中，搅拌60min后，进行包装，即完成A组分的制备。

B组分：将6份聚丙烯酸酯和10份烷基伯胺在常温下，搅拌35min后，进行包装，即完成B组分的制备。

将以上实施例制备的泥水分离复合添加试剂，如图2流程图所示，分别采用以下使用方法进行使用：

S100、在泥浆池中加入A组份，以60rpm的转速搅拌70min，静置50min，形成泥水初步分离；

S200、在S100泥水初步分离后，去除水层，向下层的泥浆层中加入B组分，以40rpm的转速，搅拌30min，形成混合物M；

S300、将S200中形成的混合物M抽送至压滤机中，进行压滤处理，实现泥水二次分离。

同时采用市场上常用的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂作为对比例1，以及申请号为201210078391.X的专利公开了一种高效泥浆泥水分离剂作为对比例2，采用如下使用方法：

1)在泥浆池中加入对比例1(或对比例2)，以60rpm的转速搅拌70min，静置50min，泥水初步分离；

2)在上一步泥水初步分离后，去除水层，以40rpm的转速，搅拌30min，形成混合物M2；

3)将形成的混合物M2抽至压滤机中，进行压滤处理，实现泥和水的二次分离。

上述实施例和对比例分离的泥浆均为建筑工地中产生的泥浆，且分离的泥浆量保持一致。将原泥浆进行取样分析，并在处理过程中，分别对初步泥水分离的水以及二次泥水分离的水进行取样分析检测，同时观察采用板框对泥浆进行压滤后得到的泥饼状态，测试和观察结果如表1～5所示：

表1、实施例1

表2、实施例2

表3、实施例3

表4、对比例1

表5、对比例2

本发明提供的泥水分离复合添加试剂，能够有效地实现泥浆中泥和水的分离，且防止泥浆在进行压滤后泥饼粘附在压滤机滤室中，依靠重力便能实现泥饼的自动分离，无需人工采用工具将滤室内的泥饼刮落，不仅大大提高了泥浆的分离效率，同时减少了人力物力的浪费，也防止了工人在刮落泥饼的过程中直接用手进行泥饼分离操作而产生的安全隐患。

此外，由于在施工现场中，往往会采用大型机械设备进行施工，而这些设备在工作时无可避免会排放污染物，这些污染物中包括了对环境甚至人体危害的重金属，如铅、汞、镉等，重金属将会渗入施工工地的泥浆中，使进行泥水分离后的水中发生重金属超标的情况，这将很大程度上影响了泥浆分离水的循环再利用。同时，大型设备在工作时，也会排放酸性物质如硫化物等，酸性物质进入泥浆中，将使泥浆分离的水的酸性增加，而一旦这些分离出来的循环水进行建筑喷淋使用时，必将对建筑工程中的钢铁材料造成一定的腐蚀。本发明提供的一种泥水分离复合添加试剂不仅能够有效将泥浆中的重金属锁定在泥饼中，还能调节泥浆分离出水的PH值至中性，避免分离出的水在循环再利用时对建筑工地的钢材造成腐蚀。阴离子聚丙烯酰胺中的阴离子聚丙烯酰胺将泥浆中的固体颗粒凝聚之后，三聚甘油单硬脂酸酯硅烷偶联剂(γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷)的作用下，与固体絮状物结合，其中，三聚甘油单硬脂酸酯同时具有一定的增塑性和疏水性，能够使固体絮状物进一步在内部相互结合的同时，减少与滤室中滤布的粘附性，使泥饼能够顺利从滤室中脱离。

发明人通过大量实验发现采用γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂，不仅能够在泥浆固体颗粒和三聚甘油单硬脂酸酯之间起到十分优异的偶联作用，同时也能牢固结合四羟基合铝酸钠和乙二胺四乙酸二钠，使得泥浆的中固体颗粒在凝絮的过程中与甘油酯、四羟基合铝酸钠和乙二胺四乙酸二钠稳定结合，当四羟基合铝酸钠中和酸性物质生产氢氧化铝时，氢氧化铝本身为一定的胶体状，由于紧密接触泥浆的中固体颗粒凝絮物，将会促进泥浆的中固体颗粒的凝絮过程，更加有助于泥浆中泥和水的分离效率。

而乙二胺四乙酸二钠为六配位螯合剂，能够将泥浆中的重金属形成稳定的螯合物，同时当乙二胺四乙酸二钠在偶联剂的作用下与泥浆的中固体颗粒凝絮物紧密结合才能保证乙二胺四乙酸结合重金属后驻留在最终形成的泥饼中而不重新扩散至水中。

B组分在使用过程中是当泥浆中泥水进行初步分离后再加入去除上清液后的泥浆中，这是由于烷基伯胺中使用的十八胺不溶于水，若没有进行初步泥水分离，而直接加入B组分，将会造成B组分难以与泥浆中的固体颗粒充分结合。

此外，B组分加入后，搅拌时间较短，搅拌速度也较低，这是由于十八胺具有较好的疏水性和成膜剂，若搅拌时间过长或速度过快，将影响泥饼中固体颗粒的结合程度，发明人在进行大量实验的基础上，得出在准确时机加入B组分并在特定的转速和特定的搅拌时间下，泥浆经过压滤形成的泥饼将获得一定的油性，能够在形成泥饼后降低压滤机的滤室之间的粘性，使泥饼能够依靠重量便能自动脱离。

而B组份中另一关键成分为聚丙烯酸酯，在本发明中，聚丙烯酸酯加入的量仅为3～6份，占了很小的一部分，然而却能大大提高泥饼的成型性。发明人发现，在未加入聚丙烯酸酯时，对泥浆经行压滤机处理时，虽然能够形成泥饼，但是过滤出来的水仍存在一定浑浊的现象，这说明了，泥浆中的一部分固体颗粒随着压滤的进行仍会进入水中，难以与泥饼稳定结合。而本发明加入少量的聚丙烯酸酯能够很好地解决这个问题，这是由于聚丙烯酸酯具有一定粘性，在A组分偶联剂的作用下会与泥浆中的固体颗粒结合，而在采用压滤机对泥浆进行压滤的过程中，必定产生一定的压力，当不同固体颗粒中的聚丙烯酸酯在压力的作用下相互结合时，便能使泥饼在最大程度上结合固体颗粒，从而避免了固体颗粒脱离的现象发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种泥水分离复合添加试剂，其特征在于：包括A组分和B组分，其中A组分采用包括以下重量份的组分制成：

B组分采用包括以下重量份的组分制成：

聚丙烯酸酯 3～6份

烷基伯胺 10～15份。

2.根据权利要求1所述的一种泥水分离复合添加试剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的一种泥水分离复合添加试剂，其特征在于：所述甘油酯为三聚甘油单硬脂酸酯。

4.根据权利要求1所述的一种泥水分离复合添加试剂，其特征在于：所述烷基伯胺为十八胺。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的泥水分离复合添加试剂的制备方法，其特征在于：所述A组分制备步骤包括：

将阴离子聚丙烯酰胺和硅烷偶联剂在80℃～100℃的条件下，搅拌20min～40min，形成混合物m；

将甘油酯、四羟基合铝酸钠和乙二胺四乙酸二钠在40℃～60℃的条件下加入混合物m中，搅拌50min～60min后，进行包装，即完成A组分的制备；

所述B组分制备步骤包括：

将聚丙烯酸酯和烷基伯胺在常温下，搅拌30min～60min后，进行包装，即完成B组分的制备。

6.一种如权利要求1～4任一项所述的泥水分离复合添加试剂的使用方法，包括以下步骤：

S100、在泥浆池中加入A组份，以60rpm～80rpm的转速搅拌40min～80min，静置30min～100min，形成泥水初步分离；

S200、在S100泥水初步分离后，去除水层，向下层的泥浆层中加入B组分，以40rpm～60rpm的转速，搅拌20min～30min，形成混合物M；

S300、将S200中形成的混合物M抽送至压滤机中，进行压滤处理，以实现泥水二次分离。