疏浚泥浆的混凝沉降特性及絮体形态
发布时间：2022-01-16 01:40
疏浚工程中会产生大量的疏浚泥浆,其浓度低、颗粒细小、长期悬浮难以沉降,占用大量土地。利用聚丙烯酰胺（PAM）为混凝剂加速泥浆泥水分离,通过沉降界面高度、沉降速率及沉降后上覆水的浊度,确定混凝剂的最佳投加量,利用激光粒度仪和显微镜对絮体粒径及絮体形态进行分析,探究疏浚泥浆的混凝沉降特性及混凝机制,并提出混凝沉降模式。结果表明,在PAM作用下,疏浚泥浆在高混合强度、短时间内即形成较大、较密实的絮体,5 min内基本处于沉降稳定状态;PAM最佳投加量与泥浆含固量有关,为0.8wt%,此时沉降高度最高、沉降速度最快、上覆水浊度最低、絮体粒径基本保持不变、絮体分形维数为最大值。疏浚泥浆的混凝沉降过程经历快速沉降、缓慢沉降、稳定三个阶段,即絮团的沉降、压缩、自重固结过程。
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
PAM投加量对疏浚泥浆沉降界面的影响
PAM投加量对絮体粒径的影响如图2所示。PAM在较低投加量(0.4wt%、0.6wt%)下即能与疏浚泥浆颗粒形成较大的絮体,絮体平均粒径D50分别为479、635 μm,D10分别为119、187 μm,远大于粉粒粒径,絮体粒径分布范围也有所收窄。随着PAM投加量的增加,絮体粒径随之增长,絮体粒径范围逐渐收窄,当PAM投加量达到最佳剂量后,絮体粒径的增长幅度不是很大,颗粒级配基本保持稳定。在最佳投加量下,絮体平均粒径D50由21 μm增长至832 μm,扩大了将近40倍,D10达到415 μm。由此可见,疏浚泥浆的沉降,已由大粒径的絮团沉降所代替,在沉降初期,只受重力作用,下沉速度快。2.1.4 不同PAM投加量下的絮体形态
疏浚泥浆的絮体形态及其分型维数如图3、图4所示。由图3、图4可知,PAM形成的絮体为长链状,链条与链条之间又相互缠绕、连接,形成更大的絮体。当PAM投加量不足(0.4wt%、0.6wt%)时,形成的絮体形状不规则,趋向于多分支的松散结构,分形维数数值偏低,平均密度低;当PAM投加量较高(1.0wt%、1.2wt%)时,过多的混凝剂导致泥浆颗粒表面覆盖率很高,使絮团表面电荷重新带电,发生重稳现象,致使絮体形状不规则、平均密度较低,絮体的分形维数减小;当PAM投加量适中(0.8wt%)时,絮体的分形维数出现一个高峰值,絮体颗粒平均密度高、不规则程度低。图4 初始泥浆浓度为1%时的絮体分形维数
【参考文献】：
期刊论文
[1]美舍河清淤底泥分析评价及土地资源化利用[J]. 王向辉,周鑫,吴高蓉,滕倩,刘又华,刘艳玲,史载锋. 科学技术与工程. 2019(15)
[2]陕北某煤矿矿井废水的混凝处理试验研究[J]. 程爱华,赵丹,郝晨捷. 科学技术与工程. 2018(12)
[3]污泥、淤泥和黏性土的压缩特性对比试验研究[J]. 朱婧,洪宝宁,刘鑫. 科学技术与工程. 2018(04)
[4]中国疏浚淤泥的处理处置及资源化利用进展[J]. 张春雷,管非凡,李磊,黄英豪. 环境工程. 2014(12)
[5]河湖疏浚淤泥的表征、絮凝和脱水[J]. 李冲,吕志刚,陈洪龄,许超,常健. 环境工程学报. 2013(02)
[6]城市河道淤泥特性及改良试验初探[J]. 徐杨,阎长虹,许宝田,邵勇,阮晓红. 水文地质工程地质. 2013(01)
[7]太湖梅梁湖生态疏浚工程实施效果研究[J]. 王琦,李中华. 中国港湾建设. 2012(06)
[8]AlCl3、FeCl3和有机物颗粒对淤泥絮凝沉降特性影响[J]. 范杨臻,杨国录,刘林双. 节水灌溉. 2011(08)
[9]絮凝剂比例以及淤泥浓度对淤泥脱水速率的影响[J]. 刘林双,杨国录,王党伟. 南水北调与水利科技. 2009(04)
[10]杭州西湖疏浚底泥工程性质试验研究[J]. 俞亚南,张仪萍. 岩土力学. 2004(04)
硕士论文
[1]环保疏浚淤泥絮凝脱水剂的制备及应用研究[D]. 李妍.天津科技大学 2012
[2]粘粒含量对淤泥固化效果的影响及其机理研究[D]. 冯志超.河海大学 2006
本文编号：3591685
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
PAM投加量对疏浚泥浆沉降界面的影响
PAM投加量对絮体粒径的影响如图2所示。PAM在较低投加量(0.4wt%、0.6wt%)下即能与疏浚泥浆颗粒形成较大的絮体,絮体平均粒径D50分别为479、635 μm,D10分别为119、187 μm,远大于粉粒粒径,絮体粒径分布范围也有所收窄。随着PAM投加量的增加,絮体粒径随之增长,絮体粒径范围逐渐收窄,当PAM投加量达到最佳剂量后,絮体粒径的增长幅度不是很大,颗粒级配基本保持稳定。在最佳投加量下,絮体平均粒径D50由21 μm增长至832 μm,扩大了将近40倍,D10达到415 μm。由此可见,疏浚泥浆的沉降,已由大粒径的絮团沉降所代替,在沉降初期,只受重力作用,下沉速度快。2.1.4 不同PAM投加量下的絮体形态
疏浚泥浆的絮体形态及其分型维数如图3、图4所示。由图3、图4可知,PAM形成的絮体为长链状,链条与链条之间又相互缠绕、连接,形成更大的絮体。当PAM投加量不足(0.4wt%、0.6wt%)时,形成的絮体形状不规则,趋向于多分支的松散结构,分形维数数值偏低,平均密度低;当PAM投加量较高(1.0wt%、1.2wt%)时,过多的混凝剂导致泥浆颗粒表面覆盖率很高,使絮团表面电荷重新带电,发生重稳现象,致使絮体形状不规则、平均密度较低,絮体的分形维数减小;当PAM投加量适中(0.8wt%)时,絮体的分形维数出现一个高峰值,絮体颗粒平均密度高、不规则程度低。图4 初始泥浆浓度为1%时的絮体分形维数
【参考文献】：
期刊论文
[1]美舍河清淤底泥分析评价及土地资源化利用[J]. 王向辉,周鑫,吴高蓉,滕倩,刘又华,刘艳玲,史载锋. 科学技术与工程. 2019(15)
[2]陕北某煤矿矿井废水的混凝处理试验研究[J]. 程爱华,赵丹,郝晨捷. 科学技术与工程. 2018(12)
[3]污泥、淤泥和黏性土的压缩特性对比试验研究[J]. 朱婧,洪宝宁,刘鑫. 科学技术与工程. 2018(04)
[4]中国疏浚淤泥的处理处置及资源化利用进展[J]. 张春雷,管非凡,李磊,黄英豪. 环境工程. 2014(12)
[5]河湖疏浚淤泥的表征、絮凝和脱水[J]. 李冲,吕志刚,陈洪龄,许超,常健. 环境工程学报. 2013(02)
[6]城市河道淤泥特性及改良试验初探[J]. 徐杨,阎长虹,许宝田,邵勇,阮晓红. 水文地质工程地质. 2013(01)
[7]太湖梅梁湖生态疏浚工程实施效果研究[J]. 王琦,李中华. 中国港湾建设. 2012(06)
[8]AlCl3、FeCl3和有机物颗粒对淤泥絮凝沉降特性影响[J]. 范杨臻,杨国录,刘林双. 节水灌溉. 2011(08)
[9]絮凝剂比例以及淤泥浓度对淤泥脱水速率的影响[J]. 刘林双,杨国录,王党伟. 南水北调与水利科技. 2009(04)
[10]杭州西湖疏浚底泥工程性质试验研究[J]. 俞亚南,张仪萍. 岩土力学. 2004(04)
硕士论文
[1]环保疏浚淤泥絮凝脱水剂的制备及应用研究[D]. 李妍.天津科技大学 2012
[2]粘粒含量对淤泥固化效果的影响及其机理研究[D]. 冯志超.河海大学 2006
本文编号：3591685
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