藥劑真空預壓法處理寧波廢棄泥漿試驗研究

武 亞 軍， 周 振， 王 棟， 陸 逸 天， 汪 建 鋼， 林 富 光

( 1.上海大學 土木工程系， 上海 200072；2.浙江省巖土基礎公司， 浙江 寧波 315051；3.溫州浙南地質工程有限公司， 浙江 溫州 325006 )

藥劑真空預壓法處理寧波廢棄泥漿試驗研究

武 亞 軍*1， 周 振1， 王 棟1， 陸 逸 天1， 汪 建 鋼2， 林 富 光3

( 1.上海大學 土木工程系， 上海 200072；2.浙江省巖土基礎公司， 浙江 寧波 315051；3.溫州浙南地質工程有限公司， 浙江 溫州 325006 )

針對浙江寧波某場地的工程廢棄泥漿進行了系列藥劑真空預壓室內試驗研究，基于沉降柱試驗確定不同絮凝劑的最佳添加量；按照絮凝劑最佳添加量，進行陰離子聚丙烯酰胺藥劑真空預壓法的模型試驗，探討藥劑真空預壓法固液分離的效果；最后，對模型箱中不同位置處的泥樣做壓汞試驗，研究泥樣微觀孔隙沿徑向的分布規律．研究表明：加入適量絮凝劑后，初始上清液濁度較為接近，且濁度隨時間變化曲線斜率較大，絮體尚未穩定；24 h后濁度曲線斜率較小，絮體達到較為穩定的狀態，此時上清液濁度最低對應的絮凝劑添加量為最佳添加量．加入絮凝劑后泥漿顆粒粒徑明顯增加，大于0.075 mm的顆粒由原來的11.78%增加到了79.69%．廢棄泥漿絮凝后靜置24 h后排出上清液含水率從278%降至157%，真空預壓136 h后從157%降低到了約47.2%，固液分離的效率較高．經過藥劑真空預壓后，泥漿中孔隙被大大壓縮，孔徑峰值區域從絮凝后真空前的1 000～120 000 nm減小到100～20 000 nm，且距離中心越近孔徑越小．

藥劑真空預壓；絮凝；寧波廢棄泥漿；模型試驗；壓汞試驗

0 引 言

近年來，隨著社會的發展與進步，城市化建設過程中遇到的環境問題越來越受重視．工程廢棄泥漿引起的環境問題是主要問題之一，并逐漸成為人們關注與研究的焦點[1-3]．

工程廢棄泥漿是由硅酸鹽類礦物微粒等所形成的分散懸浮體系．目前對其的主要處置方法有外運排放法、絮凝沉淀法、機械壓濾法、真空過濾法及離心分離法等[4-9]．其中外運排放法通過槽罐車將廢棄泥漿運出排放到郊外，利用自然風化作用將廢棄泥漿曬干，該方法效率低下，運輸過程中灑到路面上的廢棄泥漿風干后造成揚灰，對環境造成污染，更為嚴重的是一些建筑工地將廢棄泥漿偷排至河流、下水道，造成河水污染，河流及下水道堵塞．絮凝沉淀法、真空過濾法及離心分離法處理效率較低，且處理后的廢棄泥漿通常含水率仍較高，難以達到直接排放的要求．機械壓濾法雖然能夠大幅度降低廢棄泥漿的含水率，但由于效率低、成本高，很難大范圍應用．以上幾種處置方法均存在一定問題，故需探尋一種新的處置方法．

近年來，武亞軍等[10]將絮凝沉淀法與真空預壓法相結合的藥劑真空預壓法用于廢棄泥漿處理，并在上海廢棄泥漿處理試驗中取得了良好的效果．浙江寧波地區的廢棄泥漿與上海廢棄泥漿相比，含水率、土顆粒分布和成因條件都不相同，而這些因素對廢棄泥漿的絮凝效果影響較大[11-12]，為此，本文針對寧波廢棄泥漿進行試驗研究，并與上海廢棄泥漿試驗結果進行對比．以陰離子聚丙烯酰胺(anionic polyacrylamide，簡稱APAM)為絮凝劑，對添加不同摻量后產生的絮體進行沉降柱試驗，重點研究廢棄泥漿在各種添加量時濁度隨時間的變化情況，確定最佳絮凝劑添加量，并對最佳絮凝狀態前后的土顆粒分布進行分析．然后對工程廢棄泥漿進行藥劑真空預壓室內模型試驗，通過含水率試驗和壓汞試驗(mercury intrusion porosimetry，簡稱MIP)對處理效果進行研究，比較寧波廢棄泥漿與上海廢棄泥漿的處理效果．

1 沉降柱試驗

1.1 沉降柱試驗簡介

為研究同種絮凝劑(APAM)在不同添加量下的絮凝狀態，進行了沉降柱試驗．沉降柱如圖1所示．試驗中絮凝劑采用2 000萬相對分子質量的APAM，先配制成質量分數為0.2%的絮凝劑溶液，分別將不同添加量的溶液倒入裝有200 mL廢棄泥漿的燒杯中充分攪拌均勻，然后將絮凝后的液體轉移至500 mL量筒中，按時間測定并記錄固液分離后上清液濁度及渾液面高度．濁度測定所使用的上清液用移液管移入量筒中以減少上清液重量對沉降的影響．試驗中所使用的儀器包括500 mL燒杯、500 mL量筒、玻璃棒、滴定管、移液管、電子天平、計時器和SGZ-200AS型濁度儀等．

圖1 沉降柱試驗圖

1.2 廢棄泥漿試樣特性

試驗所取廢棄泥漿來自浙江寧波某鉆孔灌注樁施工工地，廢棄泥漿含水率278%、密度1.18 g/cm3、pH 7.8．原始廢棄泥漿以粉黏細顆粒為主，含大于0.075 mm的砂粒約12%，0.005～0.075 mm 粉粒約45%，小于0.005 mm的黏粒約43%．分析上海市閘北區某工地廢棄泥漿顆粒組成，并與試驗廢棄泥漿進行對比，結果表明：該廢棄泥漿中大于0.075 mm的砂粒約占14%，0.005～0.075 mm粉粒約占56%，小于0.005 mm的黏粒約占30%，以粉黏細顆粒為主．試驗所取寧波廢棄泥漿與上海廢棄泥漿相比,含砂率較為接近，寧波廢棄泥漿中0.005～0.075 mm粉粒比上海廢棄泥漿少了約11%，小于0.005 mm的黏粒比上海廢棄泥漿高出了約13%．上海與寧波廢棄泥漿顆粒分布如圖2所示，其中R為小于某粒徑土所占比重．

1.3 沉降柱試驗結果

1.3.1 上清液濁度 上清液濁度T(單位：NTU，1 NTU相當于1 L的水中含有1 mg的福爾馬肼聚合物時所產生的渾濁程度) 是反映絮凝效果的重要標準之一，反映了上清液中微顆粒數量的多少，即濁度越低絮凝效果越好．

圖2 絮凝前后顆粒分布曲線

配制質量分數0.2% APAM溶液，分別向裝有200 mL廢棄泥漿的燒杯中加入25、30、35、40和45 mL APAM溶液，快速攪拌后倒入量筒中進行沉降柱試驗，試驗過程中測試不同沉降時間時的上清液濁度，并繪制濁度隨沉降時間ts變化關系曲線，如圖3所示．

圖3 不同添加量下濁度隨時間變化曲線

從圖3可看出：(1)廢棄泥漿在不同絮凝劑添加量下上清液的濁度都隨時間增加而降低．(2)添加25 mL APAM溶液的上清液初始濁度較大，遠高于其他添加量下的上清液濁度，這是因為加入的絮凝劑過少，生成的絮體較小且松散，仍有部分小顆粒未被絮凝劑籠絡從而懸浮在上清液中．后期濁度降低比其他4組快是由于上清液黏度較其他4組更低，微顆粒下沉的阻力更小，所以更易沉降．(3)添加45 mL APAM溶液濁度較其他(不含25 mL添加量的情況)3組更大，這主要是由于上清液中的微小土顆粒被過量的絮凝劑包裹，土顆粒表面沒有空白的部分供絮凝劑與其他土顆粒進行吸附架橋形成更大的土顆粒[5]，從而懸浮在上清液中．(4)添加適量(30、35和40 mL)絮凝劑絮凝后，在0～3 h內由于攪拌的原因，上清液濁度較為接近，較難區分最佳絮凝狀態，曲線的斜率在0～3 h很大，3 h后濁度值區分開始明顯，這是由于絮凝劑仍在廢棄泥漿中籠絡細小顆粒，絮體尚未穩定．添加適量絮凝劑(包括最佳絮凝狀態下)，24 h后曲線較為平緩，上清液中的微顆粒增大速率緩慢，絮體達到較為穩定的狀態，此時上清液濁度最低對應的絮凝劑添加量為最佳添加量．1.3.2 顆分試驗 按照向每200 mL廢棄泥漿中加入35 mL APAM溶液的最佳添加比例添加APAM溶液，充分攪拌后靜置24 h后做顆分試驗，分析對比寧波廢棄泥漿與上海廢棄泥漿絮凝前后顆粒大小變化情況．

由于添加APAM后形成的絮體強度較小，常用的烘干碾碎法會破壞其絮體結構，故采用濕篩法測量其顆粒組成．原始廢棄泥漿顆粒分析采用濕篩法與密度計法結合，0.075 mm以上顆粒采用濕篩，0.075 mm以下采用密度計法．原始廢棄泥漿與最佳絮凝狀態下顆粒分布曲線如圖2所示．

從圖2中可看出，廢棄泥漿絮凝后土顆粒整體變大，0.075 mm以上各粒組土顆粒都有所增加．絮凝前，寧波及上海兩地廢棄泥漿粒徑在1～3 mm的土顆粒所占比重均為0．絮凝后，寧波廢棄泥漿在1～3 mm的土顆粒所占比重達到了11.9%，大于等于0.075 mm的土顆粒從11.78%增加到了79.69%．上海廢棄泥漿絮凝后1～3 mm范圍內的土顆粒比重達到了12.7%，大于等于0.075 mm的土顆粒從12.0%增加到了86.8%．土顆粒粒徑從絮凝前的微米級增大到了絮凝后的毫米級，絮凝劑添加量為最佳添加量時，廢棄泥漿顆粒粒徑增大得很明顯，絮凝效果最好．寧波廢棄泥漿在最佳絮凝狀態下土顆粒粒徑增大幅度略小于上海廢棄泥漿．

2 藥劑真空預壓固液分離試驗

2.1 試驗器材

試驗器材有貼好刻度的模型箱(有機玻璃桶)、密封蓋、自制透水管(等效孔徑為180 μm)、土工布、真空表、真空管、真空泵、抽濾瓶(標好刻度)、電子稱、標準篩、烘箱及美國麥克AutoPore Ⅳ 9500壓汞儀等．模型試驗裝置簡圖如圖4所示．

2.2 藥劑真空預壓法處理廢棄泥漿試驗過程

采用藥劑真空預壓法處理廢棄泥漿的試驗過程如下：

圖4 模型試驗裝置示意圖

(1)先取62.40 L廢棄泥漿液體裝入攪拌桶內，并添加質量分數為0.2%的APAM絮凝劑溶液10.92 L(按照35 mL/200 mL的最佳添加比例)，然后充分攪拌，攪拌速度控制在120 r/min左右，時間為15 min，攪拌結束后將其倒入模型箱中．

(2)在模型箱內靜置24 h后(渾液面沉降基本穩定)，吸出并量測上清液體積，約33.96 L．

(3)連接排水管和抽濾瓶及真空管等真空試驗裝置，裝好有機玻璃密封蓋，關閉抽水閥，開啟真空泵，檢查真空度，確定所有設備不漏氣后開啟出水閥．

(4)記錄出水量、沉降量(水液面、渾液面)和真空度，試驗過程中保持模型箱內真空度約為85 kPa．

(5)真空試驗持續時間136 h，卸載后打開模型箱分別進行含水率試驗和壓汞試驗，測試距離模型箱中心不同位置處土樣的含水率與孔隙率．含水率試驗和壓汞試驗試驗點的布置如圖5所示．

○ 排水管； × 含水率試驗點； △ 壓汞試驗點

2.3 試驗結果及分析

2.3.1 真空預壓過程中的出水量 真空預壓過程中出水量Vw和出水速率v隨預壓時間tp變化分別如圖6和7所示．

從圖6中可看出前期出水量較大，前20 h出水量約占總出水量的50%, 然后出水逐漸變緩．這主要是因為排除上清液后仍有較多的完全自由水及絮體內部的自由水，這些內部自由水是由APAM親水基團通過氫鍵與水分子結合形成的水合水及被其高分子網空間束縛的自由水組成[13-14]．雖然絮凝劑對這些自由水存在一定束縛作用，但在85 kPa左右的真空預壓下這些自由水能夠被迅速抽出．

圖6 出水量與時間關系對比曲線

圖7 出水速率與時間關系對比曲線

從圖6、7中可看出：(1)出水速率大小隨時間變化存在上下波動，這主要是由真空度隨時間變化引起的．(2)每隔12 h左右出水速率會出現一個峰值，這主要與采用間隙真空加載有關，即真空加載12 h然后停12 h再加載12 h如此往復．停止加載后模型箱內真空滲流仍會持續一段時間使靠近排水管處試樣的含水量增加，再加載時出水速率就會出現短暫的增大．另外停止加載12 h期間絮體由于固結作用排出一部分自由水，再重新加載后出水速率也會變大．(3)真空預壓136 h后的出水速率為40 mL/h左右，說明采用藥劑真空法可以將廢棄泥漿降低到更低的含水率．(4)真空預壓136 h過程中總出水量為21 810 mL，占總出水量 (總出水量=絮凝劑含水量+絮凝出水量+真空預壓階段出水量) 55 770 mL的39.1%，與絮凝出水量33 960 mL的比值達到了64.2%，真空預壓出水效果明顯．(5)真空預壓過程中寧波廢棄泥漿出水量比上海廢棄泥漿略大，但出水速率寧波廢棄泥漿卻小于上海廢棄泥漿(前1 h除外)，這是由于寧波廢棄泥漿的滲透系數比上海廢棄泥漿低，上海廢棄泥漿整體出水速率比寧波廢棄泥漿高的原因和廢棄泥漿的顆粒組成有關，上海廢棄泥漿絮凝后顆粒較大且相對均勻，廢棄泥漿滲透性較好，故出水速率較快．

2.3.2 真空預壓過程中廢棄泥漿液面高度 真空預壓過程中廢棄泥漿液面高度(h)隨時間變化曲線如圖8所示．廢棄泥漿加入絮凝劑后初始液面讀數為7.8 cm，加入絮凝劑絮凝沉降24 h并吸出上清液33 960 mL后廢棄泥漿液面讀數為26.6 cm．真空預壓過程中水不斷排出，廢棄泥漿液面不斷下降，廢棄泥漿液面下降速度隨時間變化而減小，真空預壓過程中共排水21 810 mL，最終廢棄泥漿液面下降到37.75 cm，處理后的廢棄泥漿體積只占原始廢棄泥漿體積的29.7%．

圖8 廢棄泥漿液面高度與時間關系曲線

2.3.3 含水率 真空預壓處理后從模型箱內按離中心不同距離(x=1.5，3，6，9，12，15，18，21 cm)取土樣做含水率測試，廢棄泥漿的含水率w如圖9所示．

圖9 距離模型箱中心不同位置處的含水率

從圖9中可看出絮凝后的寧波廢棄泥漿經過24 h的沉降，含水率從278%降到157%，真空預壓136 h后含水率從157%降到了47.2%，實測含水率降到24.8%～52.9%(距離中心不同位置含水率不同)．上海廢棄泥漿絮凝沉降24 h后，含水率從163%降到了96%，真空預壓136 h后含水率從96%降到了37%，絮凝沉降階段寧波廢棄泥漿含水率降低幅度大于上海廢棄泥漿．

從圖9還可看出，寧波廢棄泥漿距離中心較遠處(大于9 cm)含水率變化小，較近處含水率小且變化大，這主要是因為距離中心較近處水力梯度較大，水更容易被排出．離開中心距離大于12 cm時，隨著距離的增加含水率變小，其主要原因可能是真空預壓過程中一部分真空度沿著模型箱底部的土工布傳遞到了模型箱壁，使得箱壁附近的廢棄泥漿中有更多水排出，導致該處的含水量比相鄰內部處稍低．

對于每個階段寧波廢棄泥漿的含水率均比上海廢棄泥漿要高，經分析主要原因如下：

(1)寧波廢棄泥漿本身含水率高，相同體積時固相含量比上海廢棄泥漿要少，在達到各自的最佳絮凝狀態后，寧波廢棄泥漿絮體的體積相對較小，因此排出的上清液體積較大，含水率降低了121%，而上海廢棄泥漿只降低了67%．從排水量來看，其實二者在真空階段所排出的總水量比較接近，含水率相差比較大，是由于上海廢棄泥漿固相含量比寧波廢棄泥漿中固相含量多．

(2)由于寧波廢棄泥漿含水率高、密度小，所形成的絮體的密度也低，絮體中包裹的水很多，因而其絮體的含水率高．

(3)從上海和寧波兩地廢棄泥漿的顆粒分布來看，上海廢棄泥漿顆粒比寧波廢棄泥漿要大，且分布相對均勻，所形成的絮體也相對均勻，因此，寧波廢棄泥漿的滲透性稍差，其出水速率低，因此，最終寧波廢棄泥漿的含水量比上海的要高．

2.3.4 壓汞試驗 為研究真空預壓后土體的孔徑分布特征，將抽真空后距離模型箱中心不同距離(1.5、6.0、12.0 cm)處的土樣以及絮凝完未抽真空的土樣進行采樣凍干，然后用AutoPore Ⅳ 9500壓汞儀進行壓汞試驗．試驗原理：利用汞對土樣的不浸潤特性，通過施加壓力將汞壓入凍干后的土樣中，根據施加的壓力及壓入量V得到孔徑的大小及孔徑所占土的體積密度．壓汞試驗結果如圖10所示．

(a) 寧波孔徑與累計入汞量曲線

(b) 寧波孔徑分布密度曲線

(c) 寧波、上海孔徑分布密度對比曲線

圖10 壓汞試驗結果

Fig.10 Results of mercury intrusion porosimetry

孔徑d與累計入汞量V關系曲線如圖10(a)所示．由于累計入汞量的多少反映了某粒徑孔隙總體積的多少，從圖10(a)可以看出：(1)未抽真空前，寧波廢棄泥漿的累計入汞量整體在上海廢棄泥漿的上方，說明寧波廢棄泥漿未抽真空前的孔隙所占體積大于上海廢棄泥漿；(2)抽真空后寧波廢棄泥漿相同孔徑對應的累計入汞量從小到大依次為1.5 cm<6.0 cm<12.0 cm，即離中心距離越小孔隙體積越?。?/p>

孔徑分布密度曲線如圖10(b)、(c)所示，從中可以看出：對于寧波廢棄泥漿來說，真空預壓之前孔隙呈雙峰分布，峰值區域為1 000～10 000 nm及60 000～120 000 nm，說明其以兩種不同孔徑的孔隙為主；真空預壓之后，1.5 cm處的孔徑區域變為單峰，在100～900 nm，說明之前的大孔隙峰值區已經消失，而6.0 cm和12.0 cm處的孔徑峰值均為兩個區域，分別為600～3 000 nm、4 000～8 000 nm和600～4 000 nm及6 000～20 000 nm，仍然保持著原漿孔隙的雙峰特征，說明大小孔隙只是經過了一定的壓縮，但其壓縮程度沒有1.5 cm的大．

對于上海廢棄泥漿來說，真空預壓之前孔隙為單峰分布，峰值區域為3 000～15 000 nm，比寧波廢棄泥漿中的小孔隙峰值區域略大，而遠小于其大孔隙峰值區域；經過真空預壓處理后，距離中心6.0 cm處孔隙峰值減小到400～2 500 nm，比處理后相同位置寧波廢棄泥漿的小孔隙峰值區域略小，遠小于其大孔隙峰值區域，說明處理后寧波廢棄泥漿的孔隙比仍然比較大，這也印證了前面得到的處理后寧波廢棄泥漿比上海廢棄泥漿的含水量要高這一結論．

3 結 論

(1)廢棄泥漿在不同絮凝劑添加量下上清液的濁度均隨時間增加而降低，在開始的3 h之內降低很快，之后逐漸變慢，經過24 h后基本趨于穩定，在評判上清液是否滿足排放標準時，應取24 h之后的上清液濁度．

(2)添加絮凝劑能夠有效增大廢棄泥漿顆粒粒徑，廢棄泥漿中大于0.075 mm的顆粒含量由原始的11.78%增加到了79.69%．

(3)藥劑真空預壓能夠有效降低廢棄泥漿的含水率和減少固相的體積，處理完的廢棄泥漿體積只占原始廢棄泥漿體積的29.7%．

(4)寧波廢棄泥漿無論是在達到最佳絮凝狀態后自重沉淀的含水率，還是經過藥劑真空預壓處理最終的含水率均比上海廢棄泥漿要高，寧波廢棄泥漿分別為157%和47.2%，上海廢棄泥漿分別為96%和37%，這與兩地廢棄泥漿顆粒分布不同導致的滲透系數差異有關．

(5)寧波原始廢棄泥漿的孔隙分布為雙峰，經過藥劑真空預壓處理后靠近中心部位變為單峰，其余位置仍然保持雙峰形態；上海原始廢棄泥漿處理前后孔隙分布均為單峰，處理后上海廢棄泥漿的孔隙比寧波廢棄泥漿要小，與含水率情況一致．

[1] 房 凱,張忠苗,劉興旺,等. 工程廢棄泥漿污染及其防治措施研究[J]. 巖土工程學報, 2011, 33(s2):238-241.

FANG Kai, ZHANG Zhongmiao, LIU Xingwang,etal. Pollution of construction waste slurry and prevention measures [J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2011, 33(s2):238-241. (in Chinese)

[2] WAKEMAN R. Separation technologies for sludge dewatering [J]. Journal of Hazardous Materials, 2007, 144(3):614-619.

[3] 答治華,李 剛,劉建華,等. 鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工泥漿處理設備的研制[J]. 鐵道建筑, 2009, 10(10):30-32.

DA Zhihua, LI Gang, LIU Jianhua,etal. Research and manufacture of slurry treatment equipment used in bored piles for railway bridge [J]. Railway Engineering, 2009, 10(10):30-32. (in Chinese)

[4] 張欽喜,陶 韜,王曉杰,等. 鉆孔灌注樁廢棄泥漿處理的試驗研究[J]. 水利學報, 2015, 46(s1):40-45. ZHANG Qinxi, TAO Tao, WANG Xiaojie,etal. Experimental study on treatment of waste slurry in cast-in-situ bored pile [J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2015, 46(s1):40-45. (in Chinese)

[5] 李 沖,呂志剛,陳洪齡,等. 陰離子型聚丙烯酰胺在廢棄樁基泥漿處理中的應用[J]. 環境科技, 2012, 25(1):33-37.

LI Chong, LV Zhigang, CHEN Hongling,etal. Application of anionic polyacrylamide in treating waste slurry from pile foundation engineering [J]. Environmental Science and Technology, 2012, 25(1):33-37. (in Chinese)

[6] 張忠苗,房 凱,王智杰,等. 泥漿零排放處理技術及分離土的工程特性研究[J]. 巖土工程學報, 2011, 33(9):1456-1461.

ZHANG Zhongmiao, FANG Kai, WANG Zhijie,etal. Zero discharge treatment technology for slurry and engineering properties of separated soil [J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2011, 33(9):1456-1461. (in Chinese)

[7] ZHU Hong, SUN Haiyun, WANG Fanghui,etal. Preparation of chitosan-based flocculant for high density waste drilling mud solid-liquid separation [J]. Journal of Applied Polymer Science, 2012, 125(4):2646-2651.

[8] LOGINOV M, CITEAU M, LEBOVKA N,etal. Electro-dewatering of drilling sludge with liming and electrode heating [J]. Separation and Purification Technology, 2013, 104(4):89-99.

[9] YANG Xiaoyan, LIU Wenbai, WANG Jiajun,etal. The research on the mechanical properties of the same curing agent of different soil dredged mud [J]. Advanced Materials Research, 2013, 800:181-188.

[10] 武亞軍,陸逸天,牛 坤,等. 藥劑真空預壓法處理工程廢棄泥漿試驗[J]. 巖土工程學報, 2016, 38(8):1365-1373.

WU Yajun, LU Yitian, NIU Kun,etal. Experiment study on solid-liquid separation of construction waste slurry by additive agent combined vacuum preloading [J]. Chinese Journal of Geotechincal Engineering, 2016, 38(8):1365-1373. (in Chinese)

[11] 欒兆坤,宇振東. 高分子絮凝劑的絮凝機理及其應用[J]. 環境科學叢刊, 1981, 2(3):50-53.

LUAN Zhaokun, YU Zhendong. Mechanism and application of polymer flocculents [J]. Environmental Science Series, 1981, 2(3):50-53. (in Chinese)

[12] 楊春英,徐 薇,白晨光. 施工廢棄泥漿絮凝脫水試驗及機理分析[J]. 環境科技, 2013, 26(5):15-17,21. YANG Chunying, XU Wei, BAI Chenguang. The mud flocculation dehydration test and mechanism analysis [J]. Environmental Science and Technology, 2013, 26(5):15-17,21. (in Chinese)

[13] 楊永輝,武繼承,趙世偉,等. PAM的土壤保水性能研究[J]. 西北農林科技大學學報(自然科學版), 2007, 35(12):120-124.

YANG Yonghui, WU Jicheng, ZHAO Shiwei,etal. Effects of PAM on soil retention water [J]. Journal of Northwest A & F University(Natural Science Edition), 2007, 35(12):120-124. (in Chinese)

[14] 李晶晶,白崗栓. 聚丙烯酰胺的水土保持機制及研究進展[J]. 中國水土保持科學, 2011, 9(5):115-120. LI Jingjing, BAI Gangshuan. Mechanism of PAMon soil and water conservation and its development [J]. Science of Soil and Water Conservation, 2011, 9(5):115-120. (in Chinese)

Experimental study of Ningbo waste slurry treatment by vacuum preloading with flocculants

WU Yajun*1, ZHOU Zhen1, WANG Dong1, LU Yitian1, WANG Jiangang2, LIN Fuguang3

( 1.Department of Civil Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China；2.Geotechnical Foundation Company in Zhejiang Province, Ningbo 315051, China；3.Wenzhou Zhenan Geology Engineering Co., Ltd., Wenzhou 325006, China )

Series of vacuum preloading tests with flocculants were carried out in laboratory for construction waste slurry from Ningbo, Zhejiang, the optimum adding amount of flocculants was obtained through sedimentation column tests. Based on the optimum adding amount, model tests on vacuum preloading with anionic polyacrylamide (APAM) flocculants were carried out, and the treatment effects of solid-liquid separation were discussed. At last, the distributing rule of microscopic pores along radial direction was studied using mercury intrusion porosimetry method on slurry pore samples at different locations in the model box. The study results show that the change of supernatant initial turbidity in different adding amounts is not obvious, the slope of the supernatant turbidity curve is larger and the flocculants do not reach steady state. Then, after 24 hours, the curve slope becomes smaller and the flocculants reach steady state at this point, the minimum supernatant turbidity after 24 hours settlement could be an evaluation standard of flocculation effect. Particle size is increased effectively after flocculation and the particles larger than 0.075 mm increase from 11.78% to 79.69%. Moisture content of waste slurry reduces from 278% to 157% after discharging the supernatant by adding the flocculants and settling 24 hours, and reduces from 157% to 47.2% by vacuum preloading further, the efficiency of solid-liquid separation is first preference. After the vacuum preloading stage with flocculants, the pore in the slurry continues to be compressed, the pore size of soil reduces from 1 000-120 000 nm to 100-20 000 nm, and decreases along with reducing the distance to the box center.

vacuum preloading with flocculants; flocculation; waste slurry of Ningbo; model test; mercury intrusion porosimetry

2016-08-09；

2017-01-15．

教育部高等學校博士學科點專項科研基金資助項目(20123108120029).

武亞軍*(1973-)，男，博士，副教授，E-mail:wyjdldz@163.com.

1000-8608(2017)02-0157-07

TU375

A

10.7511/dllgxb201702007