隨著我國路橋事業的迅猛發展,在橋梁建設過程中產生的施工廢棄泥漿污染問題也日益突出。這類廢棄泥漿主要以粘土、水為基礎,是一種較為穩定的分散系,顆粒大小在2~l0μm之間,同時具有膠體和懸浮體的性質,屬于難沉降泥漿。到目前為止,主要的處理方法有化學固化處理法、土地耕作處理法、機械脫水處理法和固液分離處理法等。其中固液分離方法是用旋流分離器進行固液分離,工藝相對簡單靈活,能很好地去除懸浮物和膠體物質,產生的上清液達標排放,沉淀底泥就地填埋或固化處理,特別適合處理橋梁鉆孔泥漿等污染水平較低的泥漿處理。 對于泥漿固液分離后的后續廢水,其主要污染因子為SS,pH,COD,石油烴等等,除此之外,廢水中的溶解氧濃度也會影響生物的存活率。因此,廢水如果不經過處理而直接排放,將會對施工區域內水體環境產生負面影響,并且嚴重威脅水生生物的生存。 由于不同區域不同井深泥漿體系的差異性,為了獲得較好的絮凝效果,需要通過試驗優化設計,合理選擇絮凝劑、確定投加量等技術參數。本實驗從聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)、明礬(KA)、陰離子型聚丙烯酰胺(APAM,下文用字母縮寫)這幾種絮凝劑入手,分別打樁廢泥漿和廢泥漿固液分離后的上液廢水進行絮凝試驗,找出最佳的絮凝劑種類,并對絮凝后的水質進行分析。 絮凝劑對泥漿沉降影響 APAM的絮凝沉降效果優于其他4種絮凝劑,聚丙烯酰胺長鏈上存在極性基(酰胺基),借助氫鍵作用與泥漿顆粒表面吸附,剩余長鏈在泥漿中伸展,這樣吸附后的聚丙烯酰胺便可相互聚集形成大的絮體。而此時的聚丙烯酰胺對凝聚的顆粒又起到吸附架橋的作用,進而加快絮體的長大,促使泥漿顆粒與水分離。當用APAM絮凝時還可發現在沉降最初的4min內,沉降速度遠遠大于4min-20min的沉降速度。在APAM與泥漿廢水剛開始接觸時,APAM借助酰胺基氫鍵和分子鏈在水中具有很大的吸附表面積,能快速吸附泥沙顆粒并形成較大絮團。此外,APAM絮凝劑分子長鏈還可以在泥漿顆粒間架橋,形成大顆粒絮體,加速絮凝沉降。隨著時間的推移,吸附逐漸達到飽和,在中后期的沉降過程主要依靠絮體的重力作用自然沉降,絮團之間相互擠壓,這是導致沉降速度變緩的一個重要原因。 無機絮凝劑對泥漿后續廢水的影響 經過APAM處理的泥漿廢水上清液的SS濃度為未達到國家規定的一級排放標準,仍需要進一步處理。3種無機絮凝劑明礬、聚合氯化鋁和聚合氯化鋁鐵,其中,聚合氯化鋁具有明顯優勢。由于廢水中均勻細小顆粒在第一步泥漿絮凝處理中已經大部分沉淀,剩余主要為少量懸浮顆粒及殘留在水體中的APAM,經過聚合氯化鋁處理后上清液符合一級排放標準。 關鍵詞:打樁廢棄泥漿 路橋工程 聚丙烯酰胺 聚合氯化鋁 絮凝 |