專利名稱：：固體堿渣搬遷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于工業(yè)排放廢棄物的處理，尤其涉及一種造成周圍環(huán)境嚴重污染的固體堿渣搬遷方法。
背景技術(shù)：
：堿渣是氨堿法制堿生產(chǎn)過程中排放的廢棄物。以天津堿廠為例，它是我國最早的堿廠，建廠70多年來，制堿過程中已產(chǎn)生廢渣1600萬噸以上，堆放高度在15m以上，占地面積約3.26km2。長期以來未找到處理或利用堿渣的有效方法，大部分4^渣只能暫時存放起來，由此占用土地，并造成氯離子擴散污染地下水源，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。采用堿渣運輸搬遷，由于天然堆放的堿渣含水量很高，采用汽車長距離運輸，堿渣會液化給道路帶來污染；由于堿渣顆粒很小，如果晾曬后運輸，晾曬需要較大的場地，而且在運輸和晾曬過程中會造成周圍粉塵污染。船運輸工程量大，裝卸不方便，而且成本高，還會對海洋產(chǎn)生污染。上述方法存在無法克服的缺陷，因此長期以來"堿渣山"一直無法消除。大量處理工業(yè)廢料堿渣，變廢為寶一直以來是科研工作不斷探索的課題，隨著我們圍海造地的全面開展，真空預(yù)壓在軟基加固中的成功運用，給大量處理堿渣帶來了希望。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種固體堿渣搬遷方法，釆用新的運輸辦法一一管道運輸，掌握堿渣的可控性、濃度、流量、流速及管壓之間的關(guān)系，利用泥漿泵進行管道輸送，一套泥漿泵能夠吹填堿渣240m7工作曰。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，釆用以下技術(shù)方案一種固體堿渣搬遷方法，其特征是具體搬遷步驟(1)、液化堿渣3采用高壓水槍攪拌天然堆放的堿渣，使天然堆放的固體堿渣變成能夠流動的堿渣漿；(2)、配制堿渣漿濃度現(xiàn)場采用比重計對攪拌后堿渣漿進行監(jiān)測，使堿渣漿濃度適合管道輸送要求，堿渣漿濃度15%~20%,比重1.15~1.20。(3)、堿渣漿運輸采用堿渣輸運泵把配制好的堿渣輸運到管道中，然后通過管道把堿渣漿輸送到堿渣沉淀池中，管道內(nèi)的壓力大于20Kpa。所述長距離運輸時采用接力泵進行加壓，管道壓力大于30Kpa。所述最優(yōu)堿渣漿濃度18.7%,運輸效率為30MV小時。本發(fā)明有益效果管道運輸堿渣法工藝簡單，施工方便，便于操作。運輸堿渣過程全部使用電作為動力能源，在運輸過程中不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，采用海水液化堿渣節(jié)約濱海地區(qū)緊缺的水資源。管道運輸法解決了堿渣山處理的最關(guān)鍵的問題，為大量利用堿渣提供有效的運輸方法。既可以騰空大片土地資源，又可以改善堿渣山周圍環(huán)境。圖l是堿渣漿流速和濃度曲線圖；圖2是堿渣漿比重與濃度曲線圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖及較佳實施例詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。一種固體堿渣搬遷方法，具體搬遷步驟(1)、液化堿渣采用高壓水槍攪拌天然堆放的堿渣，使天然堆放的固體堿渣變成能夠流動的堿渣漿；(2)、配制^威渣漿濃度現(xiàn)場來用比重計對攪拌后堿渣漿進行監(jiān)測，使堿渣漿濃度適合管道輸送要求，堿渣漿濃度15%~20%,比重l.15~1.20。對于小于15%或大于20%的堿渣漿，采用高壓水槍增減用水量，反復(fù)將堿渣漿攪拌均勻，最終滿足管道輸送要求。(3)、堿渣漿運輸采用堿渣輸運泵把配制好的堿渣輸運到管道中，然后通過管道把堿渣漿輸送到^威渣沉淀池中，管道內(nèi)的壓力大于20Kpa。所述長距離運輸時采用接力泵進行加壓，管道壓力大于30Kpa。所述最優(yōu)堿渣漿濃度18.7%，運輸效率為30M7小時。固，渣搬遷使用的設(shè)備45KW發(fā)電機一臺、15KW潛水泵一臺、高壓水槍2個、22KW泥漿輸運泵一臺、泥漿檢測儀一套、壓力表2個、電磁流量計一臺、塑料杯40個、選用6寸的PVC涂塑軟管400m。試驗過程通過對現(xiàn)場試驗進行取樣、收集相關(guān)數(shù)據(jù)和觀察，然后分析比較。1、堿渣的特性堿渣的化學成分主要為無毒的無機鹽和無機化合物，其中含量最大的CaC03，是以文石和方解石兩種形式存在，其次是MgO,還有CaCl2,MgCl，NaCl，CaS04等易溶性鹽。堿渣呈堿性，PH值為9.2。堿渣中粒徑為0.074~0.Olmm的顆粒含量占80%左右，即以4分粒為主。表1堿渣的粒徑與含量<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2、堿渣的物理特性(1)、含水量(w):堿渣天然堆放含水量很高大概夸110%~250%之間，經(jīng)晾曬水分蒸發(fā)。最優(yōu)含水量在45%~55%之間。(2)、相對密度2.34。(3)、易溶鹽含量10%左右。(4)、塑液限塑限Wp^62.1，液限W^80.2，塑性指數(shù)Ip48.1。堿渣具有較高的塑限和液限，原因之一是骨架中的CaC03有較強的親水性。(5)、顆粒分析堿渣中粒徑為0.01~0.074mm的顆粒含量占80%左右，即粉粒占大多數(shù)。(6)、擊實試驗堿渣含水量在一個較大的范圍時(￥=40%~70%)，對應(yīng)的干重度的范圍4艮小(8.7~9.0KN/m3)。(7)、滲透系數(shù)在最優(yōu)含水量下滲透系數(shù)為1.8:x10—5cm/s。(8)、堿渣顆粒的比重為2.34，在天然堆積狀態(tài)下，飽和含水量大于140%，天然含水量最高達260%,孔隙比大于2.97,孔隙率大于75%,由于堿渣的孔隙比大，含水量高，固其重度較小，可見堿渣的親水性強，有極其發(fā)達的孔隙體系和孔隙水，堿渣在風干的條件下呈極其;^歉的狀態(tài)。r=12.0~13.0ii2V/w3，rd=3.4~6.0履/淤3(9)、純堿渣的強度最小，在含水量90%左右時達到最大值。3、試驗數(shù)據(jù)分析在堿渣漿配制池中分別配制不同濃度的碌渣漿(從高濃度到低濃度進行配制)，，然后通過泥漿泵把不同濃度的堿渣漿輸運到堿渣沉淀池中，同時取樣，觀測相對應(yīng)濃度的流速和輸運管道的壓力。試驗數(shù)據(jù)見下表表2試驗數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>經(jīng)過對試驗現(xiàn)場觀察和數(shù)據(jù)的分析得出(1)堿渣漿濃度<25%時有較強的流動性，能夠采用泥漿泵運輸，如果遠距離運輸需要增加加壓措施，保證管道中的壓力大于30KPa。(2)堿渣山上部堿渣含水量在80%~140%之間，下部堿渣含水量在140%~200%之間。(3)經(jīng)過對不同濃度下堿渣漿運輸效率對比分析，堿渣漿在濃度為18.7y遮輸效率最高，每小時高達30m3。(4)濃度在16%~20%^渣漿容易產(chǎn)生堿渣泡沫，堿渣泡沫比較輕，而且堿渣泡沫中的空氣不容易排出，不利于堿渣沉淀；濃度〈159U咸渣漿比較容易產(chǎn)生沉淀。堿渣漿在能夠自然淋水的堿渣漿沉淀池中4~6小時內(nèi)就會出現(xiàn)清水。(5)堿渣漿在沒有外力作用下，淋出清澈的水，淋水時間較長。由于堿渣顆粒很小、很輕、流動性比較強，在外力作用下不容易產(chǎn)生沉淀，在一定的壓力下堿渣漿比較容易沉淀和固結(jié)。堿渣漿沉淀池設(shè)計能夠保證堿渣漿有充足的時間沉淀，沉淀池中的存放堿渣漿標高最好不要高出排水口的底標高，即保證堿渣漿沉淀池中有一定高度水，建議為O.5~lm。這樣一是可以使吹填后的堿渣漿在一定的壓力容易沉淀；二是保證吹填后的堿渣漿直接進入水中，不容易產(chǎn)生堿渣泡沫有利于堿渣快速沉淀，而且有利用堿渣沉淀過濾排水。4、結(jié)論(1)、在濃度一定的情況下，管壓與流速成正比關(guān)系；在壓力一定的情況下，濃度與流速成反比關(guān)系。(2)、由于堿渣很輕、親水性強，含水量〉400%的堿渣漿流動性很強，在有外力或者高差時就很容易產(chǎn)生流動。因此對堿渣采用管道遠距離運輸是完全可行的，保證管道內(nèi)的壓力大于20KPa,堿渣漿不會在管道中產(chǎn)生沉淀。(3)、通過試驗觀察記錄堿渣漿沉淀效果良好，只要能保證堿渣有充分的沉淀時間，合理設(shè)計排水口的位置和高度，堿渣在吹填過程中幾乎沒有損失。(4)、堿渣的強度和含水量有，密切的關(guān)系，在含水量為90%左右時，最大。堿渣含水量<90%時，強度和含水量成正比關(guān)系，含水量>90%時，強度和含水量成反比關(guān)系。(5)、堿渣漿濃度在15%~20%之間，是比較適合堿渣采用管道運輸，濃度在18.7%運輸效率最大。(6)、沉淀池中保持一定深度的水，堿渣漿最好直接排入水中，防止產(chǎn)生堿渣漿泡沫。為了保證吹填過程中不對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染和有足夠的時間沉淀，納渣池分兩區(qū)進行交替吹填，圍埝+4.0以上采用透水結(jié)構(gòu)，用以保證上部堿渣能盡快淋水，縮短固結(jié)時間，為后續(xù)施工提供條件。(7)、遠距離運輸堿渣時，1000m設(shè)置一套增壓措施。管線需要穿過道路時，最好采用頂管工藝，不妨礙道路的正常運行，而且成本較低。5、輸運堿渣效率一個工作日，一套泥漿泵能夠吹填堿渣240m3?？紤]到大堿渣山施工需要清理場地邊雜物，而且堿渣山過高，需要采取一定的安全措施，必要時需要挖掘機配合施工，全面施工需要大量的水源，須開挖水道，這些施工措施會使運輸堿渣的費用增加。如果不采用發(fā)電機，而是市電相應(yīng)的成本會有所降低。6、堿渣搬遷后的應(yīng)用堿渣可做為回填材料進行大面積軟基加固。堿渣作為回填料需要注意的問題堿渣雖然有著較好的工程性質(zhì)，但有許多和一般工程土不的特性，隨著研究的深入和工程經(jīng)驗的積累，對堿渣認識的不斷提高，結(jié)合以往的別人研究的結(jié)果，施工中應(yīng)該注意的問題(1)、堿渣對環(huán)境的影響，堿渣的含鹽量大于天然土壤的含鹽量，但經(jīng)過淋洗后的堿渣的含鹽量小于天然土壤的含量，堿渣中有害金屬元素Hg的含量未超過國家土^t裏環(huán)境質(zhì)量標準。淋洗堿渣的溶液含鹽量低于海水，對大海沒有污染。(2)、堿渣對建筑物本身不會產(chǎn)生影響，對地下管道、堿渣材料在常規(guī)防腐處理下不會產(chǎn)生腐蝕，室內(nèi)試驗證明，堿渣不會對混凝土和鋼筋造成腐蝕。(3)、堿渣經(jīng)壓實后的物理力學指標高于一般素土，在大規(guī);漠現(xiàn)場填墊施工的條件下，可滿足80Kpa承載力要求。在7度地震烈度下不會發(fā)生液化現(xiàn)象。堿渣在浸水后，強度降低，地基承載力降低，堿渣地基，路基^^故好防水和排水措施。(4)、堿渣具有觸變性大，容易風干粉化等不利的工程性質(zhì)，建議在工程應(yīng)用中采用雙層地基，即在回填的堿渣表層覆蓋一定厚度的黃土，使堿渣保持一定的含水量，并緩沖地表的沖擊和振動荷載的影響。(5)、在堿渣的變形方面。堿渣的壓縮變形量較大，而且和初始干密度和荷載有較大的關(guān)系。當堿渣應(yīng)用于地基填墊時，必須預(yù)估堿渣地基的沉降量，預(yù)留標高。對于厚度不均勻的地基填墊，須注意堿渣地基的不均勻沉降。(6)、由于堿渣與粉土的性質(zhì)4M目似，當含水量低好容易透氣，在進行大面積軟基加固時，堿渣回填邊緣需做密封處理，建議采用帷幕墻施工工藝。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種固體堿渣搬遷方法，其特征是具體搬遷步驟(1)、液化堿渣采用高壓水槍攪拌天然堆放的堿渣，使天然堆放的固體堿渣變成能夠流動的堿渣漿；(2)、配制堿渣漿濃度現(xiàn)場采用比重計對攪拌后堿渣漿進行監(jiān)測，使堿渣漿濃度適合管道輸送要求，堿渣漿濃度15％～20％，比重1.15～1.20；(3)、堿渣漿運輸采用堿渣輸運泵把配制好的堿渣輸運到管道中，然后通過管道把堿渣漿輸送到堿渣沉淀池中，管道內(nèi)的壓力大于20Kpa。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的固體堿漆搬遷方法，其特征是所述長距離運輸時采用接力泵進行加壓，管道壓力大于30Kpa。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體堿渣搬遷方法，其特征是所述最優(yōu)堿渣漿濃度18.7°/。，運輸效率為30MV小時。全文摘要本發(fā)明涉及一種固體堿渣搬遷方法，其特征是具體搬遷步驟(1)液化堿渣，采用高壓水槍攪拌天然堆放的堿渣，使天然堆放的固體堿渣變成能夠流動的堿渣漿；(2)配制堿渣漿濃度，現(xiàn)場采用比重計對攪拌后堿渣漿進行監(jiān)測，使堿渣漿濃度適合管道輸送要求，堿渣漿濃度15％～20％，比重1.15～1.20；(3)堿渣漿運輸，采用堿渣輸運泵把配制好的堿渣輸運到管道中，然后通過管道把堿渣漿輸送到堿渣沉淀池中，管道內(nèi)的壓力大于20Kpa。有益效果管道運輸堿渣法工藝簡單，施工方便，便于操作。在運輸過程中不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，采用海水液化堿渣節(jié)約緊缺的水資源。既可以騰空大片土地資源，又可以改善堿渣山周圍環(huán)境。文檔編號B28C1/04GK101439839SQ200810154359公開日2009年5月27日申請日期2008年12月23日優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日發(fā)明者張佩良,偉李,王初生,郭維東申請人:天津港航工程有限公司