本發(fā)明涉及淤泥處理技術(shù)領(lǐng)域；特別是涉及一種淤泥處理專用試劑及其使用方法。

背景技術(shù)：

我國的快速經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了水利、港口航道工程建設(shè)的高潮，在各種河道、航道的疏浚和拓寬過程中以及港口新建、擴(kuò)建工程中，不可避免地產(chǎn)生大量的廢棄淤泥。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年廢棄的淤泥達(dá)到數(shù)億立方米：其中沿海地區(qū)如東海、北海地區(qū)產(chǎn)生了相當(dāng)量的淤泥，同時(shí)為了河道能夠維持正常的泄洪能力和保證內(nèi)陸航道的暢通，內(nèi)陸河道的疏浚工程量產(chǎn)生的淤泥量也也相當(dāng)可觀。目前絕大部分內(nèi)陸疏浚淤泥是廢棄于陸地拋填區(qū)或低洼地區(qū)，有些占用原來的魚塘或耕田，而目前土地寶貴，征地費(fèi)用很高，例如南水北調(diào)東線第一期土地征用的經(jīng)費(fèi)占工程總費(fèi)用的60％左右。

現(xiàn)有的淤泥處理方法的主要目的是脫水，而工程上常用的淤泥處理方法是利用外力將淤泥內(nèi)部水分?jǐn)D出。中國專利cn101219297a公開了一種u型低真空疏浚淤泥快速排水方法，其特征在于先在圍堰地基上架設(shè)多排u型砂袋，其中u型砂袋的兩端分別通過第一水平橫向排水管或第二水平橫向排水管與水平縱向排水管道和連水平縱向?qū)夤苓B接，水平縱向排水管道接抽真空裝置，水平縱向?qū)夤苓B接透氣裝置形成u型空間排水體系；在淤泥吹填過程中和吹填后期間，調(diào)節(jié)透氣閥門讓排水系統(tǒng)處于低真空下抽水，保證了排水通道的暢通，促進(jìn)泥水分離，較大幅的提高淤泥的濃度。這種方法采用抽真空裝置產(chǎn)生負(fù)壓，能夠促使泥水分離。但是這種方法以及方法中所采用的設(shè)備不能對淤泥進(jìn)行深度脫水，處理后的淤泥含水量高，工程性質(zhì)較差，與深度脫水后的淤泥相比還是會(huì)占用較大的堆放面積，工程隱患大，重復(fù)開發(fā)利用周期長等問題。

因此，怎樣才能夠提供一種能夠提高淤泥脫水速率，淤泥脫水后殘余水分更少，脫水后的淤泥能夠具有更好的工程性的淤泥處理專用試劑及其使用方法，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員有待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：怎樣提供一種能夠提高淤泥脫水速率，淤泥脫水后殘余水分更少，脫水后的淤泥能夠具有更好的工程性的淤泥處理專用試劑及其使用方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種淤泥處理專用試劑，其特點(diǎn)在于，所述專用試劑的組成和質(zhì)量配比為，水泥120~300份、生石灰250~500份、鋁粉0.5~3.0份、減水劑3~6份、速凝劑5~10份和穩(wěn)泡劑0.02~0.1份。

本技術(shù)方案中，專用試劑中的水泥能夠降低淤泥親水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥強(qiáng)度；生石灰能夠降低淤泥親水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥強(qiáng)度、消毒殺菌，降低淤泥的污染性；鋁粉能夠?qū)⒂倌喟l(fā)泡、淤泥硬化時(shí)產(chǎn)生大量氣泡，形成大量連通的孔隙，形成繩頭通道，增大淤泥滲透性；減水劑能夠增大淤泥水分表面活性，使試劑更易與淤泥拌；速凝劑能夠加快水泥硬化速度，快速固化淤泥，有效縮短淤泥脫水時(shí)間。加入的專用試劑能夠使得淤泥內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同時(shí)親水性減弱，憎水性增強(qiáng)。

作為優(yōu)化，所述專用試劑的最佳質(zhì)量配比為水泥260份、生石灰420份、鋁粉1.8份、減水劑5.6份、速凝劑7.8份和穩(wěn)泡劑0.08份。

這樣，采用最佳配比的專用試劑能夠使得各組分發(fā)揮出最大的功效，各個(gè)組分之間的相互影響更小。

本發(fā)明還公開了一種淤泥處理專用試劑的使用方法，其特點(diǎn)在于，獲取待處理的淤泥，將權(quán)利要求1或2中所述的專用試劑加入淤泥并攪拌均勻，并使其反應(yīng)完畢，再采用強(qiáng)夯的手段將水強(qiáng)行擠壓出淤泥，再將排出的水抽走。

本技術(shù)方案中，通過加入專用試劑對淤泥進(jìn)行改性處理，能夠提高淤泥的硬脆性并對淤泥發(fā)泡，這樣，能夠使得淤泥內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同時(shí)親水性減弱，憎水性增強(qiáng)。在通過對改性后的淤泥進(jìn)行進(jìn)行強(qiáng)夯實(shí)現(xiàn)擠水排水，強(qiáng)夯時(shí)淤泥內(nèi)部的氣泡破裂能夠形成大量橫向裂縫且在水平方向上形成排水通道，同時(shí)在淤泥內(nèi)部形成很大的超孔隙水壓力，從而使得淤泥內(nèi)部水分流向淤泥處理設(shè)備的內(nèi)側(cè)壁。從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)快速脫水和深度的脫水效果。

作為優(yōu)化，a，先獲取如下的設(shè)備，所述設(shè)備包括透水層組件，所述透水層組件圍成開口向上設(shè)置的淤泥放置空間，在透水層組件周向的外側(cè)設(shè)置有積水空間，所述積水空間的底面與淤泥放置空間的底面最低處齊平設(shè)置；所述積水空間通過進(jìn)水管與抽吸裝置中的水泵的輸入口導(dǎo)通連接，還包括設(shè)置于淤泥放置空間外側(cè)的強(qiáng)夯裝置，所述強(qiáng)夯裝置包括設(shè)置于淤泥放置空間上方的強(qiáng)夯錘，所述強(qiáng)夯錘能夠沿淤泥放置空間的深度方向向下運(yùn)動(dòng)到淤泥放置空間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)；b將待處理的淤泥置入所述設(shè)備具有的淤泥放置空間并加入所述專用試劑，再將淤泥和專用試劑攪拌均勻；c，待淤泥和專用試劑充分反應(yīng)后，再利用強(qiáng)夯裝置對淤泥進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)，將水分?jǐn)D出到淤泥處理設(shè)備位于周邊的積水空間并抽出；d，將脫水處理完成后的淤泥從淤泥處理設(shè)備中轉(zhuǎn)移到設(shè)備外部，再進(jìn)行下一次作業(yè)。

這樣，將淤泥處理設(shè)備與強(qiáng)夯裝置以及專用試劑結(jié)合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)將淤泥內(nèi)部水分快速排出和深度的脫水效果。先將淤泥置入淤泥處理設(shè)備中，此時(shí)，淤泥內(nèi)部的水由上到下先通過粗砂層，再經(jīng)過碎石層后抵達(dá)具有坡度的基坑的底面，之后水由內(nèi)向四周先后通過土工布層、排水板、多孔砂漿層后進(jìn)入積水空間，再排出。之后再對淤泥進(jìn)行深度脫水，加入的專用試劑能夠使得淤泥內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同時(shí)親水性減弱，憎水性增強(qiáng)。通過改變淤泥的物理和化學(xué)性質(zhì)能夠方便強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)將淤泥撞碎，強(qiáng)夯時(shí)淤泥內(nèi)部的氣泡破裂能夠形成大量橫向裂縫且在水平方向上形成排水通道，同時(shí)在淤泥內(nèi)部形成很大的超孔隙水壓力，從而使得淤泥內(nèi)部水分流向淤泥處理設(shè)備的內(nèi)側(cè)壁。從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)快速脫水和深度的脫水效果。

作為優(yōu)化，步驟a中，所述設(shè)備還包括開口向上設(shè)置的桶形基坑，所述透水層組件包括呈筒狀結(jié)構(gòu)且豎向設(shè)置于基坑內(nèi)的土工布，在土工布的外側(cè)套設(shè)有具有透水性的多孔砂漿層；基坑的底面與土工布的內(nèi)側(cè)壁之間圍成淤泥放置空間，并且所述積水空間設(shè)置于多孔砂漿層的外側(cè)。

這樣，將整個(gè)透水層組件置入基坑中，能夠使其保持原有的形狀特征，即使是在外力作用下也能夠保持原有的形狀。土工布具有強(qiáng)力高、耐腐蝕、透水性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用土工布的內(nèi)側(cè)面直接與淤泥接觸也能使得土工布與基坑底面圍成的淤泥放置空間能夠具有不易變形，在不同的酸堿度的泥土及水中能長久地耐腐蝕，能夠使得整個(gè)設(shè)備具有更長的使用壽命，能夠保持良好的透水性的優(yōu)點(diǎn)。在土工布的外側(cè)設(shè)置多孔砂漿層能夠使得淤泥放置空間不產(chǎn)生形變，這樣能夠更好的與強(qiáng)夯裝置的強(qiáng)夯錘的形狀進(jìn)行匹配。

作為優(yōu)化，在淤泥放置空間的底部設(shè)置有碎石層，在碎石層的上方還設(shè)置有砂石層。

這樣，在流經(jīng)基坑底部的淤泥中脫出的污水能夠經(jīng)過粗砂層和碎石層的過濾在流入到積水空間內(nèi)，能夠提高出水質(zhì)量。其次，當(dāng)強(qiáng)夯裝置的強(qiáng)夯錘對淤泥放置空間內(nèi)的淤泥進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，設(shè)置在基坑底面的碎石層和砂石層能夠起到減震作用，能夠起到保護(hù)基坑的作用。

作為優(yōu)化，所述基坑的底面的中心位置向上拱起使得整個(gè)底面形成從底面四周往底面中心漸變上升的斜面。

這樣，有利于從淤泥中脫出的污水均勻的分布到基坑底面的四周，方便污水排出。

作為優(yōu)化，在土工布與多孔砂漿層之間還設(shè)置有排水板。

這樣，在土工布與多孔砂漿層之間還設(shè)置有排水板能夠阻止泥土微粒通過，從而避免排水通道阻塞使孔道排水順暢。還能夠快速有效導(dǎo)出淤泥中透過土工布層的污水。

作為優(yōu)化，所述基坑的開口位置與地面平齊。

這樣，將基坑設(shè)置在地面以下，使得基坑能夠承受更大的徑向壓力而不變形，能夠有利于在強(qiáng)夯工況下保持淤泥放置空間的形狀不變。

作為優(yōu)化，在積水空間的上端開口處設(shè)置有鐵格柵。這樣，有利于作業(yè)人員行走，有效的防止雜物掉入到積水空間內(nèi)部。

作為優(yōu)化，所述基坑為混泥土澆注成型。

這樣，方便施工制造且強(qiáng)度和剛度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式中淤泥處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視圖（圖中省略強(qiáng)夯裝置和沉淀池）。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

具體實(shí)施時(shí)：如圖1和圖2所示，一種淤泥處理專用試劑，其特征在于，所述專用試劑的組成和質(zhì)量配比為，水泥120~300份、生石灰250~500份、鋁粉0.5~3.0份、減水劑3~6份、速凝劑5~10份和穩(wěn)泡劑0.02~0.1份。

本技術(shù)方案中，專用試劑中的水泥能夠降低淤泥親水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥強(qiáng)度；生石灰能夠降低淤泥親水性、增大淤泥硬脆性、提高淤泥強(qiáng)度、消毒殺菌，降低淤泥的污染性；鋁粉能夠?qū)⒂倌喟l(fā)泡、淤泥硬化時(shí)產(chǎn)生大量氣泡，形成大量連通的孔隙，形成繩頭通道，增大淤泥滲透性；減水劑能夠增大淤泥水分表面活性，使試劑更易與淤泥拌；速凝劑能夠加快水泥硬化速度，快速固化淤泥，有效縮短淤泥脫水時(shí)間。加入的專用試劑能夠使得淤泥內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同時(shí)親水性減弱，憎水性增強(qiáng)。

本具體實(shí)施方案中，所述專用試劑的最佳質(zhì)量配比為水泥260份、生石灰420份、鋁粉1.8份、減水劑5.6份、速凝劑7.8份和穩(wěn)泡劑0.08份。

這樣，采用最佳配比的專用試劑能夠使得各組分發(fā)揮出最大的功效，各個(gè)組分之間的相互影響更小。

本發(fā)明還公開了一種淤泥處理專用試劑的使用方法，其特點(diǎn)在于，獲取待處理的淤泥，將權(quán)利要求1或2中所述的專用試劑加入淤泥并攪拌均勻，并使其反應(yīng)完畢，再采用強(qiáng)夯的手段將水強(qiáng)行擠壓出淤泥，再將排出的水抽走。

本技術(shù)方案中，通過加入專用試劑對淤泥進(jìn)行改性處理，能夠提高淤泥的硬脆性并對淤泥發(fā)泡，這樣，能夠使得淤泥內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同時(shí)親水性減弱，憎水性增強(qiáng)。在通過對改性后的淤泥進(jìn)行進(jìn)行強(qiáng)夯實(shí)現(xiàn)擠水排水，強(qiáng)夯時(shí)淤泥內(nèi)部的氣泡破裂能夠形成大量橫向裂縫且在水平方向上形成排水通道，同時(shí)在淤泥內(nèi)部形成很大的超孔隙水壓力，從而使得淤泥內(nèi)部水分流向淤泥處理設(shè)備的內(nèi)側(cè)壁。從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)快速脫水和深度的脫水效果。

本具體實(shí)施方案中，a，先獲取如下的設(shè)備，所述設(shè)備包括透水層組件1，所述透水層組件1圍成開口向上設(shè)置的淤泥放置空間，在透水層組件1周向的外側(cè)設(shè)置有積水空間，所述積水空間的底面與淤泥放置空間的底面最低處齊平設(shè)置；所述積水空間通過進(jìn)水管22與抽吸裝置2中的水泵21的輸入口導(dǎo)通連接，還包括設(shè)置于淤泥放置空間外側(cè)的強(qiáng)夯裝置3，所述強(qiáng)夯裝置3包括設(shè)置于淤泥放置空間上方的強(qiáng)夯錘31，所述強(qiáng)夯錘31能夠沿淤泥放置空間的深度方向向下運(yùn)動(dòng)到淤泥放置空間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)；b將待處理的淤泥置入所述設(shè)備具有的淤泥放置空間并加入所述專用試劑，再將淤泥和專用試劑攪拌均勻；c，待淤泥和專用試劑充分反應(yīng)后，再利用強(qiáng)夯裝置對淤泥進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)，將水分?jǐn)D出到淤泥處理設(shè)備位于周邊的積水空間并抽出；d，將脫水處理完成后的淤泥從淤泥處理設(shè)備中轉(zhuǎn)移到設(shè)備外部，再進(jìn)行下一次作業(yè)。

這樣，將淤泥處理設(shè)備與強(qiáng)夯裝置以及專用試劑結(jié)合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)將淤泥內(nèi)部水分快速排出和深度的脫水效果。先將淤泥置入淤泥處理設(shè)備中，此時(shí)，淤泥內(nèi)部的水由上到下先通過粗砂層，再經(jīng)過碎石層后抵達(dá)具有坡度的基坑的底面，之后水由內(nèi)向四周先后通過土工布層、排水板、多孔砂漿層后進(jìn)入積水空間，再排出。之后再對淤泥進(jìn)行深度脫水，加入的專用試劑能夠使得淤泥內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙，且快速硬化，脆硬性增加，同時(shí)親水性減弱，憎水性增強(qiáng)。通過改變淤泥的物理和化學(xué)性質(zhì)能夠方便強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)將淤泥撞碎，強(qiáng)夯時(shí)淤泥內(nèi)部的氣泡破裂能夠形成大量橫向裂縫且在水平方向上形成排水通道，同時(shí)在淤泥內(nèi)部形成很大的超孔隙水壓力，從而使得淤泥內(nèi)部水分流向淤泥處理設(shè)備的內(nèi)側(cè)壁。從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)快速脫水和深度的脫水效果。

本具體實(shí)施方案中，步驟a中，所述設(shè)備還包括開口向上設(shè)置的桶形基坑4，所述透水層組件1包括呈筒狀結(jié)構(gòu)且豎向設(shè)置于基坑4內(nèi)的土工布11，在土工布11的外側(cè)套設(shè)有具有透水性的多孔砂漿層12；基坑4的底面與土工布11的內(nèi)側(cè)壁之間圍成淤泥放置空間，并且所述積水空間設(shè)置于多孔砂漿層12的外側(cè)。

這樣，將整個(gè)透水層組件置入基坑中，能夠使其保持原有的形狀特征，即使是在外力作用下也能夠保持原有的形狀。土工布具有強(qiáng)力高、耐腐蝕、透水性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用土工布的內(nèi)側(cè)面直接與淤泥接觸也能使得土工布與基坑底面圍成的淤泥放置空間能夠具有不易變形，在不同的酸堿度的泥土及水中能長久地耐腐蝕，能夠使得整個(gè)設(shè)備具有更長的使用壽命，能夠保持良好的透水性的優(yōu)點(diǎn)。在土工布的外側(cè)設(shè)置多孔砂漿層能夠使得淤泥放置空間不產(chǎn)生形變，這樣能夠更好的與強(qiáng)夯裝置的強(qiáng)夯錘的形狀進(jìn)行匹配。

本具體實(shí)施方案中，在淤泥放置空間的底部設(shè)置有碎石層5，在碎石層5的上方還設(shè)置有砂石層6。

這樣，在流經(jīng)基坑底部的淤泥中脫出的污水能夠經(jīng)過粗砂層和碎石層的過濾在流入到積水空間內(nèi)，能夠提高出水質(zhì)量。其次，當(dāng)強(qiáng)夯裝置的強(qiáng)夯錘對淤泥放置空間內(nèi)的淤泥進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，設(shè)置在基坑底面的碎石層和砂石層能夠起到減震作用，能夠起到保護(hù)基坑的作用。

本具體實(shí)施方案中，所述基坑4的底面的中心位置向上拱起使得整個(gè)底面形成從底面四周往底面中心漸變上升的斜面。

這樣，有利于從淤泥中脫出的污水均勻的分布到基坑底面的四周，方便污水排出。

其中，基坑4的底面形成的斜面的坡度為百分之二到百分之四之間。

這樣，在能夠有利于淤泥中的污水流向底面四周的同時(shí)位于基坑底面上方的粗砂層和碎石層在強(qiáng)夯壓力作用下不易向底面四周移動(dòng)。

本具體實(shí)施方案中，在土工布11與多孔砂漿層12之間還設(shè)置有排水板13。

這樣，在土工布與多孔砂漿層之間還設(shè)置有排水板能夠阻止泥土微粒通過，從而避免排水通道阻塞使孔道排水順暢。還能夠快速有效導(dǎo)出淤泥中透過土工布層的污水。

本具體實(shí)施方案中，所述基坑4的開口位置與地面平齊。

這樣，將基坑設(shè)置在地面以下，使得基坑能夠承受更大的徑向壓力而不變形，能夠有利于在強(qiáng)夯工況下保持淤泥放置空間的形狀不變。

本具體實(shí)施方案中，在積水空間的上端開口處設(shè)置有鐵格柵7。這樣，有利于作業(yè)人員行走，有效的防止雜物掉入到積水空間內(nèi)部。當(dāng)然在具體實(shí)施時(shí)，基坑的上端開口處與呈筒狀結(jié)構(gòu)的土工布的上端開口處之間可以用連接板進(jìn)行連接，當(dāng)在淤泥放置空間內(nèi)放置待處理的淤泥后，能夠使得積水空間形成一個(gè)封閉腔室，在抽吸裝置的作用下能夠?qū)Ψe水空間進(jìn)行抽真空，抽真空后能夠在積水空間內(nèi)不形成負(fù)壓，此時(shí)大氣作用在淤泥上的壓力能夠使得淤泥脫水速率加快，同樣屬于本裝置可實(shí)施的范圍。

本具體實(shí)施方案中，所述基坑4為混泥土澆注成型。

這樣，方便施工制造且強(qiáng)度和剛度高。

本具體實(shí)施方案中，所述抽吸裝置2還包括與所述水泵21的進(jìn)口端相連的進(jìn)水管22，所述進(jìn)水管22的另一端伸入到積水空間的底部，水泵21的出口端連接有出水管23，所述出水管23的另一端與位于水泵21一側(cè)的沉淀池8連通。這樣，水泵能夠?qū)⒎e水空間內(nèi)部的污水抽出到沉淀池內(nèi)，使得淤泥脫水后的水循環(huán)暢通，能夠有利于淤泥脫水。