用于通過在線絮凝然后在地面上方處理礦質(zhì)污泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在線處理隨后在地面上方處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從工藝和規(guī)范觀點來看，在地面上方聚積的礦質(zhì)污泥的處理已變得必需。
[0003]“污泥”具體指所有類型的泥漿，例如城市污泥，鉆探泥漿，工業(yè)污泥以及所有采礦排放物，由煤礦、金屬礦或重油礦(油砂)引起的來自采礦的廢物。這些懸浮液通常包含與水混合的粘土、沉淀物、沙粒、金屬氧化物等。懸浮固體的濃度致使混合物粘稠。
[0004]傳統(tǒng)上，該污泥以半流體形式被排放到污水池(lagoon)或堤壩中，并且可達幾十米厚。污泥中攜帶的水不能揮發(fā)且該污泥保持永久的半流體形式。
[0005]為了成為固體，可以不同的方式處理污泥:
[0006]-通過絮凝后借助于過濾板或過濾帶的過濾，
[0007]-通過絮凝后的離心。
[0008]考慮到涉及龐大的體積，采用了以相對薄且連續(xù)的層來在地面上方絮凝的方法，允許通過絮凝使流體即時分離，以及隨后蒸發(fā)以便有助于獲得能夠易于輸送的固體形式。該方法開發(fā)于70年代。在大多數(shù)情況下，這些固體被輸送至采礦挖掘工地用于回填。
[0009]與起初的兩種方法相比，該方法更加有利，起初的方法不允許自然干燥且提供差的污泥稠度。它們的熱力干燥過于昂貴而不被使用。
[0010]現(xiàn)今，這些方法或被應(yīng)用于源自濃縮池(thickener)的污泥或源自污水池或通過挖泥機取出的污泥。
[0011]該方法如今已過時:第一件美國專利3，312,070遞交于1960年3月9日。
[0012]作為其他文獻可提及以下專利:1981年的US 4，347，140、1986年的CA1,273，888、1994 年的 WO 96/05146、2000 年的 CA 2，407，869 和 2004 年的 CA 1,515,581。
[0013]文獻US 3908387描述了加固地面以便隨后施工的方法。為此，將穩(wěn)定劑與從地面采掘的土壤混合。由此形成的混合物被重新混入土壤中并隨后再度除去，此時只有再次與穩(wěn)定化劑混合。在該方法中，土壤永久性地包含穩(wěn)定化劑。此外，沒有參考文獻提及絮凝方法。
[0014]文獻FR 2 922 123A1公開了用于處理污泥的步驟，根據(jù)該步驟將污泥排放到事先用聚合物處理的泥漿凹坑中。污泥從挖方上方的管的末端卸載。
[0015]這些文獻中描述的所有方法使用在輸送管中的在線絮凝，其在距出口端的給定距離處有一次或多次的絮凝劑加入。
[0016]在所有情況中，絮凝的污泥以在地面上方原樣或以連續(xù)的層的形式，并且在排出污泥的管道的末端位于污泥最高水平上方這樣的條件下被泵出并卸載。
[0017]通過使污泥結(jié)構(gòu)化以避免使污泥變稠是重要的，這賦予污泥固體或半固體形式；例如，其可變?yōu)榭赡懿粫耆赏富蚩赡懿怀浞置撍哪z狀泥漿。由于絮凝劑而在顆粒之間形成獨特的網(wǎng)絡(luò)的污泥的形成不產(chǎn)生干燥方面良好的結(jié)果。然而，污泥的最終處理包括將其徹底干燥，這將有助于使用推土機將其采掘或?qū)⑺鰠^(qū)域重新造林。
[0018]具有分離良好的細粒狀絮凝物的絮凝需要很好的干燥。當(dāng)處理的污泥為多重絮凝物并且為大尺寸的形式時獲得污泥脫水和干燥之間的最佳平衡。
[0019]以約1cm至50cm的層布置的污泥在幾天內(nèi)或約十天干透，根據(jù)污泥的類型而賦予它們不同程度的固體形式。
[0020]絮凝標(biāo)準(zhǔn)是可目測的。在每一情況中，添加一定量的絮凝劑以使流水或者清澈透明或者當(dāng)其包含溶液物質(zhì)時盡可能地澄清。絮凝的粒度和薄度越高，則其凝膠狀越少，通過蒸發(fā)將其干燥越有效。
[0021]因此目的是在具有最高可能的休止角的絮凝的末端得到均勻尺寸的絮凝物。這有助于處理的污泥在更陡斜率上擴散，并因此將最大體積的污泥卸載到最小面積上。
[0022]考慮到在管出口處絮凝的懸浮液的速度，污泥不能立即沉積。相反，污泥被流體流所引導(dǎo)并且只有當(dāng)絮凝物的重量(施加在絮凝物上的力的垂直分量)大于流動的力(施加在絮凝物上的力的水平分量)時才淀積。
[0023]為了更加準(zhǔn)確，重要的是處理的污泥在管出口處不以固體或半固體形式出現(xiàn)。
[0024]根據(jù)形成期間的污泥構(gòu)成和斜率，相對于管出口的污泥沉積的距離可以是非常重要的，并且可達到數(shù)十乃至數(shù)百米。最終的標(biāo)準(zhǔn)是在該廢物處理后獲得澄清的水，這意味著整體(entire mass)已被很好地絮凝并進而將導(dǎo)致快速干燥。因此極限是處理實例的長度，其根據(jù)形成的角度來確定廢物沉積的高度。
[0025]在進入管中的絮凝由于其并非單一操作而互相碰撞。為了適當(dāng)絮凝:
[0026]-重要的是將污泥與絮凝劑迅速混合，這可在雷諾數(shù)非常高的湍流條件下于管中完成
[0027]-然后絮凝本身要求低剪切，其中雷諾數(shù)低于由管中流體的速度賦予的雷諾數(shù)(流線條件)。
[0028]然而，泵送速度也是重要的，即在200mm和600mm之間的直徑的管道中約每秒I至3米。
[0029]盡管混合是滿意的，但為了獲得完全絮凝，需要過度絮凝，這可偏離在實驗室測量的量的20%至200%。在湍流環(huán)境中，過度絮凝有助于被剪切破壞的絮凝物的再絮凝。
[0030]在線絮凝需要額外量的絮凝劑來使通過由流體的速度引起的剪切而形成的微小絮凝物絮凝。當(dāng)過量聚合物以自由顆粒的形式保持時是不方便的，這導(dǎo)致在水中粘稠絮凝從而降低干燥速度。
[0031]因此，存在通過絮凝改善處理污泥的方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0032]由于不可能獲得絮凝劑消耗非常低的在線絮凝，因此似乎有必要以可能的最有效方式將混合工藝從絮凝工藝中分離。
[0033]因此，本發(fā)明的目的是通過絮凝改善處理污泥的方法，根據(jù)該方法:
[0034]-在管道中輸送待處理的污泥，
[0035]-將至少一種絮凝劑加入輸送上述污泥的管道中，
[0036]-然后將污泥與所述絮凝劑混合，
[0037]-最后，將混合物輸送并隨后排放到天然或人工挖方中，排放處離所述挖方底部的距離小于所述挖方的深度。
[0038]因此根據(jù)本發(fā)明的方法有助于使在線處理方法中的混合階段和絮凝階段分離。在輸送期間優(yōu)化混合階段并限制絮凝階段。由于管道中的湍流而自然地形成絮凝劑與污泥的混合物。
[0039]當(dāng)挖方充滿時由于與污泥的加入相關(guān)的天然或渦流運動而在挖方中進行絮凝。剪切低并有利于良好絮凝。這可通過在比挖方高水平更低的水平上加入混合物來完成。形成其中絮凝效率高的鼓泡(boiling)凹坑。
[0040]如前面所述，挖方可天然或人工完成。當(dāng)新的設(shè)施建立時，在污泥未擴散的地面上直接形成挖方。
[0041]當(dāng)改進現(xiàn)有設(shè)施時，在天然地面上，當(dāng)污泥層已經(jīng)存在時，在整個或部分污泥層的厚度上進行挖方，從而提供許多優(yōu)點。
[0042]根據(jù)第一特征，在輸送待處理的污泥的管道中的聚合物的加入點優(yōu)選接近輸送污泥到卸載區(qū)的管的出口。加入點必須以這樣的方式來選擇，即在線制備混合物并且在脫離管后部分地完成絮凝。加入點和管道出口之間的距離通常通過連續(xù)測試獲得；通常，其比管道內(nèi)徑大約10至200倍。
[0043]換言之，根據(jù)本發(fā)明，在接近于管道游離端，優(yōu)選在距管道游離端的距離為管道內(nèi)徑的約10至200倍的位置處加入絮凝劑。
[0044]根據(jù)另一特征，垂直放置被浸沒的管。
[0045]為了更加準(zhǔn)確，至少在終端部，垂直放置在其中輸送并從其中排出混合物的管道。在這些條件下，隨著挖方填滿和當(dāng)挖方填滿時，垂直管道被逐漸地浸沒。
[0046]在人工挖方的情況中，借助于鏟土機在卸載的管出口處形成絮凝凹坑。
[0047]在一些情況中，在任何挖方的存在之外天然地形成凹坑并在地面上逐漸地卸載混合物，其可能被之前干燥的污泥覆蓋或者可能沒有被之前干燥的污泥覆蓋。
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