H型试剂对于大直径泥水盾构泥水分离处理的影响与应用

张箭; 任国平; 尹义豪; 钟小春; 张春雷; 梁禹

doi:10.11779/CJGE20230312

H型试剂对于大直径泥水盾构泥水分离处理的影响与应用 English Version

张箭^1,,
任国平¹,
尹义豪²,
钟小春¹,
张春雷^3, ,,
梁禹⁴

1.
河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室, 江苏南京 210098
2.
中铁十四局集团大盾构工程有限公司, 江苏南京 211800
3.
河海大学环境学院, 江苏南京 210098
4.
中山大学土木工程学院, 广东珠海 519082

基金项目:

国家自然科学基金项目 52178386

中央高校基本科研业务费专项资金项目 B220202016

详细信息

作者简介:
张箭(1989—)，男，博士，副教授，主要从事岩土与隧道工程方面的研究工作。E-mail：zhangj0507@163.com

通讯作者:
张春雷, E-mail: 211304010042@hhu.edu.cn

中图分类号: TU43;U25
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出版历程
- 收稿日期: 2023-04-11
- 刊出日期: 2024-12-31

Influences and applications of H-type reagent on slurry separation treatment of large-diameter slurry shield

1.
Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China
2.
China Railway 14th Bureau Group Da Shield Engineering Company Limited, Nanjing 211800, China
3.
School of Environment, Hohai University, Nanjing 210098, China
4.
School of Civil Engineering, Sun Yat-sen University, Zhuhai 519082, China

摘要

摘要: 针对广东湛江湾海底隧道施工中出现的盾构废弃泥浆脱水速率慢、泥渣含水率高与废浆排放污染等问题，研发了一种新型H型脱水试剂。通过絮凝脱水试验、微观机理试验以及现场生产试验，揭示了泥浆泥水分离体积比/上清液浊度/粒径分布和Zeta电位等变化规律，综合评价H型试剂与3种聚丙烯酰胺（PAM）在泥浆脱水效果方面的差异。结果表明：H型试剂与泥浆作用的最优添加量为0.5%；与PAM相比，H型试剂前期沉降速度较慢，但脱水后的泥渣含水率降低了约18.1%，且上清液非常清澈，7.8的pH值符合直接外排条件；H型试剂兼具了较好的桥网作用与电中和作用，使粒径＜10 μm的细粒更容易聚集成50 μm以上的大颗粒，加快了泥浆的絮凝速度。H型试剂营造了渗水性更强的Ca排水通道，降低泥浆的黏滞性，提高泥浆压滤脱水的效率；与原脱水试剂相比，现场使用0.1%的H型试剂，可提高30.5%的脱水泥样含固率，降低20%的工程成本。
- 泥水盾构 /
- 泥水分离 /
- 絮凝脱水 /
- 机理研究 /
- 现场试验
Abstract: A new H-type dewatering reagent is developed to address the problems of slow dewatering rate of shield waste slurry, high water content of sludge and pollution of wastewater discharge in the construction of Zhanjiang Bay undersea tunnel in Guangdong. Through the flocculation and dewatering tests, micromechanical tests and field production tests, the variation rules of slurry separation volume ratio/supernatant turbidity/grain-size distribution and zeta potential are revealed, and the differences between the H-type reagent and three types of polyacrylamide (PAM) in slurry dewatering effects are comprehensively evaluated. The results show that the optimum addition amount of the H-type reagent is 0.5%. Compared with that of the PAM, the settling rate of the H-type reagent is slower in the early stage, but the water content of the dewatered sludge is reduced by about 18.1%, and the supernatant is very clear, and the pH value of 7.8 meets the condition of direct discharge. The H-type reagent has both better bridging net action and electro-neutralization action, which makes it easier for the fine particles with particle size < 10 μm to aggregate into large particles with particle size > 50 μm, accelerating the flocculation velocity of the slurry. The H-type reagent creates Ca drainage channels with stronger water permeability, reducing the viscosity of the slurry and improving the efficiency of slurry press filtration and dewatering. Compared with the original dewatering reagent, the use of the H-type reagent of 0.1% on site can increase the solid content of de-cemented samples by 30.5% and reduce the project cost by 20%.
- slurry shield /
- slurry separation /
- flocculation and dewatering /
- mechanistic study /
- field test

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0. 引言

在深厚覆盖层上建设水利水电工程，基础防渗是关键技术问题，天然覆盖层料的渗透性指标是防渗方案设计需考虑的重要因素。

覆盖层砂砾料渗透性能的影响因素众多，级配方面包括小于5 mm粒径颗粒含量^[1]、黏粒含量^[2]、不均匀系数^[3-5]、曲率系数^[3-6]等。一般随小于5 mm粒径颗粒含量和黏粒含量的增加，渗透系数降低。但不均匀系数与曲率系数对渗透系数的影响还未形成定论，如随不均匀系数和曲率系数的增大，砾石层料的渗透性增大^[3]；随不均匀系数增大渗透系数减小^[4-6]、随曲率系数增大渗透系数增大^{[4, 6]}。砂砾石料的干密度越大、相对密度越高、孔隙比越小，渗透系数越小^[6-7]。另外，水流方向^[8]、缩尺效应^[9]、水力梯度^[10]等也是影响渗透性能的重要因素。

对于渗透变形，主要取决于级配、颗粒形状、孔隙率等土体自身几何条件和水力条件^[11]。一般随干密度、相对密度、密实度等的提升，临界坡降和破坏坡降增加；级配良好的土渗透破坏坡降相对较大；随细粒含量的提高，破坏方式由管涌型向流土型发展^[9]。关于不均匀系数、曲率系数对渗透坡降的影响则比较复杂，如在不均匀系数、曲率系数不同范围内破坏坡降存在不同形式的相关性^[12]，不均匀系数相同时砂土为流土破坏而碎砾石却是管涌破坏^[13]，需要进行深入的研究。

天然覆盖层料一般级配离散，往往粒径缺失导致级配不良，密度分布也不均，因此其渗透性能是工程建设的关键技术问题也难点问题。本文系统进行了鄱阳湖地区级配不良、高细料含量覆盖层砂砾石料的渗透特性试验研究。

1. 试验级配与密度

1.1 级配特性

鄱阳湖覆盖层砂砾石料的20组颗分试验结果见图 1，由于最大粒径为60 mm，因此直接采用检测级配的上包线、平均线和下包线作为大型渗透试验级配。

图 1 级配包络线与试验级配

Figure 1. Grading envelopes and testing gradations

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由图 1可知，砾粒（60~2 mm）含量51.8%~69.0%，粗砂（0.5~2 mm）含量13.4%~19.6%，中砂（0.25~0.5 mm）含量12.2%~20.5%，细砂（0.075~0.25 mm）含量3~7%，0~0.075 mm细粒含量仅为0.3%~1.2%，不均匀系数为18.9~38.5，曲率系数为0.13~0.62，为级配不良砾。可见，鄱阳湖覆盖层砂砾石料具有最大粒径小，细颗粒（0~5 mm）含量P_<5高，级配不良等显著特点。

根据已有研究成果，小于5 mm粒径颗粒含量高，会降低砂砾石料的透水性；但由于缺失细料、且级配不良，虽有利于透水性能的增加，却不利于渗透稳定，因此级配的复杂性导致砂砾石料的渗透性能及抗渗能力具有一定的特殊性，具有较明显的区域性特点。

1.2 试验密度

相对密度是砂砾料的重要性指标，用以控制填筑质量、评价密实性能和预估力学特性等。相对密度试验见表 1，对不同级配包络线选择0.33，0.55，0.68，0.80等相对密度开展渗透性能试验。

表 1 相对密度试验结果及试验干密度

Table 1. Test results of relative density and test densities

级配特性	相对质量密度	最小干密度/ (g·cm^-3)	最大干密度/ (g·cm^-3)	相对密度 D_r	试验干密度/ (g·cm^-3)	孔隙比
上包线 P_<5=59.4%	2.64	1.81	2.10	0.55	1.96	0.348
				0.68	2.00	0.322
				0.80	2.03	0.297
平均线 P_<5=50.8%	2.64	1.85	2.16	0.33	1.94	0.361
				0.55	2.01	0.314
				0.68	2.05	0.288
				0.80	2.09	0.263
下包线 P_<5=42.2%	2.64	1.91	2.22	0.55	2.07	0.276
				0.68	2.11	0.251
				0.80	2.15	0.228

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由表 1可知，随P_<5含量的提升，文中砂砾料最小干密度和最大干密度变小，相同相对密度所对应的干密度也降低。主要原因在于，细颗粒含量增加会逐渐阻断粗颗粒形成的骨架并包裹部分大粒径颗粒，粗细颗粒充填性变差，土性也逐渐趋向于砂性土。

2. 渗透系数试验研究

依据《土工试验方法标准》GB/T50123—2019^[14]，开展了不同级配包络线、不同相对密度砂砾石料的渗透系数试验，试样直径300 mm、高度300 mm，水流方向从下往上。标准温度20℃时的渗透系数k见表 2。

表 2 渗透系数测试结果

Table 2. Results of permeability coefficient

级配特性	相对密度	${\rho _{\text{d}}}$ / (g·cm^-3)	k/ (cm·s^-1)	$\frac{{{k_{{D_{\text{r}}}}}}}{{{k_{0.55}}}}$	$\frac{{{k_{P < 5}}}}{{{k_{59.4\% }}}}$
上包线 P_<5=59.4%	0.55	1.96	9.81×10^-3	1.000	1
	0.68	2.00	6.11×10^-3	0.623	1
	0.80	2.03	3.77×10^-3	0.384	1
平均线 P_<5=50.8%	0.33	1.94	2.11×10^-2	1.808	—
	0.55	2.01	1.17×10^-2	1.000	1.188
	0.68	2.05	7.48×10^-3	0.642	1.224
	0.80	2.09	4.46×10^-3	0.382	1.183
下包线 P_<5=42.2%	0.55	2.07	1.41×10^-2	1.000	1.436
	0.68	2.11	8.77×10^-3	0.622	1.435
	0.80	2.15	5.05×10^-3	0.359	1.341

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由表 2，随相对密度的增加、渗透系数降低；随P_<5含量的减少，渗透系数增加，且同种相对密度情况下不同包络线试样的渗透系数差异不显著。

研究表明，当P_<5含量达到30%~35%时，细料能较好地充填于粗颗粒骨架的孔隙中，并参与骨架作用，相同击实功下能获得较大的干密度，最小干密度和最大干密度在此处会出现峰值。表 3列出了某高坝填筑砂砾料渗透系数试验结果，其中P_<5含量为17%~37%，随P_<5含量增加，试验干密度增大，相应过水面积减小，在此双重作用下，相同相对密度各级配包络线试样的渗透系数差异较为显著。但对于文中砂砾石料，P_<5含量达到了42.2%~59.4%，由下包线到上包线，相同相对密度所对应的试验干密度降低，因此虽然细料P_<5含量增加，但由于密度降低、孔隙比增大、过水面积增加，导致不同级配料的渗透系数差异不显著。因此，相同相对密度条件下不同级配料的渗透性能差异性并不一致，研究砂砾料渗透性能时应综合考察级配和密度特性。

表 3 某高坝砂砾石料渗透系数

Table 3. Permeability coefficients of sandy gravel of a high dam

级配特性	P_<5/ %	D_r	${\rho _{\text{d}}}$ / (g·cm^-3)	k/ (cm·s^-1)
上包线	37	0.90	2.28	2.50×10^-4
平均线	25	0.90	2.27	6.01×10^-3
下包线	17	0.90	2.22	7.73×10^-2

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相同级配情况下，渗透系数k随相对密度D_r的变化如图 2所示，发现可用半对数函数较好的描述同种级配料渗透系数随相对密度的变化，

$k = a'\ln ({D_{\text{r}}}) + b' 。$

(1)

图 2 k随D_r的变化

Figure 2. Change of k with D_r

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不同级配料的参数 $a'$ ， $b'$ 不相同，因此必须归一化才能实现渗透系数计算和预测的简单化和实用化。定义同种级配料不同相对密度时的渗透系数与相对密度为0.55时渗透系数比值为 ${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55，数值见。点绘 ${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55随D_r/0.55的变化如图 3所示，发现能较好的归一化不同级配特性情况下的渗透系数随相对密度的变化。

图 3

${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55随D_r/0.55的变化

Figure 3. Change of

${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55 with D_r/0.55

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当相对密度为0.55时，D_r/0.55=1， ${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55=1，点绘 ${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55-ln(D_r/0.55)关系曲线，令截距为1，发现仍具有非常高的拟合度，见图 4。则不同级配砂砾料的渗透系数随相对密度的变化可用下式描述：

$\frac{{{k_{{D_{\text{r}}}}}}}{{{k_{0.55}}}} = a\ln \left( {\frac{{{D_{\text{r}}}}}{{0.55}}} \right) + 1 。$

(2)

图 4

${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55-ln(D_r/0.55)关系曲线

Figure 4. Relationship between of

${k_{{D_{\text{r}}}}}$ /k_0.55 and ln(D_r/0.55)

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式中：a为试验参数，其值为-1.654，数值为负，反映了随相对密度的增加，渗透系数降低。

点绘相对密度相同时不同级配料的渗透系数k随小于5 mm粒径颗粒含量P_<5的变化，见图 5。发现可用幂函数描述，

$k = c'{({p_{ < 5}})^{d'}} 。$

(3)

图 5 k随P_<5的变化

Figure 5. Change of k with P_<5

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类似，采用相同方法归一化不同相对密度条件下渗透系数随P_<5的变化。同种相对密度条件下，不同P_<5含量试样渗透系数与P_<5为59.4%时的渗透系数比值为k_P<5/k_59.4%，见表 2。点绘k_P<5/k_59.4%随P_<5/59.4%的变化见图 6，仍可用幂函数高度拟合，则不同相对密度条件下渗透系数随P_<5含量变化可用下式描述：

$\frac{{{k_{P < 5}}}}{{{k_{59.4\% }}}} = c{\left( {\frac{{{P_{ < 5}}}}{{59.4\% }}} \right)^d} 。$

(4)

图 6 k_P<5/k_59.4%-P_<5/59.4%关系曲线

Figure 6. Relationship between k_P<5/k_59.4% and P_<5/59.4%

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当P_<5为59.4%时，k_P<5/k_59.4%=1，因此c可取定值1.0。

由式（2）、（4）可知，当以0.55相对密度、P_<5含量为59.4%的渗透系数k_{0.55, 59.4%}为基准值时，不同相对密度、不同P_<5含量的渗透系数为

$k = {k_{0.55, 59.4\% }} \cdot \left( {a\ln \left( {\frac{{{D_{\text{r}}}}}{{0.55}}} \right) + 1} \right){\left( {\frac{{{P_{ < 5}}}}{{59.4\% }}} \right)^d} 。$

(5)

式中：a，d均为试验参数，前者反映了相对密度的影响，后者反映级配特征参数P_<5含量的影响；对于文中所用砂砾料，a为-1.654，b为-0.986，均为负值，表明随相对密度增大、小于5 mm粒径颗粒含量的增加，渗透系数降低。式（5）为非线性表达式，综合反映了级配与相对密度对渗透系数的影响。

由式（5）计算各级配不同相对密度的渗透系数见表 4，相对误差为-2.4%~4.2%，具有非常高的精度。考虑到文中砂砾料具有鲜明的地区级配特性，具体应用时仅适当放宽，建议P_<5含量为42.2%~64.4%，相对密度为0.28~0.85。

表 4 渗透系数试验与计算对比

Table 4. Strength indexes of sandy gravel

小于5 mm粒径含量 P_<5 /%	相对密度 D_r	渗透系数计算值/ (cm·s^-1)	渗透系数试验值/ (cm·s^-1)	相对误差/%
59.4	0.55	9.81×10^-3	9.81×10^-3	0.0
59.4	0.68	6.37×10^-3	6.11×10^-3	4.2
59.4	0.80	3.73×10^-3	3.77×10^-3	-1.0
50.8	0.33	2.11×10^-2	2.11×10^-2	0.2
50.8	0.55	1.15×10^-2	1.17×10^-2	-1.8
50.8	0.68	7.43×10^-3	7.48×10^-3	-0.7
50.8	0.80	4.36×10^-3	4.46×10^-3	-2.3
42.2	0.55	1.38×10^-2	1.41×10^-2	-2.4
42.2	0.68	8.93×10^-3	8.77×10^-3	1.8
42.2	0.80	5.23×10^-3	5.05×10^-3	3.5

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3. 渗透变形试验研究

进行了砂砾石料渗透变形试验，试样直径300 mm、高度300 mm，水流方向从下往上。得到的临界坡降、破坏坡降和破坏方式见表 5。由于P_<5含量达到了42.2%~59.4%，小于2 mm含量也达到了31%~48.2%，因此其破坏方式以过渡型和流土型为主。

表 5 渗透变形参数

Table 5. Strength indexes of sandy gravel

级配特性	相对密度	${\rho _{\text{d}}}$ / (g·cm^-3)	临界坡降	破坏坡降	破坏方式
上包线 P_<5=59.4%	0.55	1.96	0.45	1.09	过渡
	0.68	2.00	1.15	1.31	流土
	0.80	2.03	1.37	1.53	流土
平均线 P_<5=50.8%	0.33	1.94	0.21	0.93	过渡
	0.55	2.01	0.54	1.25	过渡
	0.68	2.05	0.69	1.46	过渡
	0.80	2.09	1.52	1.67	流土
下包线 P_<5=42.2%	0.55	2.07	0.61	1.38	过渡
	0.68	2.11	0.77	1.58	过渡
	0.80	2.15	1.63	1.79	流土

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点绘相同级配条件下破坏坡降i_F随D_r的变化见图 7，点绘相同相对密度条件下破坏坡降随P_<5含量的变化见图 8。

图 7 i_F-D_r的变化

Figure 7. Change of i_F with D_r

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图 8 i_F-P_<5的变化

Figure 8. Change of i_F with P_<5

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由表 5，图 7，8，对于相同级配试样，相对密度较低时，试验期间产生了细颗粒流失、试样表面浑浊、冒泡等现象，继续提升水头超过破坏坡降后，试样浮起，水流增大，破坏方式主要表现为过渡型。随相对密度的提高，试样破坏前观察不到异常现象，对数坐标上流速v与坡降i曲线的斜率也不发生偏移，当水头超过破坏坡降后，水流增大，试样浮起，发生流土破坏。即随相对密度的提高，破坏方式逐渐由过渡型趋向于流土型，临界坡降和破坏坡降均有所提高。

当相对密度相同时，随P_<5含量的增加，破坏方式由过渡型趋向于流土型，由于高细粒含量试样的密度小，其破坏坡降反而降低，见图 8，9。但对于临界坡降，由于破坏方式的变化，无固定规律，如相对密度0.55时，各包络线均为过渡性破坏方式，随细颗粒含量的增大，由于密度影响临界坡降降低；但相对密度为0.68时，由于平均线试样和下包线试样为过渡型破坏方式，其临界坡降反而要低于产生流土型破坏的上包线试样，见图 9。当相对密度为0.80时，试样密实，试样均浮起产生流土型破坏，随细粒含量增加，同样由于密度的影响，临界坡降降低。

图 9 流速与坡降关系曲线

Figure 9. Relationship between seepage velocity and head gradient

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上述分析表明，P_<5含量、相对密度及其具体试验密度是临界坡降、破坏坡降和破坏方式的重要影响因素，渗透变形参数及其破坏方式取决各因素的综合影响作用。

4. 结论

（1）随相对密度和P_<5含量的增加，渗透系数降低。由于鄱阳湖覆盖层具有级配不良、高细粒含量等显著性区域特点，相对密度相同时不同包络线试样的渗透系数差异性并不显著。

（2）渗透系数随相对密度的变化可用半对数公式描述，渗透系数随P_<5含量的变化可用幂函数描述，通过归一化方法提出了渗透系数经验公式，可预测建议范围内鄱阳湖覆盖层砂砾料的渗透系数。

（3）高细粒含量砂砾石料的渗透变形破坏主要为过渡型和流土型，随相对密度和P_<5含量的提高，渗透变形破坏方式逐渐由过渡型趋向于流土型；过渡型和流土型破坏方式前提下，临界坡降综合取决于P_<5含量、相对密度及其对应试验干密度等，破坏坡降数值主要受试验干密度控制，干密度越大破坏坡降越高。

图 1 湛江湾海底隧道平面示意图

Figure 1. Plan of Zhanjiang Bay undersea tunnel

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图 2 废弃泥浆处理工艺流程图

Figure 2. Process flow for treatment of waste slurry

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图 3 压滤脱水试验

Figure 3. Filter press dewatering tests

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图 4 使用CPAM的泥浆絮凝剂结果

Figure 4. Slurry flocculant results using CPAM

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图 5 使用APAM的泥浆絮凝剂结果

Figure 5. Slurry flocculant results using APAM

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图 6 使用NPAM的泥浆絮凝剂结果

Figure 6. Slurry flocculant results using NPAM

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图 7 使用H型试剂的泥浆絮凝剂结果

Figure 7. Slurry flocculant results using H-type reagent

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图 8 不同絮凝剂使用效果

Figure 8. Application effect of different flocculant

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图 9 絮凝剂种类筛选试验结果

Figure 9. Screening test results of flocculant type

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图 10 压滤试验结果

Figure 10. Filter press test results

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图 12 处理后的泥渣与SEM图像

Figure 12. Treated sludge and SEM images

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图 11 EDS泥渣元素分布

Figure 11. Distribution of EDS sludge element

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图 13 泥浆颗粒的粒径分布

Figure 13. Grain-size distribution of slurry particles

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图 14 泥浆Zeta电位变化曲线

Figure 14. Curves of Zeta potential change of slurry

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图 15 EDS能谱分析

Figure 15. Analysis of EDS

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图 16 泥浆黏度变化曲线

Figure 16. Curves of slurry viscosity

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图 17 压滤速率差异机理

Figure 17. Mechanism of differential pressure filtration rate

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图 18 2 h后现场原试剂与H型试剂对比

Figure 18. On-site original reagent after 2h vs. H-type reagent

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图 19 现场原试剂与H型试剂试验数据

Figure 19. Test data of on-site original reagent and H-reagent

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图 20 现场生产工艺试验流程

Figure 20. Test flow of on-site production process

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图 21 离心后的尾水对比

Figure 21. Comparison of wastewater after centrifugation

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图 22 放置2 min后的尾水对比

Figure 22. Comparison of wastewater after standstill of 2 min

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图 23 离心后的泥渣对比

Figure 23. Comparison of centrifuged sludge adding two reagents

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表 1 试剂信息

Table 1 Information of reagent

材料	原现场试剂	H型试剂
组成	一种离子型聚丙烯酰胺，化学式为(C3H5NO)n，分子量：1500万，产地：广州	由改性铝系高聚物，铁系高聚物以及有机高分子聚合物（分子量580万）3种试剂按照4∶8∶1的比例复配而成，需要现配现用
性质	无色无味，高黏性，呈水玻璃状，有少许气泡，遇光发生降解	呈淡黄色，无异味，偏碱性（ph8.1），低黏性（26 mPa.s），有红色絮状沉淀
成本	15000元/t	4200元/t
实图

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表 2 最优添加量筛选结果汇总

Table 2 Summary of optimal additive filtering results

种类	组号	添加量/%	体积比/%	浊度/NTU
阳离子型聚丙烯酰胺CPAM	1	0.05	21.67	489.6
	2	0.10	30.83	200.3
	3	0.25	31.50	189.7
	4	0.50	24.50	176.2
	5	1.00	23.33	253.8
阴离子型聚丙烯酰胺APAM	6	0.05	12.83	279.1
	7	0.10	23.33	187.2
	8	0.25	29.33	135.7
	9	0.50	35.50	299.3
	10	1.00	35.00	366.3
非离子型聚丙烯酰胺NPAM	11	0.05	2.17	—
	12	0.10	8.54	—
	13	0.25	20.50	293.6
	14	0.50	6.26	—
	15	1.00	2.22	—
H型试剂	16	0.05	12.58	26.2
	17	0.10	45.69	10.5
	18	0.25	51.67	8.6
	19	0.50	46.58	270.3
	20	1.00	47.16	560.3
注：无数据说明分离的上清液的体积过少，浊度仪无法测量

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表 3 压滤泥渣含水率

Table 3 Water contents of filter press sludge

絮凝剂种类	APAM	CPAM	H型试剂
泥渣含水率/%	35.5	33.2	17.4

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表 4 胶体中悬浮颗粒的稳定性与Zeta电位的关系

Table 4 Relationship between stability of suspended particles and Zeta electric potential

稳定性能	Zeta电位/mV
最高量聚集和沉淀	0~+3
强聚集和沉淀的范围	+5~-5
聚集开始	-5~-15
分散体的灵敏值	-16~-30
中等稳定性	-31~-40
相当好的稳定性	-41~-60
很好的稳定性	-61~-80

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表 5 原现场脱水试剂生产试验时的泥浆指标

Table 5 Slurry indices during PAM agent production trials

泥浆指标	试验阶段				平均值
泥浆指标	进泥前期	试验过程中			平均值
密度/(g·cm^-3)	1.048	1.008	1.0076	1.02	1.02
含固率/%	7.36	1.28	1.21	3.15	3.25

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表 6 H型试剂生产试验时的泥浆指标

Table 6 Slurry indices during production tests with H-agent

泥浆指标	试验阶段				平均值
泥浆指标	进泥前期	试验过程中			平均值
密度/(g·cm^-3)	1.0272	1.012	1.006	1.0048	1.01
含固率/%	4.25	1.9	0.96	0.77	1.97

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表 7 加入两种试剂生产的脱水泥样含固率

Table 7 Solids content of de-cemented samples produced by

试剂名称	脱水泥样含固率/%
原现场脱水试剂	39.8
H型试剂	70.3

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表 8 试剂用量和价格分析

Table 8 Analysis of dosage and prices of reagents

H型试剂		原现场脱水试剂
用量/ (kg·m^-³)	单价/ (元·m^-³)	用量/ (kg·m^-³)	单价/ (元·m^-³)
9.51	39.94	3.19	47.92
注：①H型试剂按照当前市场价4200元/t计算、原现场脱水试剂单价按照15000元/t计算；②成本已考虑由于现场设备等原因未溶解的试剂。

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