基于Zeta电位分析的滨海淤泥质吹填土泥浆絮凝试验研究

研究了天津、连云港两地高浓度淤泥质吹填土泥浆,在添加高分子量的阳离子(CPAM)、阴离子(APAM)、非离子(NPAM)聚丙烯酰胺、聚合氯化铝(PAC)及有机、无机混合溶剂后,胶体颗粒表面Zeta电位变化过程。试验结果表明,两地吹填土电位变化过程相似,各类絮凝剂都可以使吹填泥浆形成胶体并发生沉降,且CPAM、PAC、PAC+CPAM、PAC+NPAM都能使吹填土颗粒表面Zeta电位发生正负改变,泥水分离现象明显,PAC+NPAM组合絮凝效果最为理想。Zeta电位位于0~4.927区间内时,最有利于泥浆絮凝。     

疏浚泥浆泥水快速分离的复合絮凝试验研究

为了对港口航道建设和维护产生的大量疏浚泥浆进行减量化处理，通过添加聚丙烯酰胺(APAM)和聚合氯化铝(PAC)的方法，进行疏浚泥浆泥水快速分离的复合絮凝试验研究，探究了复合絮凝对泥浆的沉积时间、底泥含水率和渗透系数的影响。结果表明：1)APAM和PAC复合絮凝泥浆的泥水分离效果优于单一APAM或PAC,其中APAM对泥浆沉积时间起控制作用，PAC对上液清澈度起控制作用；2)APAM和PAC复合絮凝能够有效降低底泥含水率，但随着APAM和PAC添加量的增大，底泥含水率呈上升趋势，较小的APAM和PAC添加量更有利于底泥含水率的降低；3)APAM与PAC复合絮凝泥浆能够提高底泥的渗透系数，并存在APAM的最佳添加量；4)在减小泥浆沉积时间、降低底泥含水率和提高底泥渗透系数方面，APAM优于PAC。当粉土与黏土比为2.4时，复合絮凝剂的适宜添量为1 600 g/t的PAC与240 g/t的APAM,研究结果可为工程提供参考。     

泥浆絮凝试验中Zeta电位与絮凝现象、脱水能力的相关性探讨

文章基于课题组已有研究成果,通过分析整理文中连云港区絮凝脱水试验数据,进一步分析Zeta电位与絮凝效果和絮凝后脱水能力之间的相关性,验证Zeta电位能否作为评价泥浆絮凝脱水能力的指标。通过对絮凝试验的测定参数Zeta电位、泥饼含水率及絮凝效果作相关性分析,结果表明:(1)Zeta电位值的大小与泥浆絮凝效果之间存在着一定的相关性,泥浆絮凝效果最优点往往出现在Zeta电位值接近零点时,Zeta电位值基本可以评价絮凝效果的优良;(2)Zeta电位值的大小对泥浆脱水能力也有着很强的影响,在泥饼含水率最低最稳定的添加量、添加区间,往往Zeta电位值趋近于等电点且相对较稳定,二者表现出一定的相关性。通过分析Zeta电位值的大小及变化过程的稳定性,基本可以评价絮凝后泥浆脱水能力的好坏。     

三元复合絮凝剂对海相淤泥絮凝及污染物释放特性的影响研究

港湾疏浚淤泥受化工污染严重,无害化难度大。通过不同絮凝调理分析,无机絮凝剂PAC对浙江某港湾疏浚底泥有更好的电中和效果,提升底泥沉降性能,有机絮凝剂1 200万分子量APAM能显著提升底泥絮体粒径、降低上清液浊度,两者联合环保助滤剂HG按5%?0.3%?2%的投加量和配比组成三元复合絮凝剂对底泥进行调理,经隔膜压滤处理泥饼含水率为29.6%。经三元复合絮凝剂调理脱水后的泥饼粒径增大,重金属浸出风险降低,调理效果优于PAC-APAM二元体系,随着三元复合絮凝剂投加量的增加,底泥脱水尾水中的COD、NH₃-N和TP含量逐渐降低。三元复合絮凝剂中的环保助滤剂能降低污泥比阻,降低泥饼和尾水pH值,对底泥的絮凝脱水有一定促进作用。     

真空预压法在吹填土加固中的试验特性分析

本文针对真空预压法在吹填土加固中的变化过程开展试验研究,对真空度、排水量、孔隙水压力等随时间变化特征进行连续监测。在本次试验过程中,真空度基本保持在90以上,经过500个小时的抽真空作用,土样试品的含水率由最初的187.1%逐渐降低至47.5%左右。试验结果表明,在处理高含水率吹填土时,土中孔隙水压力发展规律呈现出三个明显的阶段特征。     

3种絮凝剂对河道底泥絮凝效果及板框压滤的研究

针对官渡区海河疏浚底泥深度脱水难度大的问题，进行了絮凝浓缩结合板框压滤的试验研究，分别采用阴离子聚丙烯酰胺（分子量1 500）、阳离子聚丙烯酰胺（分子量800）和非离子聚丙烯酰胺（分子量900）3种絮凝剂进行絮凝浓缩处理，再将筛选出的2种浓缩泥浆分别利用隔膜式板框压滤机进行压滤试验，采用KD20板作为填充泥浆腔室（厚度为200 mm），持续进料10 min，挤压压力0.8 MPa，根据板框压滤结果筛选出最优的一种絮凝剂。试验结果表明，对于有机物含量较高的疏浚底泥，分子量为1 500万、水解度为14%的CPAM絮凝效果和浓缩后泥浆板框压滤脱水效果和出水水质较好，隔膜板框压滤挤压时间30 min，泥饼含水率可降至40%以下。     

吹填层厚度对疏浚淤泥沉积特性影响的试验研究*

疏浚泥向堆场内吹填的过程中，宜分层进行，吹填厚度的选择直接影响疏浚泥在堆场内的沉积。利用不同高度的沉降柱，对同一含水率的泥浆进行沉积试验，研究泥浆高度对于泥浆沉积规律的影响。结果表明，在相同初始含水率情况下，较低的泥浆高度易于使泥浆发生固结沉降，泥浆高度较高则易于发生阻碍沉降；泥浆高度对于阻碍沉降模式下沉降速率的影响较小，沉降阶段持续时间与泥浆高度呈正相关；泥浆高度越高，沉积物平均含水率越小，且随着泥浆高度的增加，沉积物平均含水率趋于稳定。在本次研究范围内，当泥浆高度达到40 cm以上，沉降速率和沉积物含水率趋于稳定，沉降模式不再发生变化，泥浆高度对沉积规律的影响较小。     

某港真空预压软基处理工艺

针对我国某港陆域形成项目中吹填土含水量大、承载力弱的问题,现场采取真空预压工艺对吹填软土进行处理,旨在降低吹填土含水率、提高吹填土强度。经加固后效果检测,吹填土含水率显著降低,抗剪强度明显提高,土质得到明显改善,相关工艺可为类似工程提供借鉴。     

无围堰吹填技术在连云港某岸线修复工程的应用

无围堰吹填技术是开敞海域最理想的快速吹填成陆工艺，结合成熟的无围堰砂土吹填经验，研发高效、可靠的无围堰黏土吹填技术是提升淤泥质开敞海域吹填效率的重要方向。依托连云港某岸线修复工程，提出采用团块状硬质土泥饼取代传统泥浆材料的无围堰吹填技术，并通过现场试验段的多方案对比与施工参数的反复调整，提升了吹填土体自然排水与沉降效率。结果表明，基于黏土团块吹填技术所形成的土层在吹填后4～5 d内迅速沉降，主固结基本完成，施工机械可安全进入吹填区域；经过两个半月的自然固结沉降，吹填地基的承载力可达到45 kPa以上。黏土团块吹填技术能快速成陆，利于节能减碳、生态环保，具有良好的应用前景。     

高分子聚合物对淤泥沉积影响的试验

在实验室利用量筒进行淤泥沉积试验,模拟现场吹填淤泥静水沉积过程,探讨了吹填淤泥在不同初始密度和不同絮凝剂对自重固结特性的影响。试验结果表明:泥水混合物的初始密度对沉积速度有重要影响,孔隙比变化速度、变化量以及沉积后的孔隙比都与泥浆初始密度成反比;泥浆的沉积速度与溶液阳离子化合价成正比;高分子聚丙烯酰胺是一种有效的絮凝剂,可有效使细颗粒快速絮凝沉淀。