一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法与流程

技术特征：
1.一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：将一组按设计给定间隔、平行、水平布置的渗滤型注水排水通道（5）构成的注水排水层（3）和设计给定厚度的渣浆层（4），按设计基于下层渣浆脱水而强度提高的状况所规定的堆筑速率，逐层相间叠落于一底部和周壁能隔水隔气的渣浆围挡体（1）中，直至设计给定的堆高；其间，从最底层的渣浆层（4）开始递次逐层完成：将渣浆层（4）底面的注水排水层（3）与抽吸管道（6）相连接，所述的抽吸管道（6）与流体抽吸负压源连通；将该渣浆层（4）顶面的注水排水层（3）与注入管道（8）连接，所述的注入管道（8）与淋洗液供给源连接；通过抽吸管道（6）按设计的负压值抽吸流体提供负压，同时通过注入管道（8）注入设计给定的淋洗液，使该渣浆层（4）中形成分布均匀的细密液流，裹挟渣浆中的污染物随之从抽吸管道（6）排出；在实施该过程期间，使该渣浆层（4）处于气密封闭条件； 当该渣浆层（4）污染物浓度降至设计给定指标后，将该渣浆层（4）顶面的注水排水层（3）切换连接于与流体抽吸负压源连通的抽吸管道（6），停止对该渣浆层（4）注入液体，同时对该渣浆层（4）底面的注水排水层（3）和顶面的注水排水层（3）持续施加负压，对该层渣浆进行负压吸滤脱水；当该渣浆层（4）含水率达到设计给定指标后，停止对该渣浆层（4）底面的注水排水层（3）施加负压，并在设计给定的时间使该注水排水层（3）与外界大气连通；该层渣浆中剩余水量则利用其上废渣重力挤压脱除，最终实现该渣浆层预定的除污和脱水的目标；按照所述
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步骤，对每个渣浆层（4）递次逐层实施除污和脱水，最终使所堆筑的渣浆层（4）全体实现除污脱水。2.根据权利要求1所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，对所述大体量工业废渣浆体的除污脱水方法中的渣浆层（4）施加电场用以去除带电污染物，采用可导电的渗滤型注水排水通道（5）构成注水排水层（3），将渣浆层（4）底面的注水排水层（3）连接于直流电源上与拟清除污染物电性相反的一极，将渣浆层（4）顶面的注水排水层（3）连接于直流电源上与拟清除污染物电性相同的一极；在渣浆层（4）顶面和底面的注水排水层（3）上施加电压，同时通过抽吸管道（6）按设计的负压值抽吸流体提供负压，并通过注入管道（8）注入设计给定的淋洗液，使该渣浆层（4）中形成分布均匀的细密液流和均布的电场，驱动废渣中拟清除的离子，随被抽吸管道所抽出液体而被清除；而与其电性相反的离子，则在电场作用下，向液流逆向运动，因在该方向没有出口，故而被保留在废渣中；在实施该过程期间，使该渣浆层（4）处于气密封闭条件；当该渣浆层（4）污染物浓度降至设计给定指标后，将该渣浆层（4）底面的注水排水层（3）与电源断开，将该渣浆层（4）顶面的注水排水层（3）切换连接于与原连接的电源电极的相反电极，并切换连接于与流体抽吸负压源连通的抽吸管道（6），停止对该渣浆层（4）注入液体，同时对该渣浆层（4）底面的注水排水层（3）和顶面的注水排水层（3）持续施加负压，对该层渣浆进行负压吸滤脱水；当该渣浆层（4）含水率达到设计给定指标后，停止对该渣浆层（4）底面的注水排水层（3）施加负压，并在设计给定的时间使该注水排水层（3）与外界大气连通；该层渣浆中剩余水量则利用其上废渣重力挤压脱除，最终实现该渣浆层预定的除污和脱水的目标。3.根据权利要求2所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，所述的渗滤型注水排水通道（5）采用导电聚合物制作。
4.根据权利要求1所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，所述的渗滤型注水排水通道（5）为同步同压渗滤型注水排水通道；渗滤型注水排水通道（5）包括主管道（51）和多个管壁与外界连通的连通部（52）；所述的多个连通部（52）并联连接于所述的主管道（51）的管壁上，每个连通部（52）与主管道（51）相连通；连通部（52）为管壁设置有多个微孔的管，连通部（52）的管长为0~100cm；连通部（52）的外侧包覆有滤层（521）。5.根据权利要求4所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，当所述的连通部（52）的管长为0cm时，所述的渗滤型注水排水通道（5）即为主管道（51）的管壁上规则排列设置有多个与外界连通的孔，且主管道（51）外侧包覆滤层（521）。6.根据权利要求4所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，所述的主管道（51）两侧的管壁上分别设置有多个规则排列的主管孔（511），所述的连通部（52）为两条由正反向的凹槽并列构成的条带（53）；两条所述的条带（53）设置在主管道（51）有主管孔（511）的两侧；每条条带（53）上的每个凹槽端口分别与主管道（51）上的其中一个主管孔（511）连通；条带（53）的外侧包覆有滤层（521）。7.根据权利要求1所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，所述的渗滤型注水排水通道（5）采用聚合物制作。8.根据权利要求1所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，所述的每个注水排水层（3）中的各渗滤型注水排水通道（5）连接于至少一根注水排水支管（531），注水排水支管（531）通过柔性管（50）穿过渣浆围挡体（1）后连接有四通接口；所述的四通接口分别连接所述的抽吸管道（6）、所述的注入管道（8）和大气连通管道（7）；所述的抽吸管道（6）上设置有第一压力表（61）和抽出开关（62）；所述的注入管道（8）上设置有第二压力表（81）和注入开关（82）；所述的大气连通管道（7）上设置有出气开关（71）。9.根据权利要求1所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，实施方式包括以下步骤：一）在拟堆筑废渣的场地周边构建一渣浆围挡体（1），在渣浆围挡体（1）的内场底面以及渣浆围挡体（1）内或外布设隔水隔气层（2）；二）在渣浆围挡体（1）的内场底面隔水隔气层（2）上设置一组由按设计给定间隔、平行、水平布置的渗滤型注水排水通道（5）构成的第一注水排水层（31），在第一注水排水层（31）上注入给定高度的渣浆形成第一渣浆层（41），在第一渣浆层（41）上再设置一组由渗滤型注水排水通道（5）构成的第二注水排水层（32）；将第一注水排水层（31）上所有渗滤型注水排水通道（5）连接于与流体抽吸负压源连通的抽吸管道（6），将第二注水排水层（32）上所有渗滤型注水排水通道（5）连接于与淋洗液供给源连接的注入管道（8）；在第二注水排水层（32）上继续注入渣浆以形成第二渣浆层（42），但当该层渣浆的注入高度，能够在其下第二注水排水层（32）实施负压吸滤脱水过程中、在设计要求的时间内、可以形成气密条件时，即可进行步骤三）的工作；三）通过抽吸管道（6）按设计给定的负压值施加负压吸滤抽水，同时通过注入管道（8）注入设计给定的液体，使该第一渣浆层（41）中形成分布均匀的细密液流，裹挟渣浆中的污染物随之从抽吸管道（6）排出；其间可按设计给定的注浆速率继续向围堰中注入废渣浆，直至渣浆面到达设计给定高度，形成第二渣浆层（42），在第二渣浆层（42）上面布设第三注水排水层（33）；在第三注水排水层（33）上继续注入渣浆以形成第三渣浆层（43），但当该层渣
浆的注入高度，能够在其下层第三注水排水层（33）实施负压吸滤脱水过程中、在设计要求的时间内、可以形成气密条件时，即可进行步骤四）的工作；四）当第一渣浆层（41）中污染物浓度下降至设计给定指标后，将第二注水排水层（32）的注入管道（8）改接于流体抽吸负压源，转换为抽吸管道（6），并将第二渣浆层（42）顶面的第三注水排水层（33）连接于与淋洗液供给源连接的注入管道（8），通过第二注水排水层（32）上的抽吸管道（6）按设计给定的负压值施加负压吸滤抽水，同时通过第三注水排水层（33）上注入管道（8）注入设计给定的液体，使该第二渣浆层（42）中形成分布均匀的细密液流，裹挟渣浆中的污染物随之从抽吸管道（6）排出；同时，继续通过第一注水排水层（31）中与流体抽吸负压源连通的抽吸管道（6）对第一渣浆层（41）施加负压，进行第一渣浆层（41）的负压吸滤脱水；五）在各层渣浆经负压脱水的效果满足设计要求的条件下，按3~4的方法和要求重复操作进行后续各上层渣浆注入和淋洗与负压脱水工作，直至达到设计给定的堆筑体高度；在顶层渣浆表面铺设一层隔水隔气层，与渣浆围挡体（1）所覆隔水隔气层共同使渣浆围挡体（1）内形成气密水密条件；六）当第一渣浆层（41）中脱水量满足设计要求后，停止对第一注水排水层（31）施加负压吸滤抽水，但宜仍保持第一注水排水层（31）处于密闭状态；当第二渣浆层（42）脱水量满足设计要求后，可以停止对第二注水排水层（32）施加负压吸滤抽水，但宜仍保持第二注水排水层（32）处于密闭状态；同时可以将第一注水排水层（31）与大气联通，使废渣浆中剩余的水分在其上覆废渣的重力压迫下继续从排水板排出；七）按步骤六）所述的程序和要求，递次对其上各渣浆层（4）逐步停止对后续各层注水排水层（3）施加负压吸滤抽水，使废渣浆中剩余的水分在其上覆废渣的重力压迫下继续从注水排水层（3）排出，直至废渣堆筑体中含水率满足设计要求，即完成废渣浆体除污脱水工作。10.根据权利要求2所述的一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法，其特征在于，实施方式包括以下步骤：1）在拟堆筑废渣的场地周边构建一渣浆围挡体（1），在渣浆围挡体（1）的内场底面以及渣浆围挡体（1）内或外布设隔水隔气层（2）；在渣浆围挡体（1）的内场底面隔水隔气层（2）上设置一组由按设计给定间隔、平行、水平布置的导电的渗滤型注水排水通道（5）构成的第一注水排水层（31），在第一注水排水层（31）上注入给定高度的渣浆形成第一渣浆层（41），在第一渣浆层（41）上再设置一组由导电的渗滤型注水排水通道（5）构成的第二注水排水层（32）；将第一注水排水层（31）上所有导电的渗滤型注水排水通道（5）连接于与流体抽吸负压源连通的抽吸管道（6），将第二注水排水层（32）上所有导电的渗滤型注水排水通道（5）连接于与淋洗液供给源连接的注入管道（8）；将第一渣浆层（41）底面的第一注水排水层（31）连接于直流电源上与拟清除污染物电性相反的一极（下称a极），将该渣浆层顶面的第二注水排水层（32）连接于直流电源上与拟清除污染物电性相同的一极（下称负a极）；在第二注水排水层（32）上继续注入渣浆以形成第二渣浆层（42），但当该层渣浆的注入高度，能够在其下第二注水排水层（32）实施负压吸滤脱水过程中、在设计要求的时间内、可以形成气密条件时，即可进行步骤2）的工作；2）通过抽吸管道（6）按设计给定的负压值施加负压吸滤抽水，并通过注入管道（8）注入
设计给定的液体，同时对第一注水排水层（31）和第二注水排水层（32）施加电压，使第一渣浆层（41）中形成分布均匀的细密液流和均匀的电场，驱动渣浆中的拟清除的污染物从抽吸管道（6）排出；而与其电性相反的离子则在电场作用下向液流逆向运动，因在该方向没有出口，故而被保留在废渣中，从而实现将特定离子清除出废渣的技术效果；其间可按设计给定的注浆速率继续向围堰中注入废渣浆，直至渣浆面到达设计给定高度，形成第二渣浆层（42），在第二渣浆层（42）上面布设第三注水排水层（33）；在第三注水排水层（33）上继续注入渣浆以形成第三渣浆层（43），但当该层渣浆的注入高度，能够在其下层第三注水排水层（33）实施负压吸滤脱水过程中、在设计要求的时间内、可以形成气密条件时，即可进行步骤3）的工作；3）当第一渣浆层（41）中污染物浓度下降至设计给定指标后，将第一注水排水层（31）与电源断开，将第二注水排水层（32）切换连接于直流电源的a极，并将其注入管道（8）改接于流体抽吸负压源，转换为抽吸管道（6），并将第二渣浆层（42）顶面的第三注水排水层（33）连接于与淋洗液供给源连接的注入管道（8），并连接于直流电源的负a极；通过抽吸管道（6）按设计给定的负压值对第二注水排水层（32）施加负压吸滤抽水，并通过注入管道（8）对第三注水排水层（33）注入设计给定的液体，同时对第二注水排水层（32）和第三注水排水层（33）施加电压，使该第二渣浆层（42）中形成分布均匀的细密液流和均匀的电场，驱动渣浆中拟清除的污染物从抽吸管道（6）排出，而与其电性相反的离子则在电场作用下向液流逆向运动，因在该方向没有出口，故而被保留在废渣中，从而实现将特定离子清除出废渣；同时，继续通过抽吸管道（6）对第一渣浆层（41）施加负压，进行负压吸滤脱水；4）在各层渣浆经负压脱水的效果满足设计要求的条件下，按3~4的方法和要求重复操作进行后续各上层渣浆注入、淋洗和电动除污与负压脱水工作，直至达到设计给定的堆筑体高度；在顶层渣浆表面铺设一层隔水隔气层，与渣浆围挡体（1）所覆隔水隔气层共同使渣浆围挡体（1）内形成气密水密条件；5）当第一渣浆层（41）中脱水量满足设计要求后，停止对第一注水排水层（31）施加负压吸滤抽水，但宜仍保持第一注水排水层（31）处于密闭状态；当第二渣浆层（42）脱水量满足设计要求后，可以停止对第二注水排水层（32）施加负压吸滤抽水，但宜仍保持第二注水排水层（32）处于密闭状态；同时可以将第一注水排水层（31）与大气联通，使废渣浆中剩余的水分在其上覆废渣的重力压迫下继续从排水板排出；6）按步骤5）所述的程序和要求，递次对其上各渣浆层（4）逐步停止对后续各层注水排水层（3）施加负压吸滤抽水，使废渣浆中剩余的水分在其上覆废渣的重力压迫下继续从注水排水层（3）排出，直至废渣堆筑体中含水率满足设计要求，即完成废渣浆体除污脱水工作。

技术总结
本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及一种大体量工业废渣浆体的除污脱水方法。该方法解决了大体量低渗透性高含水量的含污染物的废渣浆没有经济有效的除污脱水方法的现状；不仅可以使废渣体积大幅度的减少，进而减少废渣堆场占地，而且脱除污染物的无害废渣或可以作为工业原材料循环使用。为工业原材料循环使用。为工业原材料循环使用。


技术研发人员：黄新 刘钟 张楚福 吕美东
受保护的技术使用者：浙江坤德创新岩土工程有限公司
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2022/2/28