近年来,随着城镇化发展战略的大力推进,满足人们工作生活所需的工业与民用建筑大量新建,其中基础工程在建设中扮演着举足轻重的角色,尤以钻孔灌注桩为甚。但同时钻孔灌注桩施工会产生工程废泥浆,在东部沿海地区,由于地层中含有深厚的粘土层,导致产生的工程废泥浆量大、含泥量高、难处理,对城市生态环境造成严重威胁,所以对工程废泥浆进行科学有效地处理,是亟待解决的问题。工程废泥浆的处理方法主要有固化法和脱水法。其中固化法是在废泥浆中加入固化剂,通过材料的胶凝、离子交换等作用,将泥浆转化成固态工程材料,常用固化剂有粉煤灰、磷石膏等,但作用时间长且受场地因素大,不能实现工程废泥浆的快速减量化;脱水法指在废泥浆中加入絮凝剂,通过架桥、电性中和、网捕等作用将泥浆中微粒絮凝成大颗粒,通过自由沉降或机械压力使泥浆实现固液分离。脱水法是一种非常有效处理废泥浆的方法,在工程中应用甚广。大量工程实践表明,高含泥量的工程废泥浆难以脱水是由于形成了稳定的胶体—悬浮体混合物体系,本质上来说这是工程废泥浆中土颗粒对水的吸附产物。因此研究工程废泥浆吸附特性,并从吸附理论出发研究脱水方法,很具有必要性。本文采用以成都粘土为主的高含泥量工程废泥浆作为研究对象,以成都粘土工程废浆吸附特性为基础,深入系统的研究絮凝法、气压法、絮凝—气压法三种脱水方法固液分离效果。围绕研究目的,本文展开的工作和取得的成果主要有以下几点:1.研究工程废泥浆吸附与胶体化学特性。通过对工程废泥浆特征与成分的分析,确定工程废泥浆的吸附特性主要取决于粘土性质。然后对粘土矿物结晶结构和水化作用进行分析,进而分析粘土—水的吸附过程。最后对工程废泥浆的胶体稳定性及如何破坏稳定性进行讨论,为下文的脱水做好理论基础。2.研究成都粘土工程废浆吸附与絮凝特性。对不同比例水:成都粘土:钠基膨润土的泥浆进行基本性能测试,试验分析了成都粘土工程废浆的吸附特性;并选择水:成都粘土:钠基膨润土(100:30:20)的工程废泥浆样本进行了静置絮凝试验研究,并通过倾倒试验、絮凝后颗粒粒径对比分析不同絮凝剂的静置絮凝效果。3.研究不同脱水方法对成都粘土工程废浆的脱水效果。主要对絮凝法、气压法、絮凝—气压法三种脱水方法原理进行说明。并选取两种药剂添加量进行絮凝法、絮凝—气压法的脱水试验,结合气压脱水效果,对比三种方法的脱水效率。最终选择絮凝—气压法进行后续试验研究。4.研究成都粘土工程废浆絮凝—气压脱水效果。对不同添加量单一无机聚合物(PAC、PAFC、PFS)、不同质量浓度不同加量单一有机絮凝剂(APAM、PEO)进行了絮凝—气压法脱水试验研究。在此基础上将无机聚合物聚合氯化铝(PAC)与两种有机絮凝剂分别进行复配,通过正交试验和极差分析研究复配絮凝剂在絮凝—气压法下的脱水效果。然后对比了单一絮凝剂和复配絮凝剂在絮凝—气压条件下的脱水效率,并比较了有机絮凝剂PEO与APAM的净絮凝脱水效果,并分析两种絮凝剂的净絮凝原理。5.研究不同地区工程废泥浆絮凝—气压脱水效果。通过以上研究的药剂配方与脱水方法,我们对同样配比的宁夏黄土工程废浆进行脱水研究。同时将重庆园博园钻孔灌注桩的工程废泥浆进行脱水研究。通过试验结果得知,本文研究的药剂配方与脱水方法具有很好的工程应用效果。本文针对成都粘土工程废浆固液分离研制的配方与脱水方法具有良好的性能,不仅仅适用于成都地区工程废泥浆,同样适用于宁夏黄土工程废浆与重庆地区工程废泥浆,并具有极好的脱水效率。本文对工程废泥浆吸附与脱水方法研究,对推动工程废泥浆处理技术的发展具有一定的研究价值和工程应用价值。