[发明专利]一种黄河泥水快速分离剂及分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能将黄河高含泥沙水体快速分离的泥水分离剂、并将分离出的水回归黄河促进黄河输沙，分离出的泥沙资源再生利用，彻底实现黄河系统内减沙减淤的方法。 

背景技术

长期以来，业内人士已经统一认识到，减少黄河泥沙淤积是治理黄河的关键；而黄河泥沙淤积的症结是“少水多沙”，同时我们也应看到泥沙作为一种物质，具有二重性，其有害的一面为泥沙灾害，有利的一面称之为泥沙资源，如果能够充分利用黄河泥沙“变废为宝”，提高黄河泥沙资源利用率就能够减少泥沙灾害程度，把泥沙资源的综合利用作为一项产业来挖掘，那么这项产业必将取得巨大的经济效益、生态效益和社会效益。 

黄河是世界上一条著名的多泥沙河流，每年输沙16亿吨，年复一年，致使下游河床不断抬高，产生地上“悬河”奇观。目前二级悬河的不利局面还在进一步加剧，使得如何尽快实现黄河减淤成为举国上下人人为之关心的大问题。 

发明内容

本发明期望实现的目标一是把黄河高含泥沙水流在其上游适当位置进行泥与水的分离，使能减少入黄的沙量，再造上游入流入沙条件。在一定来水来沙环境下依据设定的技术比例要求从水中分出泥沙，泥水分离处理得到的入黄水量不变、入黄沙量减少的结果使其流向中下游的水体成为含沙量极低的“清水”。二是在黄河的中下游地区实施本技术，在这些地区处理黄河中的挟沙水流，主要是分离出泥沙，减少黄河河床目前的泥沙淤积存量。如此一来，这就改变了黄河河道输水输沙格局，提高河道水流挟沙能力，从根本上减轻黄河泥沙在中下游河段继续淤积的问题。不仅如此， 由于泥水分离使得水体“变清”，黄河河道将处于长序列长距离的次饱和输沙状态，可将原来淤积在中下游河段的泥沙挟起并向下游输移，起到一定的冲刷作用。本专利期望实现的目标三是把分离出的泥沙进行有价有值的建材化处置利用，采用分形理论建立黄河泥沙固结体标准检测体系，应用到黄河水利环境工程，将黄河泥沙资源的综合利用作为一项产业来发展。达到对黄河的综合治理实现“泥水分离、资源利用”的减淤总体目标。 

依据科学发展观、贯彻落实科学技术生产力、黄河减浑减淤并把黄河泥沙的实体资本和概念资本变成有价有值的资源予以利用、构建黄河“泥水分离、资源利用”框架的思想理念是极有创新价值的，随着黄河流域的区域性经济的迅猛发展，各项基础设施建设力度不断加大，泥水快速分离技术方法对黄河减浑减淤和泥沙资源的综合利用必将取得巨大的经济效益、生态效益和社会环境效益。 

本发明的技术方案为： 

一种黄河泥水快速分离剂及其生成方法 

本发明的黄河泥水快速分离剂用于调理黄河挟沙水流的内部特性、水力特性，调理水体紊动特性、泥沙沉降特性，改善泥与水的跟随性。 

本发明中的黄河泥水快速分离剂的选料及其生成方法特别突出其聚合凝聚性、减阻性、助沉性。所使用的混凝材料组分大多选定分子量大的材料。其主要成分由淀粉接枝丙烯酸絮凝剂、聚合氯化铝以及由磷酸二氢钠与磷酸氢二钠组成的缓冲液等组成。 

淀粉接枝丙烯酸絮凝剂是使用丙烯酸取代淀粉链上的仲碳或叔碳上的氢，生成带有活性点的长链自由基，引发丙烯酸接枝共聚合，从而得到接枝共聚淀粉基的絮凝剂。由于在淀粉上接枝了具有絮凝功能的聚合物侧链，这些侧链基团能与许多微粒子亲和、吸附，形成氢键，能吸附大量的泥沙粒子；或与被絮凝的泥沙颗粒形成物理交联状态，使其被沉淀下来。同时由于淀粉接枝丙烯酸絮凝剂是高分子絮凝剂，克服了当泥沙粒子被吸附在其周围时，因颗粒之间产生斥力而影响絮凝效果这一缺点。 

聚合氯化铝是介于AlCl₃和Al(OH)₃之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为Al_n(OH)_mCl_3n-m(0<m<3n)。聚合氯化铝的结构由形态 多变的多元羧基络合物组成，由于羧基络合的架桥作用和多价离子的聚合作用从而能生成质量较大的絮体。由于其水解过程快速，伴随发生凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程，通过压缩双电层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使絮凝体沉降速度快。聚合氯化铝适用的pH值范围宽(5～9)。 

磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液的作用在于控制体系的pH值。 

一种黄河泥水快速分离剂，该分离剂的主要组分按其所凝聚的黄河悬浮泥沙的重量比计算，也就是按分离剂的组分重量占黄河悬浮泥沙的重量比计算： 

①淀粉接枝丙烯酸絮凝剂：0.005～0.05%； 

②聚合氯化铝：0.05～0.10%；