CN108218181A - 一种河湖泊涌底泥深度分级处理***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及河湖泊涌底泥深度分级处理***及方法，要解决的技术问题是疏浚底泥处理处置工作的无差别性，其要点是：***分为底泥输送、深度分级和机械脱水三个模块；底泥输送模块由疏浚围堰、底泥搅拌机及潜水吸泥泵组成；深度分级模块由高频振动筛、高频脱水筛、三级调整池和两级旋流器组成；机械脱水模块由底流沉淀池、溢流沉淀池、稳定剂溶药装置、絮凝剂溶药装置、高压压滤设备及尾水处理设备组成；疏浚底泥经处理后被深度分离为不同有机质或重金属含量的三个部分，并分别采用不同的资源化利用方式，从而在有效降低处理成本的同时，实现底泥中各种有益成分的充分利用。

Description

一种河湖泊涌底泥深度分级处理***及方法

技术领域

本发明涉及对河湖泊涌底泥治理方法的改进，具体地说是涉及一种河湖泊涌底泥深度分级处理***，同时还提供了应用此***实现疏浚底泥深度分级及资源化利用的方法，属于环保技术领域。

背景技术

河湖泊涌黑臭水体不仅给居民带来了极差的感官体验，也是直接影响群众生产生活的突出水环境问题。底泥作为河湖泊涌生态***的重要组成部分，不仅是水体营养物质循环的中心环节，也是营养物、持久性有机污染物、重金属的主要聚集库，因此是造成水体污染和生态***破坏的最重要内源。作为河湖泊涌水体污染综合治理体系的重要组成部分，底泥治理正在受到越来越多的关注。

底泥疏浚由于能够将污染物从水体***中彻底去除，从而较大程度地改善水体水质，提高水体安全性，促进生态***修复，避免内源污染物向上覆水体释放，近年来得到越来越广泛的应用。然而，传统的疏浚底泥处理处置技术偏于粗放，对不同粒径、不同有机质和重金属污染物含量的底泥颗粒采用无差别的处理手段，造成底泥产物的出路单一且产量巨大，从而引起处理能耗提高，可再生资源浪费，土地资源占用，二次污染增加等一系列问题。已有研究表明，有机物及重金属污染物均主要富集于细小的底泥颗粒中，而在结构相对密实的粗大颗粒中含量较低，因此不同粒径的底泥颗粒对应不同的最佳处理方式。综上所述，以有机质或重金属污染物含量为主要指标，开发一种针对河湖泊涌疏浚底泥的减量化分级处理技术具有重大意义。

发明内容

为了解决背景技术中所提出的技术问题，本发明提供了一种成本低廉，运行稳定，施工便利，作业灵活的河湖泊涌底泥深度分级处理***及方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种河湖泊涌底泥深度分级处理***，其特征在于：

它包括由疏浚围堰、底泥搅拌机、潜水吸泥泵、高频振动筛、高频脱水筛、一级调整池、一级旋流器的底流出口、底流二级调整池、底流二级旋流器、底流沉淀池和底流高压压滤设备依次串联连接，絮凝剂溶药装置和稳定剂溶药装置的出药口接在底流沉淀池加药口。

一级旋流器的溢流出口、溢流二级调整池、溢流二级旋流器和溢流三级调整池依次串联，溢流三级调整池的出口接到疏浚围堰，溢流、底流两个二级旋流器的溢流出口接到溢流沉淀池，溢流沉淀池的出口接到溢流高压压滤设备，絮凝剂溶药装置和稳定剂溶药装置的出药口接在溢流沉淀池加药口。

本发明还提供了一种河湖泊涌底泥深度分级处理方法，具体是，

（a）首先对目标水体的底泥基本特性进行实验室和中试研究，掌握原始底泥的粒径分布以及不同粒径颗粒中有机质和重金属污染物的含量，确定旋流器的分级粒度及配套设备的性能参数；。

（b）选定待处理河段范围，以河道泥沙和其它砂石等材料堆砌疏浚围堰1，将待处理河段与周围水域隔离；

（c）将疏浚围堰内的水抽出一部分，使剩余的水与底泥经底泥搅拌机的混合作用后能够形成含固率为3~8%的原始泥浆；

（d）原始泥浆由潜水吸泥泵输送至高频振动筛，经稳定剂淋洗后将其中粒径大于1 mm的砂石筛除；筛上的砂石进入高频脱水筛进行脱水，之后直接由封闭运输车外运作为建筑材料回收利用；

（e）除去砂石后的泥浆进入一级调整池，经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至一级旋流器；一级旋流器将泥浆初步分离为有机质含量较低的一级底流和有机质含量较高的一级溢流；

（f）一级底流进入底流二级调整池，由于一级底流含固率较高，需要向底流二级调整池中添加一部分来自尾水处理设备的清水，以使池内的泥浆含固率维持在3~8%的范围内；底流二级调整池内的一级底流经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至底流二级旋流器；底流二级旋流器将一级底流进一步分离为有机质含量更低的二级底流和有机质含量与一级溢流接近或更高的二级溢流，其中二级底流进入底流沉淀池，二级溢流进入溢流沉淀池；

（g）一级溢流进入溢流二级调整池，经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至溢流二级旋流器；溢流二级旋流器将一级溢流进一步分离为有机质含量更高的二级溢流和有机质含量与原始泥浆接近的二级底流，其中二级溢流进入溢流沉淀池，二级底流进入溢流三级调整池；

（h）溢流三级调整池内的泥浆经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送回疏浚围堰内，进行循环分离；

（i）稳定剂溶药装置将配制好的稳定药剂溶液连续输送至高频振动筛、底流沉淀池和溢流沉淀池；絮凝剂溶药装置将配制好的絮凝药剂溶液连续输送至底流沉淀池和溢流沉淀池；

（j）在底流沉淀池和溢流沉淀池内，泥浆颗粒物质完成破胶、脱稳、结团、混凝、絮凝和沉淀，从而实现脱水性能的显著提高并进行初步固液分离；

（k）底流沉淀池和溢流沉淀池的浓缩泥浆分别进入溢流高压压滤设备、底流高压压滤设备进行机械脱水，脱水后的泥饼由封闭运输车外运至各自的最终处置场所，分别作为建材原料和堆肥原料进行资源化利用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、能够将原始底泥深度分离为三个部分，并根据其有机质含量的不同分别采用具有针对性的资源化利用方式，使底泥中的各种有益成分得到充分回收，经济和社会效益显著提高。

2、对底泥中污染物含量较低的砂石部分采用简单淋洗的处理方式，有效降低了底泥处理***的运行成本。

3、***占地面积小，移动便利，可连续稳定运行，底泥处理量大，且脱水泥饼可直接外运，因此节约了大量的土地资源。

4、***产生的脱水泥饼稳定性高且含水率低，便于运输，同时尾水得到有效净化，因此显著降低了二次污染发生的风险。

附图说明：

图1为一种河湖泊涌底泥深度分级处理***的构造示意图。

图2为针对本发明中的两级旋流分离过程所开展的小试实验得到的物料平衡图(以100 kg固相物为基准)。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

它包括由疏浚围堰、底泥搅拌机、潜水吸泥泵、高频振动筛、高频脱水筛、一级调整池、一级旋流器的底流出口、底流二级调整池、底流二级旋流器、底流沉淀池和底流高压压滤设备依次串联连接，絮凝剂溶药装置和稳定剂溶药装置的出药口接在底流沉淀池加药口。

一级旋流器的溢流出口、溢流二级调整池、溢流二级旋流器和溢流三级调整池依次串联，溢流三级调整池的出口接到疏浚围堰，溢流、底流两个二级旋流器的溢流出口接到溢流沉淀池，溢流沉淀池的出口接到溢流高压压滤设备，絮凝剂溶药装置和稳定剂溶药装置的出药口接在溢流沉淀池加药口。

稳定剂溶药装置采用EDTA作为药剂。絮凝剂溶药装置采用PAM和PAC作为药剂。两个高压压滤设备均采用板框压滤机。尾水处理设备采用常规磁分离技术进行尾水净化。

上述***进行河湖泊涌底泥深度分级处理的具体实施过程如下所述。

（a）首先对目标水体的底泥基本特性进行实验室和中试研究，掌握原始底泥的粒径分布以及不同粒径颗粒中有机质和重金属污染物的含量，确定旋流器的分级粒度及配套设备的性能参数；。

（b）选定待处理河段范围，以河道泥沙和其它砂石等材料堆砌疏浚围堰1，将待处理河段与周围水域隔离；

（c）将疏浚围堰内的水抽出一部分，使剩余的水与底泥经底泥搅拌机的混合作用后能够形成含固率为3~8%的原始泥浆；

（d）原始泥浆由潜水吸泥泵输送至高频振动筛，经稳定剂淋洗后将其中粒径大于1 mm的砂石筛除；筛上的砂石进入高频脱水筛进行脱水，之后直接由封闭运输车外运作为建筑材料回收利用；

（e）除去砂石后的泥浆进入一级调整池，经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至一级旋流器；一级旋流器将泥浆初步分离为有机质含量较低的一级底流和有机质含量较高的一级溢流；

（f）一级底流进入底流二级调整池，由于一级底流含固率较高，需要向底流二级调整池中添加一部分来自尾水处理设备的清水，以使池内的泥浆含固率维持在3~8%的范围内；底流二级调整池内的一级底流经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至底流二级旋流器；底流二级旋流器将一级底流进一步分离为有机质含量更低的二级底流和有机质含量与一级溢流接近或更高的二级溢流，其中二级底流进入底流沉淀池，二级溢流进入溢流沉淀池；

（g）一级溢流进入溢流二级调整池，经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至溢流二级旋流器；溢流二级旋流器将一级溢流进一步分离为有机质含量更高的二级溢流和有机质含量与原始泥浆接近的二级底流，其中二级溢流进入溢流沉淀池，二级底流进入溢流三级调整池；

（h）溢流三级调整池内的泥浆经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送回疏浚围堰内，进行循环分离；

（i）稳定剂溶药装置将配制好的稳定药剂溶液连续输送至高频振动筛、底流沉淀池和溢流沉淀池；絮凝剂溶药装置将配制好的絮凝药剂溶液连续输送至底流沉淀池和溢流沉淀池；

（j）在底流沉淀池和溢流沉淀池内，泥浆颗粒物质完成破胶、脱稳、结团、混凝、絮凝和沉淀，从而实现脱水性能的显著提高并进行初步固液分离；

（k）底流沉淀池和溢流沉淀池的浓缩泥浆分别进入溢流高压压滤设备、底流高压压滤设备进行机械脱水，脱水后的泥饼由封闭运输车外运至各自的最终处置场所，分别作为建材原料和堆肥原料进行资源化利用；

底流沉淀池和溢流沉淀池的上清液、高频脱水筛的排水以及高压压滤设备的压滤液均进入尾水处理设备进行净化，之后部分输送至二级调整池，其余则直接回排至河道。

某城市河道原始底泥的基本特性如表1所示。针对本发明中的两级旋流分离过程，以此河道底泥为处理对象所开展的小试实验得到的物料平衡如图2所示。

表 1 某城市河道原始底泥基本特性

上述对实施例描述的目的是便于该技术领域的普通技术人员能够充分理解和有效使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地通过对这些实施例所做出的各种修改，将在此说明的一般性原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的启示，不脱离本发明范畴所做出的修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种河湖泊涌底泥深度分级处理***，其特征在于：它包括由疏浚围堰、底泥搅拌机、潜水吸泥泵、高频振动筛、高频脱水筛、一级调整池、一级旋流器的底流出口、底流二级调整池、底流二级旋流器、底流沉淀池和底流高压压滤设备依次串联连接，絮凝剂溶药装置和稳定剂溶药装置的出药口接在底流沉淀池加药口。

2.根据权利要求1所述的河湖泊涌底泥深度分级处理***，其特征在于：一级旋流器的溢流出口、溢流二级调整池、溢流二级旋流器和溢流三级调整池依次串联，溢流三级调整池的出口接到疏浚围堰，溢流、底流两个二级旋流器的溢流出口接到溢流沉淀池，溢流沉淀池的出口接到溢流高压压滤设备，絮凝剂溶药装置和稳定剂溶药装置的出药口接在溢流沉淀池加药口。

3.使用权利要求2所述河湖泊涌底泥深度分级处理***分级处理河湖泊涌底泥深度的方法，其特征在于：

（a）首先对目标水体的底泥基本特性进行实验室和中试研究，掌握原始底泥的粒径分布以及不同粒径颗粒中有机质和重金属污染物的含量，确定旋流器的分级粒度及配套设备的性能参数；

（b）选定待处理河段范围，以河道泥沙和其它砂石等材料堆砌疏浚围堰1，将待处理河段与周围水域隔离；

（c）将疏浚围堰内的水抽出一部分，使剩余的水与底泥经底泥搅拌机的混合作用后能够形成含固率为3~8%的原始泥浆；

（d）原始泥浆由潜水吸泥泵输送至高频振动筛，经稳定剂淋洗后将其中粒径大于1 mm的砂石筛除；筛上的砂石进入高频脱水筛进行脱水，之后直接由封闭运输车外运作为建筑材料回收利用；

（e）除去砂石后的泥浆进入一级调整池，经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至一级旋流器；一级旋流器将泥浆初步分离为有机质含量较低的一级底流和有机质含量较高的一级溢流；

（f）一级底流进入底流二级调整池，由于一级底流含固率较高，需要向底流二级调整池中添加一部分来自尾水处理设备的清水，以使池内的泥浆含固率维持在3~8%的范围内；底流二级调整池内的一级底流经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至底流二级旋流器；底流二级旋流器将一级底流进一步分离为有机质含量更低的二级底流和有机质含量与一级溢流接近或更高的二级溢流，其中二级底流进入底流沉淀池，二级溢流进入溢流沉淀池；

（g）一级溢流进入溢流二级调整池，经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送至溢流二级旋流器；溢流二级旋流器将一级溢流进一步分离为有机质含量更高的二级溢流和有机质含量与原始泥浆接近的二级底流，其中二级溢流进入溢流沉淀池，二级底流进入溢流三级调整池；

（h）溢流三级调整池内的泥浆经配套的泥浆搅拌器搅拌均匀后，由配套的泥浆泵输送回疏浚围堰内，进行循环分离；

（i）稳定剂溶药装置将配制好的稳定药剂溶液连续输送至高频振动筛、底流沉淀池和溢流沉淀池；絮凝剂溶药装置将配制好的絮凝药剂溶液连续输送至底流沉淀池和溢流沉淀池；

（j）在底流沉淀池和溢流沉淀池内，泥浆颗粒物质完成破胶、脱稳、结团、混凝、絮凝和沉淀，从而实现脱水性能的显著提高并进行初步固液分离；

（k）底流沉淀池和溢流沉淀池的浓缩泥浆分别进入溢流高压压滤设备、底流高压压滤设备进行机械脱水，脱水后的泥饼由封闭运输车外运至各自的最终处置场所，分别作为建材原料和堆肥原料进行资源化利用。