CN110818209A - 一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺 - Google Patents

一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，该工艺步骤包括：湖勘察、取样测试‑疏浚倒泥‑异物分离‑固化处理‑坡面排泥‑自然养护‑生态景观修复，污泥固化药剂为无机材料，其固化机理是通过水合作用生成水合物针状晶体，与土壤相结合形成稳定的颗粒团，达到改变污泥性状的效果，通过本污泥固化技术，能够针对重金属六价铬析出有很好的抑制作用，同时固定对象土中的有害物质(重金属离子)，去除对象土中有害细菌、BOD、COD、磷等污染水质的成分，有效的将河湖污泥及其它软土转化为良性土壤，调整污泥固化强度用于河湖边坡修护、边坡绿化等，达到河道淤泥资源化利用、生态化处置的目的，并可产生一定的循环经济效益。

Description

一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，特别是涉及一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺。
背景技术
目前，我国市政污泥年总产量已超过4000万吨，预计到2020年这一数据将达到6000万～9000万吨。随着我国污水处理量的增加和处理标准的日渐严格，生活污水处理厂污泥产量还会继续增长。“水十条”明确提出，要进一步推进城市污泥处理处置，现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90％以上。
目前污泥治理存在诸多瓶颈制约因素。首先，全国大中小城市大都已经建成污水处理厂并投入使用，但相应配建污泥处理设备很少；其次，目前全国大中小城市都开征了污水治理费，但少有城市开征污泥治理费；其三，由于污泥处置起步较晚，污泥处置场所建设并未纳入众多城市的城市规划，很多城市难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所，污泥往往脱水到60％便外运市郊堆放在农田、河流等公共环境中，不仅抵消了污水处理环保效果，还大量挤占土地，产生二次污染。我国在法律层面对污泥治理并无强制性要求，污泥处理处置标准规范发展滞后，缺少成熟的商业化污泥治理产业模式。
污泥治理一方面污泥含有大量的有机物及氮磷钾等物质，具有利用性的一面；另一方面，污水中含有的部分污染物转移到污泥中导致污泥含水量高，有强烈的臭味并含有大量病原菌，以及铬、汞等重金属污染物，以及一些难以降解的有毒有害及致癌物，若未经处理，会对地下水、土壤造成污染、威胁环境安全及公众健康，污泥的治理需在确保污泥不再产生二次污染的情况下做到资源的循环再利用。
针对上述情况，本专利旨在提供一种污泥固化技术，能够降低污泥的含水率、提高强度，抑制污泥中的重金属析出问题，有效的将河湖污泥及其它软土转化为良性土壤，使得其能够资源化再利用，达到环境保护的目的，并可产生一定的环境经济效应。
发明内容
一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其工艺步骤包括：
(1)河湖勘察、取样测试
对需处置污泥环境进行勘察，收集该处水流量、流速、水质、污泥指标数据，并针对处理污泥进行实验室试验，确定固化剂选型及添加量；
(2)疏浚、倒泥
使用相应设备进行疏浚，将清出的污泥导入储泥池，水量较少时可在原位置进行处置；
(3)异物分离
将需要处理的污泥中体积较大的异物筛离，避免过大过硬影响搅拌设备作业；
(4)污泥固化
使用自动加药搅拌设备，进行加药搅拌同时作业，确保固化剂与污泥均匀混合，水合反应充分；增强固化效果并有效的提高固化效率、节约成本；
(5)排泥、平整
将固化处理完毕的污泥按照坡比排放至坡面，对表面进行平整处理，不需夯实；
(6)养护
将平整完毕的固化污泥进行覆膜养护；
(7)生态种植
可直接在平整完毕的固化污泥表面直接进行植被种植，也可固化污泥表面覆土种植，达到生态护坡效果。
优选的，所述步骤(3)污泥去除异物后使用机械压滤，使得含水量达到固化处置标准。
优选的，所述步骤(1)调泥的检测包括圆锥贯穿试验(现场)、十字剪切力试验(现场)、烧失量(强热减量)试验、重金属离子含量检测、无侧限抗压强度检测(单轴抗压强度测试)、含水率与润湿密度检测、固化效果测试(固化剂种类/固化剂添加量)、COD值测定、ph值测定。
优选的，所述步骤(4)固化污泥试验包括含水比试验、湿润度试验、流动性试验、ph测试、圆锥贯穿试验、无侧限抗压强度检测。
优选的，所述步骤(4)中固化剂的成分包括磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣。
优选的，所述磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣的混合比率为3:3:2:2。
优选的，所述步骤(6)中的覆膜方法为使用塑料薄膜覆盖在作为护坡的固化污泥表面，覆盖天数为28天，前14天每隔7天在固化污泥表面洒水一次，后14天每隔2天在固化污泥表面洒水一遍。
有益效果：本发明提供了一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，该工艺步骤包括：湖勘察、取样测试-疏浚倒泥-异物分离-固化处理-坡面排泥-自然养护-生态景观修复，污泥固化药剂为无机材料，其固化机理是通过水合作用生成水合物针状晶体，与土壤相结合形成稳定的颗粒团，达到改变污泥性状的效果，通过本污泥固化技术，能够针对重金属六价铬析出有很好的抑制作用，同时固定对象土中的有害物质(重金属离子)，去除对象土中有害细菌、BOD、COD、磷等污染水质的成分，有效的将河湖污泥及其它软土转化为良性土壤，调整污泥固化强度用于河湖边坡修护、边坡绿化等，达到河道淤泥资源化利用、生态化处置的目的，并可产生一定的循环经济效益，所述步骤(1)调泥的检测包括圆锥贯穿试验(现场)、十字剪切力试验(现场)、烧失量(强热减量)试验、重金属离子含量检测、无侧限抗压强度检测(单轴抗压强度测试)、含水率与润湿密度检测、固化效果测试(固化剂种类/固化剂添加量)、COD值测定、ph值测定，该试验能够有效对固化前的污泥情况进行检测，以便计算准确的加药量，所述步骤(4)固化污泥试验包括含水比试验、湿润度试验、流动性试验、ph测试、圆锥贯穿试验、无侧限抗压强度检测，该方法能够较为客观准确的反应固化后污泥的性状，以便检测固化污泥能够达到回填标准，以保证本工艺的工艺效果，所述步骤(4)中固化剂的成分包括磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣，所述磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣的混合比率为3:3:2:2，该固化剂能够有效对污泥进行固化，所述步骤(6)中的覆膜方法为使用塑料薄膜覆盖在作为护坡的固化污泥表面，覆盖天数为28天，前14天每隔7天在固化污泥表面洒水一次，后14天每隔2天在固化污泥表面洒水一遍，该方法能够防止污泥在固化过程中产生裂纹等问题。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其工艺步骤包括：
(1)河湖勘察、取样测试
本河提一期施工长度为50米，二期施工长度130米，土方开挖294m3，土方填筑224m3，淤泥固化护坡524.5m3，绿化420m2，对该处污泥环境进行勘察，收集该处水流量、流速、水质、污泥指标数据，并针对处理污泥进行实验室试验，确定固化剂选型及添加量，调泥的检测包括圆锥贯穿试验(现场)、十字剪切力试验(现场)、烧失量(强热减量)试验、重金属离子含量检测、无侧限抗压强度检测(单轴抗压强度测试)、含水率与润湿密度检测、固化效果测试(固化剂种类/固化剂添加量)、COD值测定、ph值测定；
(2)疏浚、倒泥
使用相应设备进行疏浚，将清出的污泥导入储泥池，水量较少时可在原位置进行处置；
(3)异物分离
将需要处理的污泥中体积较大的异物筛离，避免过大过硬影响搅拌设备作业，污泥去除异物后使用机械压滤，使得含水量达到固化处置标准；
(4)污泥固化
使用自动加药搅拌设备，进行加药搅拌同时作业，确保固化剂与污泥均匀混合，水合反应充分，增强固化效果并有效的提高固化效率、节约成本，根据污泥量加入固化剂(kg/m3为一立方污泥固化药剂添加量)85kg/m3，固化剂的成分包括磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣，各成分混合比率为3:3:2:2，污泥固化后进行固化污泥试验包括含水比试验、湿润度试验、流动性试验、ph测试、圆锥贯穿试验、无侧限抗压强度检测；
(5)排泥、平整
将固化处理完毕的污泥按照坡比排放至坡面，对表面进行平整处理，不需夯实；
(6)养护
将平整完毕的固化污泥进行覆膜养护，覆膜方法为使用塑料薄膜覆盖在作为护坡的固化污泥表面，覆盖天数为28天，前14天每隔7天在固化污泥表面洒水一次，后14天每隔2天在固化污泥表面洒水一遍；
(7)生态种植
可直接在平整完毕的固化污泥表面直接进行植被种植，也可固化污泥表面覆土种植，达到生态护坡效果。
实施例2：
一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其工艺步骤包括：
(1)河湖勘察、取样测试
本河提一期施工长度为50米，二期施工长度130米，土方开挖294m3，土方填筑224m3，淤泥固化护坡524.5m3，绿化420m2，对该处污泥环境进行勘察，收集该处水流量、流速、水质、污泥指标数据，并针对处理污泥进行实验室试验，确定固化剂选型及添加量，调泥的检测包括圆锥贯穿试验(现场)、十字剪切力试验(现场)、烧失量(强热减量)试验、重金属离子含量检测、无侧限抗压强度检测(单轴抗压强度测试)、含水率与润湿密度检测、固化效果测试(固化剂种类/固化剂添加量)、COD值测定、ph值测定；
(2)疏浚、倒泥
使用相应设备进行疏浚，将清出的污泥导入储泥池，水量较少时可在原位置进行处置；
(3)异物分离
将需要处理的污泥中体积较大的异物筛离，避免过大过硬影响搅拌设备作业，污泥去除异物后使用机械压滤，使得含水量达到固化处置标准；
(4)污泥固化
使用自动加药搅拌设备，进行加药搅拌同时作业，确保固化剂与污泥均匀混合，水合反应充分，增强固化效果并有效的提高固化效率、节约成本，根据污泥量加入固化剂(kg/m3为一立方污泥固化药剂添加量)170kg/m3，固化剂的成分包括磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣，各成分混合比率为3:3:2:2，污泥固化后进行固化污泥试验包括含水比试验、湿润度试验、流动性试验、ph测试、圆锥贯穿试验、无侧限抗压强度检测；
(5)排泥、平整
将固化处理完毕的污泥按照坡比排放至坡面，对表面进行平整处理，不需夯实；
(6)养护
将平整完毕的固化污泥进行覆膜养护，覆膜方法为使用塑料薄膜覆盖在作为护坡的固化污泥表面，覆盖天数为28天，前14天每隔7天在固化污泥表面洒水一次，后14天每隔2天在固化污泥表面洒水一遍；
(7)生态种植
可直接在平整完毕的固化污泥表面直接进行植被种植，也可固化污泥表面覆土种植，达到生态护坡效果。
实施例3：
一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其工艺步骤包括：
(1)河湖勘察、取样测试
本河提一期施工长度为50米，二期施工长度130米，土方开挖294m3，土方填筑224m3，淤泥固化护坡524.5m3，绿化420m2，对该处污泥环境进行勘察，收集该处水流量、流速、水质、污泥指标数据，并针对处理污泥进行实验室试验，确定固化剂选型及添加量，调泥的检测包括圆锥贯穿试验(现场)、十字剪切力试验(现场)、烧失量(强热减量)试验、重金属离子含量检测、无侧限抗压强度检测(单轴抗压强度测试)、含水率与润湿密度检测、固化效果测试(固化剂种类/固化剂添加量)、COD值测定、ph值测定；
(2)疏浚、倒泥
使用相应设备进行疏浚，将清出的污泥导入储泥池，水量较少时可在原位置进行处置；
(3)异物分离
将需要处理的污泥中体积较大的异物筛离，避免过大过硬影响搅拌设备作业，污泥去除异物后使用机械压滤，使得含水量达到固化处置标准；
(4)污泥固化
使用自动加药搅拌设备，进行加药搅拌同时作业，确保固化剂与污泥均匀混合，水合反应充分，增强固化效果并有效的提高固化效率、节约成本，根据污泥量加入固化剂(kg/m3为一立方污泥固化药剂添加量)300kg/m3，固化剂的成分包括磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣，各成分混合比率为3:3:2:2，污泥固化后进行固化污泥试验包括含水比试验、湿润度试验、流动性试验、ph测试、圆锥贯穿试验、无侧限抗压强度检测；
(5)排泥、平整
将固化处理完毕的污泥按照坡比排放至坡面，对表面进行平整处理，不需夯实；
(6)养护
将平整完毕的固化污泥进行覆膜养护，覆膜方法为使用塑料薄膜覆盖在作为护坡的固化污泥表面，覆盖天数为28天，前14天每隔7天在固化污泥表面洒水一次，后14天每隔2天在固化污泥表面洒水一遍；
(7)生态种植
可直接在平整完毕的固化污泥表面直接进行植被种植，也可固化污泥表面覆土种植，达到生态护坡效果。
完工后，抽取各实施例进行分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
Figure BDA0002267244790000091
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例3参数时，本发明一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺的工艺参数为污泥固化强度为2844KN/m3，土壤PH值7.1，六价铬溶出量0mg/L，而现有技术标准为污泥固化强度为529KN/m3，土壤PH值8.2，六价铬溶出量0.05mg/L，因此本发明一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，固化后的污泥强度更高，土壤PH值更加接近中性，无六价铬溶出，因此本发明具备显著的优越性。
本发明提供了一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，该工艺步骤包括：挖泥-贮泥-调泥-注入-均质混合-排泥/平整-养护-生态种植，污泥固化药剂主要为无机材料，其固化机理是通过物理和化学过程产生新的物质起到骨架和填充孔隙的作用，改变界面接触的方式，以达到使结构密实、性能改善的效果，并在固化的污泥表面种植植被，通过本污泥固化技术，能够降低污泥的含水率、提高强度，抑制污泥中的重金属析出问题，有效的将河湖污泥及其它软土转化为良性土壤，使得其能够资源化再利用，达到环境保护的目的，并可产生一定的环境经济效应，所述步骤(2)污泥去除异物后使用机械压滤，使得含水量达到固化处置标准，该方法能够快速去除污泥中的水分，所述步骤(3)调泥的检测包括圆锥贯穿试验(现场)、十字剪切力试验(现场)、烧失量(强热减量)试验、重金属离子含量检测、无侧限抗压强度检测(单轴抗压强度测试)、含水率与润湿密度检测、固化效果测试(固化剂种类/固化剂添加量)、COD值测定，该试验能够有效对固化前的污泥情况进行检测，以便计算准确的加药量，所述步骤(5)固化污泥试验包括含水比试验、湿润度试验、流动性试验、ph测试、圆锥贯穿试验、无侧限抗压强度检测，该方法能够较为客观准确的反应固化后污泥的性状，以便检测固化污泥能够达到回填标准，以保证本工艺的工艺效果，所述步骤(5)中固化剂的成分包括磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣，所述磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣的混合比率为3:3:2:2，该固化剂能够有效对污泥进行固化，所述步骤(7)中的覆膜方法为使用塑料薄膜覆盖在回填的固化污泥表面，覆盖天数为28天，浇水天数共计28天，前14天每隔7天在固化污泥表面洒水一次，后14天每隔4天在固化污泥表面洒水一遍，该方法能够防止污泥在固化过程中产生裂纹等问题。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其特征在于，所述工艺步骤包括：
(1)河湖勘察、取样测试
对需处置污泥环境进行勘察，收集该处水流量、流速、水质、污泥指标数据，并针对处理污泥进行实验室试验，确定固化剂选型及添加量；
(2)疏浚、倒泥
使用相应设备进行疏浚，将清出的污泥导入储泥池，水量较少时可在原位置进行处置；
(3)异物分离
将需要处理的污泥中体积较大的异物筛离，避免过大过硬影响搅拌设备作业；
(4)污泥固化
使用自动加药搅拌设备，进行加药搅拌同时作业，确保固化剂与污泥均匀混合，水合反应充分；增强固化效果并有效的提高固化效率、节约成本；
(5)排泥、平整
将固化处理完毕的污泥按照坡比排放至坡面，对表面进行平整处理，不需夯实；
(6)养护
将平整完毕的固化污泥进行覆膜养护；
(7)生态种植
可直接在平整完毕的固化污泥表面直接进行植被种植，也可固化污泥表面覆土种植，达到生态护坡效果。
2.根据权利要求1所述的河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其特征在于，所述步骤(3)污泥去除异物后使用机械压滤，使得含水量达到固化处置标准。
3.根据权利要求1所述的河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其特征在于，所述步骤(1)调泥的检测包括圆锥贯穿试验、十字剪切力试验、烧失量试验、重金属离子含量检测、无侧限抗压强度检测、含水率与润湿密度检测、固化效果测试、COD值测定、ph值测定。
4.根据权利要求1所述的河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其特征在于，所述步骤(4)固化污泥试验包括含水比试验、湿润度试验、流动性试验、ph测试、圆锥贯穿试验、无侧限抗压强度检测。
5.根据权利要求1所述的河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其特征在于，所述步骤(4)中固化剂的成分包括磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣。
6.根据权利要求5所述的河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其特征在于，所述磷矿石、电石渣、尾矿渣和大理石渣的混合比率为3:3:2:2。
7.根据权利要求1所述的河湖污泥固化生态护坡处置工艺，其特征在于，所述步骤(6)中的覆膜方法为使用塑料薄膜覆盖在作为护坡的固化污泥表面，覆盖天数为28天，前14天每隔7天在固化污泥表面洒水一次，后14天每隔2天在固化污泥表面洒水一遍。
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