CN114349292A - 一种河道治理综合资源化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河道治理综合资源化方法，（1）可连续分批处理河道底泥，在一部分底泥发酵处理的同时可以开展后续剩余底泥的处理工程，节约时间成本，处理周期短，减少对生态***的破坏；（2）利用河道周边的植物破碎、发酵制备有絮凝作用的有机肥以及清淤河道现场的土壤改性制备淤泥土壤化添加剂，制备简单方便，成本低廉，制备过程可以在清淤现场直接完成，实现了废弃物资源化利用；（3）将河道底泥原位处理，最终将河道底泥土壤化、资源化利用，并且土壤化后的底泥保留着较高的有机物含量，土壤肥沃，既处理了河道底泥，又加强了土壤肥力，并且得到的肥沃土壤可用于种植护坡植物，既达到护坡的目的，又实现了绿化环境的效果。

Description

一种河道治理综合资源化方法

技术领域

本发明属于河道整治技术领域，具体涉及一种河道治理综合资源化方法。

背景技术

河道治理是一项***性工程，我国最初的河道治理目标以提高抗灾能力、改善灌溉条件为主，但采取的措施会对原有的生态***和自然环境造成破坏。近年来，在吸收国外先进经验的基础上，我国的河道整治开始注重生态保护与恢复，治理理念开始以生态修复、环境治理、人文化、景观化为主。

发明内容

目的：针对上述情况，为克服现有技术的不足，本发明提供了一种河道治理综合资源化方法，该治理方法能在有效治理河道污染的同时进行废物资源化利用，并实现绿化和护堤。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种河道治理综合资源化方法，包括：

步骤S1：将河道周边植物收割、发酵，制得具有一定絮凝作用的有机肥；

步骤S2：在河堤坡面上构筑具有泥水分离和净化功能的压滤水处理沟***，所述压滤水处理沟***包括沿着河道坡面构建的系列泥水分离沟和污水处理沟，泥水分离沟为坡度为5°~10°的连续S型沟，污水处理沟为一系列相互平行的水平独立沟；在河堤平面上构筑深度为70-110 cm，宽度为1m-2m，长度为50-60m的淤泥氧化沟；所述淤泥氧化沟用于底泥好氧发酵、脱水晾干、实现淤泥土壤化；

步骤S3：取河道周边的土壤进行预处理，分为2mm—5mm的粗粒土，0.02mm—2mm的中粒土和小于0.02mm的细粒土；在细粒土中掺入一定量的改良剂和生物质混合均匀后，得到改性细粒土；在中粒土加入一定量的疏松剂混合均匀后，得到改性中粒土；在粗粒土中加入一定量的调理剂混合均匀后，得到改性粗粒土；

得到的改性细粒土具有一定絮凝能力，可用于淤泥絮凝阶段，改性中粒土具有促进脱水的能力，用于淤泥压滤脱水阶段，改性粗粒土具有促进土壤化的作用，用于脱水后淤泥的调理；

步骤S4：吸取底泥，加入所述改性细粒土和所述有机肥以提高底泥絮凝效果，加入化肥和所述改性中粒土调节底泥的pH、孔隙度，中和底泥表面电荷，促进底泥的脱水效果，利用带式压滤机压滤脱水，向脱水后的淤泥加入所述改性粗粒土，促进淤泥的土壤化利用；

步骤S5：压滤脱水出水以适当流量Q排入河堤坡面上的压滤水处理沟***内，实现泥水分离和净化压滤脱水，压滤水其中一部分渗透进入土壤灌溉植被，另一部分流入河道，水流中的沉积物以及吸附的营养物质可作为植被的养分，实现资源化利用；

步骤S6：将步骤S4得到脱水后的底泥加入一定量堆肥调理剂、微生物接种剂、重金属钝化剂得底泥混合物，将所述底泥混合物以厚度H铺设于河堤平面上的淤泥氧化沟内进行好氧发酵，进一步脱水晾晒，进一步干化、氧化、稳定化，实现除臭和土壤化；

步骤S7：在淤泥氧化沟内的底泥发酵完成后，用一定厚度土壤将淤泥氧化沟覆盖，并沿淤泥氧化沟种植相应的植被，绿化。

在一些实施例中，步骤S2还包括：在最靠近河道的污水处理沟中挖掘一排直径约15cm、深度10cm的圆形竖洞，促进水的土壤渗透；

在淤泥氧化沟底部挖一排直径约10cm、深度7cm的圆形竖洞，以促进水的土壤渗透。

在一些实施例中，所述步骤S6中，所述堆肥调理剂为粉碎处理后的树叶和秸秆，微生物接种剂为好氧菌剂，重金属钝化剂为粉煤灰和磷矿粉。

在一些实施例中，步骤S6得到的所述底泥混合物在发酵前满足：pH在7.5～8.5，含水率在50～65%，C/N在20～35，平均适宜粒度25～75mm。

在一些实施例中，所述步骤S5中，压滤脱水出水流量Q为0.03-0.05 m³/h。

在一些实施例中，步骤S6，所述底泥混合物铺设在所述氧化沟内的厚度为50～80cm；好氧发酵的时间为1~2月。

在一些实施例中，步骤S7中，所述淤泥氧化沟上覆盖土壤厚度为20～30cm，种植的植被为垂柳和池杉的一种或几种。

在一些实施例中，所述压滤水处理沟***使用结束后，在泥水分离沟和污水处理沟上覆盖厚度为5~10cm的土壤，并种植植被，所述植被为狗牙根与黑麦草或高羊茅两者之一混播的草种。

在一些实施例中，步骤S4通过一种移动式淤泥土壤化脱水工艺装置处理完成，此工艺针对淤泥处理的小负荷，采用多个可移动的处理设备，实现沿着河岸移动处理。

有益效果：本发明提供的一种河道治理综合资源化方法，具有以下优点：

（1）可连续分批处理河道底泥，在一部分底泥发酵处理的同时可以开展后续剩余底泥的处理工程，节约时间成本，处理周期短，减少对生态***的破坏；

（2）利用河道周边的植物破碎、发酵制备有絮凝作用的有机肥以及清淤河道现场的土壤改性制备淤泥土壤化添加剂，制备简单方便，成本低廉，制备过程可以在清淤现场直接完成，实现了废弃物资源化利用；

（3）将河道底泥原位处理，最终将河道底泥土壤化、资源化利用，并且土壤化后的底泥保留着较高的有机物含量，土壤肥沃，既处理了河道底泥，又加强了土壤肥力，并且改性后得到的肥沃土壤可用于种植护坡植物，既巩固了治理结果，达到护坡的目的，又实现了绿化环境和视觉美观的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的构筑物示意图；

图2是图1中A-A面俯视示意图；

图中：压滤水处理沟***1：泥水分离沟11；挡泥坝12；污水处理沟13；圆形孔洞14，淤泥氧化沟2、土壤3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例1：

清淤河道长约60m，宽5.5m，岸高约3.5m，淤泥平均深度约为0.8m。如图1至图2所示，本实施例提供的一种河道治理综合资源化方法，包括：

1.先砍伐河道周边树木，收割河道周边的草，破碎、发酵，制备有一定絮凝作用的有机肥；

2.同时排水；

3.开挖拓宽河道0.5m，将工程土壤堆积在岸边形成河堤，河堤上形成深度为90cm，宽度为1m，长度为30m的淤泥氧化沟2，在氧化沟底部挖一排直径约10cm，深度7cm的圆形竖洞，以促进水的土壤渗透；

4.在河堤坡面上开挖压滤水处理沟***1，包括沿着河道构建的泥水分离沟11和污水处理沟13两部分，构筑长度为50m，深度25cm，宽度为30cm，坡度约为7°的连续S型状的泥水分离沟11，泥水分离沟内每隔1m处设有高度10cm、与泥水分离沟底部夹角呈45°-60°的挡泥坝12；开挖7条污水处理沟，长度为50m、深度为25cm、宽度为30cm，泥水分离沟内加入均匀铺洒5cm厚的天然的淤泥土壤化添加剂；在最靠近河道的污水处理沟13中挖掘一排直径约15cm，深度10cm的圆形孔洞14，促进水的土壤渗透。

淤泥土壤化添加剂的制备方法为：取部分清淤河道开挖出的工程土壤3，将土壤预处理，分为细粒土、中粒土和粗粒土三部分。对细粒土进行改性，加入1 wt %的改良剂木质素和5 wt %生物质秸秆粉，其中，改良剂的添加量为细粒土的1wt%，生物质的添加量为细粒土的5wt%；充分搅拌后作为淤泥絮凝阶段药剂。中粒土掺入2 wt %疏松剂粉煤灰搅拌晾干,疏松剂的添加量为中粒土的2wt%。粗粒土加入0.5 wt %蛭石改性。调理剂粗蛭石的添加量为粗粒土的0.5wt%该添加剂提高了孔隙度，促进淤泥土壤化，为下一步种植护坡植被提供肥力。

5.采用移动式淤泥脱水一体装置，通过吸泥泵从河道中吸取淤泥，吸泥管道一端装有筛网，在吸泥的过程中，分离淤泥中的大型垃圾，通过提升泵将泥输送至高效絮凝装置进行絮凝沉淀；高效絮凝装置由三个小型斜管絮凝沉淀装置通过管道串联而成，在絮凝装置A中添加聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的添加量为每L淤泥加入30mg聚丙烯酰胺；在絮凝装置B中添加淤泥质量0.6 wt %的改性细粒土以及淤泥质量3 wt%的有机肥，最后在絮凝装置C中添加淤泥质量0.15 wt %的改性细粒土，淤泥质量2 wt%的有机肥；絮凝后的淤泥通过输泥管泵入多段淤泥脱水装置，包括依次相连的淤泥调理室A、带式压滤机A、淤泥调理室B、带式压滤机B，絮凝水直接排出。将淤泥质量0.1 wt%的化肥加入淤泥调理室A，通过搅拌装置与淤泥混合后，进入带式压滤机A压滤；压滤后的淤泥通过管道泵入淤泥调理室C，将淤泥质量10 wt%的改性中粒土加入调理室B与淤泥混合，进入带式压滤机B压滤；压滤后的淤泥从排泥口排出，经管道泵入到淤泥调理室C，压滤水从出水管排出进行下一步处理；将淤泥质量30 wt%的改性粗粒土、0.01 wt%的化肥、5 wt%的有机肥加入淤泥调理室C与淤泥混合，增加淤泥的肥力，增大孔隙度，促进淤泥的后续发酵，促使淤泥土壤化。

6.将压滤出水以0.035m³/h的流速排入处理沟***，在泥水分离沟内一部分污水渗透入土壤，而沟内的挡泥坝可将污水中的沉淀物阻挡在泥水分离沟内，剩余污水流入污水处理沟中，利用土壤的渗透、吸附作用，以及平行沟形成的类平行板沉淀装置，进一步分离污染物和水；

7.将占待处理底泥质量7 wt%～10 wt%的树叶和秸秆粉碎处理后作为堆肥调理剂、占待处理底泥质量0.05 wt%～5 wt%的好氧菌剂作为微生物接种剂、占待处理底泥质量25 wt%粉煤灰和占待处理底泥质量20 wt%磷矿粉作为重金属钝化剂加入脱水后的底泥中，混合、搅拌，将底泥以60cm厚度均匀铺设进淤泥氧化沟内，好氧发酵、陈化1个月左右，通过好氧发酵，底泥中大量有机质分解为二氧化碳、水、无机物和生物体细胞物质，同时去除底泥臭味、异味，底泥便改良成了含有丰富腐殖质的肥沃土壤；

8.用5~10cm厚度改性过的肥沃土壤填埋、覆盖压滤水处理沟***，并同时种上护坡植物，初步选用狗牙根+黑麦草的混合播种，作为植物护坡，拦截径流效果明显且施工方便，经济友好；

9.用20cm~30cm厚度改性过的肥沃土壤覆盖淤泥氧化沟，同时种上护坡植物垂柳、池杉、狗牙根草等，作为植物护坡，存活能力强，拦截径流能力强且具有绿化环境、视觉美观的效果。

10.对河道的整治进行分段统筹进行，例如将河道分为三段，在第三段河道的周边清理绿植、排水、拓宽河道，在第二段河道周边构筑的压滤水处理沟***和淤泥氧化沟进行压滤水处理、底泥陈化以及将第一段河道周边的功能沟用土壤覆盖并种植植被等操作可以同时进行。

实施例2：

清淤河道长约100m，宽12m，岸高约4m，淤泥平均深度约为1.0m。

1.砍伐河道周边树木，收割河道周边的草，破碎、发酵，制备有一定絮凝作用的有机肥；

2.在河堤平面上开挖形成深度为1m，宽度为1.5m，长度为50m的淤泥氧化沟，在沟内挖掘一排直径约10cm，深度7cm的圆形竖洞，以促进水的土壤渗透；

3.在河堤坡面上开挖压滤水处理沟***，包括沿着河道构建的泥水分离沟和污水处理沟两部分，构筑长度为65m，深度30cm，宽度为35cm，坡度约为7°的连续S型状的泥水分离沟，沟内每隔1m处设有高度10cm、与泥水分离沟底部夹角呈45°-60°的挡泥坝；开挖8条污水处理沟，长度为65m、深度为30cm、宽度为35cm，沟内加入均匀铺洒5cm厚的天然的淤泥土壤化添加剂；在最靠近河道的污水处理沟中挖掘一排直径约15cm，深度10cm的圆形竖洞，以促进水的土壤渗透。

淤泥土壤化添加剂的制备方法为：取部分清淤河道开挖出的工程土壤，将土壤预处理，分为细粒土、中粒土和粗粒土三部分。对细粒土进行改性，加入1 wt%的改良剂木质素和5 wt%生物质秸秆粉，充分搅拌后作为淤泥絮凝阶段药剂。中粒土掺入2 wt%疏松剂粉煤灰搅拌晾干。粗粒土加入0.5 wt%蛭石改性。该添加剂提高了孔隙度，促进淤泥土壤化，为下一步种植护坡植被提供肥力。

4.采用移动式淤泥脱水一体装置，通过吸泥泵从河道中吸取淤泥，吸泥管道一端装有筛网，在吸泥的过程中，分离淤泥中的大型垃圾，通过提升泵将泥输送至高效絮凝装置进行絮凝沉淀；高效絮凝装置由三个小型斜管絮凝沉淀装置通过管道串联而成，在絮凝装置A中添加浓度为30 mg /L的聚丙烯酰胺，在絮凝装置B中添加占淤泥质量0.6 wt%的改性细粒土以及3 wt%的有机肥，最后在絮凝装置C中添加0.15 wt%的改性细粒土，2 wt%的有机肥；絮凝后的淤泥通过输泥管泵入多段淤泥脱水装置，包括依次相连的淤泥调理室A、带式压滤机A、淤泥调理室B、带式压滤机B，絮凝水直接排出。将0.1 wt%化肥加入淤泥调理室A，通过搅拌装置与淤泥混合后，进入带式压滤机A压滤；压滤后的淤泥通过管道泵入淤泥调理室B，将10 wt%改性中粒土加入调理室B与淤泥混合，进入带式压滤机B压滤；压滤后的淤泥从排泥口排出，经管道泵入到淤泥调理室C，压滤水从出水管排出进行下一步处理；将30wt%改性粗粒土、0.01 wt%化肥、5 wt%有机肥加入淤泥调理室C与淤泥混合，增加淤泥的肥力，增大孔隙度，促进淤泥的后续发酵，促使淤泥土壤化。

5.将压滤出水以0.038m³/h的流速排入处理沟***，在泥水分离沟内一部分污水渗透入土壤，而沟内的挡泥坝可将污水中的沉淀物阻挡在泥水分离沟内，剩余污水流入污水处理沟中，利用土壤的渗透、吸附作用，以及平行沟形成的类平行板沉淀装置，进一步分离污染物和水；

6.将占待处理底泥质量7 wt%～10 wt%的树叶和秸秆粉碎处理后作为堆肥调理剂、0.05 wt%～5 wt%的好氧菌剂作为微生物接种剂、25 wt%粉煤灰和20 wt%磷矿粉作为重金属钝化剂加入脱水后的底泥中，混合、搅拌，将底泥以75cm厚度均匀铺设进淤泥氧化沟内，好氧发酵、陈化1.5个月左右，通过好氧发酵，底泥中大量有机质分解为二氧化碳、水、无机物和生物体细胞物质，同时去除底泥臭味、异味，底泥便改良成了含有丰富腐殖质的肥沃土壤；

7.用5~10cm厚度改性过的肥沃土壤填埋、覆盖压滤水处理沟***，并同时种上护坡植物，初步选用狗牙根+高羊茅的混合播种，作为植物护坡，拦截径流效果明显且施工方便，经济友好；

8.用20cm~30cm厚度改性过的肥沃土壤覆盖淤泥氧化沟，同时种上护坡植物垂柳、池杉、狗牙根草等，作为植物护坡，存活能力强，拦截径流能力强且具有绿化环境、视觉美观的效果。

9.对河道的整治进行分段统筹进行，例如将河道分为三段，在第三段河道的周边清理绿植、制作有机肥，在第二段河道周边构筑的压滤水处理沟***和淤泥氧化沟进行压滤水处理、底泥陈化以及将第一段河道周边的功能沟用土壤覆盖并种植植被等操作可以同时进行。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种河道治理综合资源化方法，其特征在于，包括：

步骤S1：将河道周边植物收割、发酵，制得具有一定絮凝作用的有机肥；

步骤S2：在河堤坡面上构筑具有泥水分离和净化功能的压滤水处理沟***，所述压滤水处理沟***包括沿着河道坡面构建的系列泥水分离沟和污水处理沟，泥水分离沟为坡度为5°~10°的连续S型沟，污水处理沟为一系列相互平行的水平独立沟；在河堤平面上构筑深度为70-110 cm，宽度为1m-2m，长度为50-60m的淤泥氧化沟；

步骤S3：取河道周边的土壤进行预处理，分为2mm—5mm的粗粒土，0.02mm—2mm的中粒土和小于0.02mm的细粒土；在细粒土中掺入一定量的改良剂和生物质混合均匀后，得到改性细粒土；在中粒土加入一定量的疏松剂混合均匀后，得到改性中粒土；在粗粒土中加入一定量的调理剂混合均匀后，得到改性粗粒土；

步骤S4：吸取底泥，加入所述改性细粒土和所述有机肥以提高底泥絮凝效果，加入化肥和所述改性中粒土调节底泥的pH、孔隙度，中和底泥表面电荷，促进底泥的脱水效果，利用带式压滤机压滤脱水，向脱水后的淤泥加入所述改性粗粒土，促进淤泥的土壤化利用；

步骤S5：压滤脱水出水以适当流量Q排入河堤坡面上的压滤水处理沟***内，实现泥水分离和净化压滤脱水，压滤水其中一部分渗透进入土壤灌溉植被，另一部分流入河道，水流中的沉积物以及吸附的营养物质可作为植被的养分，实现资源化利用；

步骤S6：将步骤S4得到脱水后的底泥加入一定量堆肥调理剂、微生物接种剂、重金属钝化剂得底泥混合物，将所述底泥混合物以厚度H铺设于河堤平面上的淤泥氧化沟内进行好氧发酵、进一步脱水晾晒，进一步干化、氧化、稳定化，实现除臭和土壤化；

步骤S7：在淤泥氧化沟内的底泥发酵完成后，用一定厚度土壤将淤泥氧化沟覆盖，并沿淤泥氧化沟种植相应的植被，绿化。

2.根据权利要求1所述的河道治理综合资源化方法，其特征在于，步骤S2还包括：在最靠近河道的污水处理沟中挖掘一排直径约15cm、深度10cm的圆形竖洞，促进水的土壤渗透；

在淤泥氧化沟底部挖一排直径约10cm、深度7cm的圆形竖洞，以促进水的土壤渗透。

3.根据权利要求1所述的河道治理综合资源化方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述堆肥调理剂为粉碎处理后的树叶和秸秆，微生物接种剂为好氧菌剂，重金属钝化剂为粉煤灰和磷矿粉。

4.根据权利要求1所述的河道治理综合资源化方法，其特征在于，步骤S6得到的所述底泥混合物在发酵前满足：pH在7.5～8.5，含水率在50～65%，C/N在20～35，平均适宜粒度25～75mm。

5.根据权利要求1所述的河道治理综合资源化方法，其特征在于，所述步骤S5中，压滤脱水出水流量Q为0.03-0.05 m³/h。

6.根据权利要求1所述的河道治理综合资源化方法，其特征在于，步骤S6，所述底泥混合物铺设在所述氧化沟内的厚度为50～80cm；好氧发酵的时间为1~2月。

7.根据权利要求1所述的河道治理综合资源化方法，其特征在于，步骤S7中，所述淤泥氧化沟上覆盖土壤厚度为20～30cm，种植的植被为垂柳和池杉的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的河道治理综合资源化方法，其特征在于，所述压滤水处理沟***使用结束后，在泥水分离沟和污水处理沟上覆盖厚度为5~10cm的土壤，并种植植被，所述植被为狗牙根与黑麦草或高羊茅两者之一混播的草种。

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