CN114349299B

CN114349299B - 一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡及方法

Info

Publication number: CN114349299B
Application number: CN202111391144.0A
Authority: CN
Inventors: 祝建中; 李三军; 刘叶; 张欢; 胥梦琦
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2021-11-23
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2041-11-23
Also published as: CN114349299A

Abstract

本发明公开了一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡及方法，所述护坡包括护坡本体以及设于护坡本体上的若干底泥压滤脱水处理***，底泥压滤脱水处理***包括自上而下依次设于护坡本体上的泥水分离沟和污水处理沟；泥水分离沟呈S型，所述泥水分离沟内分布有若干挡泥坝；污水处理沟包括若干条水平处理沟，且最高处的水平处理沟与泥水分离沟的尾部相连通，水平处理沟内铺设有土壤添加剂，水平处理沟的底部设有沉淀孔。本发明既可以处理底泥压滤脱水，又可以起到生态护坡的作用，从而实现污水的净化与资源化。

Description

一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡及方法

技术领域

本发明属于底泥压滤脱水生态化处理技术领域，具体涉及一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡及方法。

背景技术

现有针对底泥压滤脱水的治理方法按照作用原理分为物理、化学、生物等方法。常见的物理方法包括沉淀法、过滤法、吸附法等；化学方法包括凝聚法、中和法、氧化还原法、离子交换法等；生物法包括好氧生物处理、厌氧生物处理、光合细菌法等。各方法需要使用的设备、设施较多，且生物法存在微生物难以定殖等一系列问题，实际应用性不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡及方法，既可以处理底泥压滤脱水，又可以起到生态护坡的作用，从而实现污水的净化与资源化。

本发明提供了如下的技术方案：

一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，包括护坡本体以及设于护坡本体上的若干底泥压滤脱水处理***，所述底泥压滤脱水处理***包括自上而下依次设于护坡本体上的泥水分离沟和污水处理沟；

所述泥水分离沟呈S型，所述泥水分离沟内分布有若干挡泥坝；

所述污水处理沟包括若干条水平处理沟，且最高处的水平处理沟与泥水分离沟的尾部相连通，所述水平处理沟内铺设有土壤添加剂，所述水平处理沟的底部设有沉淀孔。

进一步的，所述护坡本体的坡度为5~10°，所述护坡本体上每间隔100~200m设置一个底泥压滤脱水处理***。

进一步的，所述泥水分离沟包括若干首尾相连的水平分离沟，各所述水平分离沟的长度为370~400m，深度为20~30cm，宽度为25~35cm。

进一步的，所述泥水分离沟内每间隔1.0~1.2m设置一个挡泥坝，所述挡泥坝的高度为10cm，宽度为8cm，所述挡泥坝的横截面形状为梯形，且梯形斜边与泥水分离沟的底部夹角为60~90°。

进一步的，所述水平处理沟的长度为350~360m，深度为20~30cm，宽度为35~40cm。

进一步的，所述沉淀孔为圆形竖孔，直径为3~15cm，深度为10~50cm。

进一步的，所述土壤添加剂为改性的具有吸附和絮凝作用的细壤、有机肥、复合肥以及生物絮凝剂中的一种或多种。所使用的土壤添加剂是无生物毒性的天然添加剂，制备简单方便，成本低。

一种所述的底泥压滤脱水护坡净化与资源化的方法，包括以下步骤：

底泥压滤脱水由脱水装置排入到泥水分离沟内，挡泥坝将污水中的沉淀物阻挡在沟内，一部分污水随着渗透作用进入到土壤中，没有被渗透的污水流入到污水处理沟中；

利用污水处理沟内土壤的渗透和吸附作用、土壤添加剂的吸附和絮凝作用，进一步分离污染物和水，沉淀孔发挥助沉淀作用，使固体污染物沉淀于沟内；

待泥水分离沟和污水处理沟内无明显积水时，用土壤填埋两沟，并覆盖护坡本体，同时种植护坡植物，沟内残留的沉淀和土壤添加剂作为护坡植物肥料，渗入土壤中的水为护坡植物提供水分。

进一步的，覆盖护坡本体的土壤厚度为5~10cm。

进一步的，种植护坡植物时，撒种间隔为2~3cm；护坡植物的播种方式为狗牙根与黑麦草混播或者狗牙根与高羊茅混播。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明中的泥水分离沟，通过挡泥坝的作用可以将底泥压滤脱水中的一些大型有机颗粒物以及沉积物阻挡在泥水分离沟中，而部分污水渗透到土壤，以达到初步处理污水的效果；

（2）本发明中的污水处理沟，在沟中添加土壤添加剂，可以充分利用土壤的渗透、吸附作用以及土壤添加剂的吸附絮凝作用，从而进一步处理污水，同时，污水处理沟与沟内设置的沉淀孔形成类平行板沉淀装置，能够将污水中的污染物停留在沟的表面，从而降低底泥压滤脱水排放对河道生态***造成损害的可能性；

（3）本发明中，待泥水分离沟和污水处理沟内无明显积水时，用土壤填埋两沟，并覆盖护坡本体，同时种植护坡植物，沟内残留的沉淀和土壤添加剂作为护坡植物肥料，渗入土壤中的水为护坡植物提供水分，在净化底泥压滤脱水的同时也充分利用了营养盐，最终达到护坡的效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是挡泥坝的结构示意图；

图3是本发明的侧视结构示意图；

图4是本发明的俯视结构示意图；

图中标记为：1、泥水分离沟；2、挡泥坝；3、污水处理沟；4、沉淀孔；5、土壤添加剂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，包括护坡本体以及设于护坡本体上的若干底泥压滤脱水处理***，所述底泥压滤脱水处理***包括自上而下依次设于护坡本体上的泥水分离沟1和污水处理沟3。具体的，护坡本体的坡度为5~10°，护坡本体上每间隔150m设置一个底泥压滤脱水处理***。

泥水分离沟1呈S型，包括三段首尾相连的水平分离沟，各水平分离沟的长度为380m，深度为25cm，宽度为30cm。泥水分离沟1内每间隔1m设置一个挡泥坝2，挡泥坝2的高度为10cm，宽度为8cm，挡泥坝2的横截面形状为梯形，且梯形斜边与泥水分离沟1的底部夹角为60°，其目的是将一部分沉积物挡在泥水分离沟中，使污水更加方便流动。

污水处理沟3包括7条水平处理沟，且最高处的水平处理沟与泥水分离沟1的尾部相连通，每个水平处理沟的长度为350m，深度为25cm，宽度为35cm。水平处理沟的底部设有沉淀孔4，沉淀孔4为圆形竖孔，直径为10cm，深度为35cm。水平处理沟内铺设有5cm厚的土壤添加剂5，土壤添加剂5为改性的具有吸附和絮凝作用的细壤、有机肥、复合肥以及生物絮凝剂中的一种或多种，本实施例中采用生物絮凝剂。

实施例2

本实施例提供一种采用实施例1所述的护坡进行底泥压滤脱水护坡净化与资源化的方法，包括以下步骤：

S1、底泥压滤脱水由脱水装置排入到泥水分离沟内，进水流量0.036m³/h，挡泥坝将污水中的沉淀物阻挡在沟内，一部分污水随着渗透作用进入到土壤中，没有被渗透的污水流入到污水处理沟中。

S2、利用污水处理沟内土壤的渗透和吸附作用、生物絮凝剂的吸附和絮凝作用，进一步分离污染物和水，污水处理沟与沟内设置的沉淀孔形成类平行板沉淀装置，能够将污水中的污染物停留在沟的表面，污水最终也被沟内的土壤渗透吸收。

其中，生物絮凝剂的制备方法为：对土壤进行预处理，包括将挖出的土壤晾晒风干，剔除塑料垃圾、动植物残体以及粒径＞5mm的石块后，通过振筛机删选出粒径为2~5mm的粗粒土，在粗粒土中加入0.5~5%调理剂，如天然矿物质（蛭石、珍珠岩等）后，得到所需的生物絮凝剂。该生物絮凝剂作为土壤添加剂能够提高淤泥孔隙度，促进淤泥土壤化，为下一步种植护坡植被提供肥力。

S3、待泥水分离沟和污水处理沟内无明显积水时，用土壤填埋两沟，并覆盖护坡本体5~10cm，同时种植护坡植物，具体了解覆土与撒种之间的关系和配合施工，初步选用狗牙根与黑麦草混播的草种混播方案，撒种间隔为2~3cm，此方案能够发挥不同草种的环境适应能力，拦截径流的作用明显，且两种草种混播方案为纯植物护坡措施，环境适应力强、护坡绿化效果好、成活率高。沟内所残留的污染物、沉淀等以及添加的土壤添加剂可作为植被的肥料，渗透进入土壤的水为护坡植物提供水分，促进植物生长，最终实现底泥压滤脱水的生态化与资源化处理。

实施例3

如图1-4所示，本实施例提供一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，除以下不同之处外，其它结构与实施例1相同。

泥水分离沟1的各水平分离沟的长度为390m，深度为25cm，宽度为35cm。泥水分离沟1内挡泥坝2的横截面形状为梯形，且梯形斜边与泥水分离沟1的底部夹角为60°。

污水处理沟3的每个水平处理沟的长度为360m，深度为25cm，宽度为40cm。水平处理沟底部的沉淀孔4直径为8cm，深度为30cm。水平处理沟内铺设的土壤添加剂5采用有机肥。

实施例4

本实施例提供一种采用实施例3所述的护坡进行底泥压滤脱水护坡净化与资源化的方法，包括以下步骤：

S1、底泥压滤脱水由脱水装置排入到泥水分离沟内，进水流量0.042m³/h，挡泥坝将污水中的沉淀物阻挡在沟内，一部分污水随着渗透作用进入到土壤中，没有被渗透的污水流入到污水处理沟中。

S2、利用污水处理沟内土壤的渗透和吸附作用、有机肥的吸附和絮凝作用，进一步分离污染物和水，污水处理沟与沟内设置的沉淀孔形成类平行板沉淀装置，能够将污水中的污染物停留在沟的表面，污水最终也被沟内的土壤渗透吸收。

其中，有机肥的制备方法为：收集河道周边的枯落物（如枯叶、枯枝、树皮等），破碎至粒径10mm以内；将发酵剂与新鲜米糠或者秸秆粉按1：10比例充分混合获得发酵粉，再加入尿素获得混合物，然后将混合物加至所收集的河道周边的枯落物，将C/N调至20：1~25：1，用水调节物料含水率为60~65%，搅拌均匀后，堆成圆锥体，在其堆体中间设有通风管道，堆肥初期，即升温阶段，嗜温菌，如芽孢杆菌、酵母菌等，分解简单物质，并放热使温度上升，进入高温阶段，嗜热菌，如枯草芽孢杆菌、乳酸菌等，分解可溶性有机物和一些复杂有机物，分解完后，进入降温阶段，剩下木质素等难降解物质，逐渐形成腐植酸，高温杀死很多杂菌，当温度降至35~40℃时，将产絮菌（放射根瘤菌F2、球形芽孢杆F6）和培养液（葡萄糖、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、尿素、硫酸镁、氯化钠、酵母膏）加至物料A（将混匀的发酵粉和肥料，加至河道周边的枯落物，搅拌均匀后，经过堆肥低温阶段和高温阶段，得到物料A），充分混合，产絮菌快速繁殖，分泌具有絮凝功能的代谢物，一段时间后，嗜温菌开始活跃，形成大量腐殖酸和有机盐，得到所需的有机肥。该有机肥具有絮凝功能和肥力，为下一步种植护坡植被提供肥料。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，其特征在于，包括护坡本体以及设于护坡本体上的若干底泥压滤脱水处理***，所述护坡本体的坡度为5~10°，所述底泥压滤脱水处理***包括自上而下依次设于护坡本体上的泥水分离沟和污水处理沟；

所述污水处理沟包括若干条水平处理沟，且最高处的水平处理沟与泥水分离沟的尾部相连通，所述水平处理沟内铺设有土壤添加剂，所述水平处理沟的底部设有沉淀孔；

所述水平处理沟的长度为350~360m，深度为20~30cm，宽度为35~40cm；

所述沉淀孔为圆形竖孔，直径为3~15cm，深度为10~50cm。

2.根据权利要求1所述的用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，其特征在于，所述护坡本体上每间隔100~200m设置一个底泥压滤脱水处理***。

3.根据权利要求1所述的用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，其特征在于，所述泥水分离沟包括若干首尾相连的水平分离沟，各所述水平分离沟的长度为370~400m，深度为20~30cm，宽度为25~35cm。

4.根据权利要求3所述的用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，其特征在于，所述泥水分离沟内每间隔1.0~1.2m设置一个挡泥坝，所述挡泥坝的高度为10cm，宽度为8cm，所述挡泥坝的横截面形状为梯形，且梯形斜边与泥水分离沟的底部夹角为60~90°。

5.根据权利要求1所述的用于底泥压滤脱水净化与资源化的护坡，其特征在于，所述土壤添加剂为改性的具有吸附和絮凝作用的细壤、有机肥、复合肥以及生物絮凝剂中的一种或多种。

6.一种采用权利要求1~5任一项所述的护坡进行底泥压滤脱水净化与资源化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的底泥压滤脱水净化与资源化的方法，其特征在于，覆盖护坡本体的土壤厚度为5~10cm。

8.根据权利要求6所述的底泥压滤脱水净化与资源化的方法，其特征在于，种植护坡植物时，撒种间隔为2~3cm；护坡植物的播种方式为狗牙根与黑麦草混播或者狗牙根与高羊茅混播。