DE112020006095T5

DE112020006095T5 - Poröses biopolymerisationsmittel zur dehydratisierung von ökologischen baggersedimenten in flüssen und seen

Info

Publication number: DE112020006095T5
Application number: DE112020006095.0T
Authority: DE
Inventors: Bao'an Hu; Jiayin Huang; Xianfeng Dong
Original assignee: Cccc (tianjin) Eco-Environmental Protection Design & Research Institute Co Ltd; Cccc Tianjin Eco Environmental Protection Design & Res Institute Co Ltd
Current assignee: Cccc (tianjin) Eco-Environmental Protection Design & Research Institute Co Ltd; Cccc Tianjin Eco Environmental Protection Design & Res Institute Co Ltd
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-09-22
Also published as: US20220332621A1; CN111018282B; WO2021114997A1; CN111018282A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen und zur Behandlung von Fluss- und Seesedimenten, die mit anorganischen Salzen kontaminiert sind. Das poröse Biopolymerisationsmittel ist ein festes Teilchen mit einer Teilchengröße ≤ 20 mesh, das durch Pulverisieren einer 1-3 mm unregelmäßigen Kugel erhalten wird, die durch Mischen von 50-70 Gew.-% Mittel A und 30-50 Gew.-% Mittel B hergestellt wird, wobei der pH-Wert der festen Teilchen 5,0-6,0 beträgt, wobei das Mittel A gleichmäßig durch Mischen von 10-30 Gew.-% Cellulose, 20-50 Gew.-% Stärke und 20-40 Gew.-% Aminosäure gebildet wird, wobei das Mittel B gleichmäßig durch Mischen von 40-70 Gew.-% Verzuckerungsase und 30-60 Gew.-% Zitronensäure gebildet wird. Wenn das Polymerisationsmittel zur Behandlung von Fluss- und Seesedimenten verwendet wird, die mit anorganischen Salzen kontaminiert sind, ist die Trenngeschwindigkeit von Schlammwasser schnell und die Qualität des Restwassers erreicht fünf Arten von Oberflächenwasserstandards und mehr, so dass das Sediment den Standard des grünen Pflanzbodens erreicht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Behandlung von Fluss- und Seesedimenten, insbesondere auf ein poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen.
STAND DER TECHNIK
Wenn das ökologische Baggersediment in Flüssen und Seen dehydratisiert wird, werden üblicherweise organische Flockungsmittel wie PAM oder anorganische Flockungsmittel wie PAC verwendet, um die Dehydratisierung der Schlammwassertrennung zu erreichen, wobei das organische Flockungsmittel aufgrund seiner geringen Dosierung und niedrigen Kosten weit verbreitet verwendet wird.
Aufgrund der großen Änderung der Konzentration von ökologischem Baggerschlamm gibt es jedoch eine übermäßige Zugabe von organischen Flockungsmitteln. Das Phänomen der Wasserfiltration und des Drahtziehens ist ernst und eine große Menge an organischen Flockungsmitteln ist seit langem im Sediment vorhanden, was toxische und schädliche Substanzen bildet und der Ressourcennutzung von dehydriertem Sediment nicht förderlich ist.
Zusammenfassend hat die Zugabe von organischen Flockungsmitteln ein großes sekundäres Verschmutzungsrisiko für dehydriertes Sediment und Restwasser, was die nachhaltige und gesunde Entwicklung der ökologischen Baggerindustrie für die endogene Behandlung von Flüssen und Seen einschränkt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um die im obigen Stand der Technik bestehenden Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen bereit, das nicht nur Schlammwasser schnell trennen kann, sondern auch das getrennte Sediment und das Restwasser die Umweltschutzanforderungen erfüllen kann.
Zu diesem Zweck ist die technische Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt:

Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen und zur Behandlung von Fluss- und Seesedimenten, die mit anorganischen Salzen kontaminiert sind, wobei das poröse Biopolymerisationsmittel eine unregelmäßige Kugel ist, die durch Mischen von 50-70 Gew.-% Mittel A und 30-50 Gew.-% Mittel B hergestellt wird, wobei der pH-Wert der unregelmäßigen Kugel 5,0-6,0 beträgt, wobei das Mittel A gleichmäßig durch Mischen von 10-30 Gew.-% Cellulose, 20-50 Gew.-% Stärke und 20-40 Gew.-% Aminosäure gebildet wird, wobei die Summe der Prozentsätze jeder Komponente in dem Mittel A 100 Gew.-% beträgt, wobei das Mittel B gleichmäßig durch Mischen von 40-70 Gew.-% Verzuckerungsase und 30-60 Gew.-% Zitronensäure gebildet wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Mittel A gleichmäßig durch Mischen von 15-25 Gew.-% Cellulose, 30-50 Gew.-% Stärke und 30-40 Gew.-% Aminosäure gebildet wird, wobei die Summe der Prozentsätze jeder Komponente in dem Mittel A 100 Gew.-% beträgt.
Weiterhin vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Mittel A gleichmäßig durch Mischen von 25 Gew.-% Cellulose, 40 Gew.-% Stärke und 35 Gew.-% Aminosäure gebildet wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Mittel B gleichmäßig durch Mischen von 50-70 Gew.-% Verzuckerungsase und 30-50 Gew.-% Zitronensäure gebildet wird.
Weiterhin vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Mittel B gleichmäßig durch Mischen von 65 Gew.-% Verzuckerungsase und 35 Gew.-% Zitronensäure gebildet wird.
Ferner ist vorgesehen, dass die unregelmäßige Kugel eine Teilchengröße von 1-3 mm hat. Um ihre Auflösung zu erleichtern, wird die unregelmäßige Kugel zu festen Teilchen mit einer Teilchengröße ≤ 20 mesh pulverisiert.
Das Verfahren zur Verwendung eines porösen Biopolymerisationsmittels zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen besteht darin, dass das poröse Biopolymerisationsmittel in eine wässrige Lösung von 1-2 Gew. -‰ konfiguriert und zu einer Leitung zum Fördern des Schlamms zugegeben, vollständig gemischt und dann durch eine Leitung in einen geotechnischen Leitungsbeutel, einen Schlammlagerplatz oder eine andere Dehydratisierungsvorrichtung zur Schlammwassertrennung gepumpt wird, wobei die Verwendungsmenge des porösen Biopolymerisationsmittels 0,06‰-0,10‰ des Gewichts des zu behandelnden Sediments ausmacht.
Das Polymerisationsmittel der vorliegenden Erfindung wird zur Behandlung von Fluss- und Seesedimenten verwendet, die mit anorganischen Salzen kontaminiert sind, wobei das Mittel A und das Mittel B während des Herstellungsprozesses eine unregelmäßige Kugel mit einer porösen Struktur bilden. Nach dem Pulverisieren wird das Wasser in eine wässrige Lösung gelöst und dem Bodenschlamm zugegeben, so dass das Restwasser nach der Dehydratisierung und Ausflockung des Schlamms einen mikrobiellen Film bilden kann.
Die vorliegende Erfindung hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen:

1. Bei der optimalen Zugabe des porösen Biopolymerisationsmittels ist die Trenngeschwindigkeit von Schlammwasser schnell, der spezifische Widerstandswert kann 4-6 x 1010 m/kg erreichen, die Flocken sind offensichtlich und der Überstand ist klar;
2. Bei der optimalen Zugabe des porösen Biopolymerisationsmittels erreichen die Indikatoren COD, pH und TP der Restwasserqualität nach der Schlammwassertrennung fünf Arten von Oberflächenwasserstandards und mehr, der COD übersteigt nicht 40 mg/l, der pH-Wert liegt bei 6,0-9,0 und der TP übersteigt nicht 0,1 mg/l;
3. Das Restwasser nach der Schlammwassertrennung kann einen mikrobiellen Film bilden, die Wasserqualitätsbedingungen für die Schaffung eines gesunden Wasserökosystems bereitstellen kann;
4. Das Sediment nach der Schlammwassertrennung kann den grünen Pflanzbodenstandard (CJ/T 340-2016) durch einfache Entsorgung erreichen, wodurch die Ressourcennutzung und nachhaltige Nutzung von Fluss- und Seesedimenten realisiert wird.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit spezifischen Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben.
Cellulose, Stärke, Aminosäure, Verzuckerungsase und Zitronensäure, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind feste Teilchen.
Das Verfahren zur Herstellung des porösen Biopolymerisationsmittels zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:

1. Zutaten: Jede Komponente in Mittel A wird entsprechend dem Verhältnis gleichmäßig gemischt; Jede Komponente in Mittel B wird entsprechend dem Verhältnis gleichmäßig gemischt;
2. Kugelmahlen: Das Mittel A und das Mittel B werden gemischt und in die Kugelmühle gegeben, um eine unregelmäßige Kugel von etwa 1-3 mm herzustellen und den pH-Wert im Bereich von 5,0-6,0 zu halten;
3. Zerkleinern: Die oben genannte unregelmäßige Kugel wird mit einem Brecher zu festen Teilchen mit einer Teilchengröße ≤ 20 mesh pulverisiert;
4. Aufteilen: Die oben genannten festen Teilchen werden in einen einzelnen Beutel, einen Tonnenbeutel oder ein Pulversilo aufgeteilt.

Ausführungsbeispiel I
Die Fläche eines bestimmten Sees beträgt etwa 300 Quadratkilometer, die Fläche der zu behandelnden Gewässer beträgt etwa 0,5 Quadratkilometer und der Feuchtigkeitsgehalt des Sediments beträgt etwa 60%. Das kontaminierte Sediment ist schlammiger Ton, und die Hauptschadstoffe sind Stickstoff- und Phosphorverschmutzung, der Stickstoffgehalt beträgt 4,4 mg/kg, der Phosphorgehalt beträgt 1205 mg/kg, der Gehalt an organischer Substanz ist hoch und der durchschnittliche Gehalt an organischer Substanz beträgt etwa 38,2 mg/kg. Das kontaminierte Sediment wurde durch die Wendepunktmethode, den Adsorptions- und Desorptionstest und andere Methoden bestimmt. Die durchschnittliche Dicke des kontaminierten Sediments des Sees beträgt etwa 0,7 Meter. Die Gesamtmenge des verschmutzten Sediments wird zunächst auf etwa 110,55 Millionen Tonnen geschätzt. Das Projekt basiert auf der Idee der schrittweisen Behandlung, und die Gesamtmenge der verschmutzten Sedimente, die in diesem Zeitraum ausgegraben werden müssen, beträgt etwa 105.000 Tonnen.
Es werden 9 Tonnen des Mittels der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, von denen das Mittel A 5,8 Tonnen und das Mittel B 3,2 Tonnen beträgt. Der Massenprozentsatz von Cellulose in Mittel A beträgt 25%, der Massenprozentsatz von Stärke beträgt 40% und der Massenprozentsatz von Aminosäuren beträgt 35%; Der Massenprozentsatz von Verzuckerungsase in Mittel B beträgt 65%; Der Massenprozentsatz von Zitronensäure beträgt 35%.
Das kontaminierte Sediment wird von einem Saugbagger ausgegraben und über eine Leitung zur Dehydratisierungsstelle transportiert. Während der Durchführung des Projekts wird das poröse Biopolymerisationsmittel unter Verwendung einer Pulver-Flüssigkeits-Rührvorrichtung in einer Konzentration von 1,1 Gew. -‰ konfiguriert. Die konfigurierte wässrige Lösung wird über eine Dreiwegeleitung in die Schlammförderleitung zugegeben. Die poröse Biopolymermittellösung wird vollständig mit dem Schlamm in der Leitung in der Leitung gemischt und zur Dehydratisierung in den geotechnischen Leitungsbeutel in der Dehydratisierungsstelle transportiert.
Während des Dehydratisierungsprozesses filtert der geotechnische Leitungsbeutel klares Wasser und hat eine große Wasserabgabe. Wenn der Beutelkörper zunimmt, wird das Wasser kontinuierlich gefiltert, und das gefilterte Wasser hat keinen offensichtlichen Geruch. Der Beutelkörper des geotechnischen Leitungsbeutels ist nicht verstopft. Das Restwasser bildet nach der Filterung durch Kieselsteine allmählich einen Biofilm, wobei der COD etwa 15 mg/l, der Ammoniakstickstoffgehalt etwa 1,8 mg/l, der TP etwa 0,07 mg/l und der pH-Wert des Restwassers etwa 7,6 beträgt. Der Boden im geotechnischen Leitungsbeutel kann zur Herstellung von grünem Pflanzboden verwendet werden.
Ausführungsbeispiel II
Die Fläche eines bestimmten Sedimentgewässers beträgt etwa 0,1 Quadratkilometer und der Feuchtigkeitsgehalt des Sediments beträgt etwa 65%. Das kontaminierte Sediment ist schlammiger Ton, und die Hauptschadstoffe sind Stickstoff- und Phosphorverschmutzung, der Stickstoffgehalt beträgt 3,6 mg/kg, der Phosphorgehalt beträgt 1178 mg/kg, der Gehalt an organischer Substanz ist hoch und der durchschnittliche Gehalt an organischer Substanz beträgt etwa 26,9 mg/kg. Das kontaminierte Sediment wurde durch die Wendepunktmethode, den Adsorptions- und Desorptionstest und andere Methoden bestimmt. Die durchschnittliche Dicke des verschmutzten Sediments beträgt etwa 0,5 Meter, so dass die Gesamtmenge des verschmutzten Sediments etwa 60.000 Tonnen beträgt.
Es werden 4,5 Tonnen des Mittels der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, von denen das Mittel A 2,9 Tonnen und das Mittel B 1,6 Tonnen beträgt. Der Massenprozentsatz von Cellulose in Mittel A beträgt 20%, der Massenprozentsatz von Stärke beträgt 50% und der Massenprozentsatz von Aminosäuren beträgt 30%; Der Massenprozentsatz von Verzuckerungsase in Mittel B beträgt 65%; Der Massenprozentsatz von Zitronensäure beträgt 35%.
Das kontaminierte Sediment wird von der Schlammpumpe ausgegraben und über die Leitung in den Sedimentvorbehandlungstank transportiert. Gleichzeitig wird das poröse Biopolymerisationsmittel unter Verwendung einer Pulver-Flüssigkeits-Rührvorrichtung in einer Konzentration von 1 Gew. -‰ in eine wässrige Lösung konfiguriert. Das Sediment des Vorbehandlungstanks wird durch eine Pumpe in den Schlammkonzentrationstank gepumpt, und eine Dreiwegeleitung ist an der gepumpten Leitung installiert. Die oben konfigurierte wässrige Lösung des Mittels wird über eine Dreiwegeleitung zu der Schlammförderleitung zugegeben. Die poröse Biopolymermittellösung und der Schlamm in der Leitung werden vollständig in der Leitung gemischt und in den Schlammkonzentrationstank transportiert, um eine Schlammwassertrennung zu erreichen. Dann wird der Sedimentkonzentrationstank konzentriert und durch eine Schlammpumpe zur Dehydratisierung in die Druckfiltrations- und Dehydratisierungseinheit des nachfolgenden Sedimentplattenrahmens gepumpt.
Während des Schlammwassertrennprozesses ist die Schlammwassertrenngrenzfläche im Sedimentkonzentrationstank offensichtlich und der Überstand hat keinen offensichtlichen Geruch. Der COD beträgt ca. 19 mg/l, Ammoniakstickstoff ca. 1,9 mg/l, TP ca. 0,08 mg/l und der pH-Wert ca. 7,8. Nach der Konzentration erreicht der Feststoffgehalt des Sediments 18%. Nach der Platten- und Rahmenfiltration erreicht der Feuchtigkeitsgehalt des Sediments 45% und die Dicke des Schlammkuchens erreicht 3 cm. Das dehydrierte Sediment kann zur Herstellung von grünem Pflanzboden verwendet werden.

Claims

Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Biopolymerisationsmittel eine unregelmäßige Kugel ist, die durch Mischen von 50-70 Gew.-% Mittel A und 30-50 Gew.-% Mittel B hergestellt wird, wobei der pH-Wert der unregelmäßigen Kugel 5,0-6,0 beträgt, wobei das Mittel A gleichmäßig durch Mischen von 10-30 Gew.-% Cellulose, 20-50 Gew.-% Stärke und 20-40 Gew.-% Aminosäure gebildet wird, wobei das Mittel B gleichmäßig durch Mischen von 40-70 Gew.-% Verzuckerungsase und 30-60 Gew.-% Zitronensäure gebildet wird.
Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel A gleichmäßig durch Mischen von 15-25 Gew.-% Cellulose, 30-50 Gew.-% Stärke und 30-40 Gew.-% Aminosäure gebildet wird.
Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel A gleichmäßig durch Mischen von 25 Gew.-% Cellulose, 40 Gew.-% Stärke und 35 Gew.-% Aminosäure gebildet wird.
Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel B gleichmäßig durch Mischen von 50-70 Gew.-% Verzuckerungsase und 30-50 Gew.-% Zitronensäure gebildet wird.
Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel B gleichmäßig durch Mischen von 65 Gew.-% Verzuckerungsase und 35 Gew.-% Zitronensäure gebildet wird.
Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unregelmäßige Kugel eine Teilchengröße von 1-3 mm hat.
Poröses Biopolymerisationsmittel zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unregelmäßige Kugel zu festen Teilchen mit einer Teilchengröße ≤ 20 mesh pulverisiert wird.
Verfahren zur Verwendung eines porösen Biopolymerisationsmittels zur Dehydratisierung von ökologischen Baggersedimenten in Flüssen und Seen gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Biopolymerisationsmittel in eine wässrige Lösung von 1-2 Gew. -‰ konfiguriert und zu einer Leitung zum Fördern des Schlamms zugegeben, vollständig gemischt und dann durch eine Leitung in einen geotechnischen Leitungsbeutel, einen Schlammlagerplatz oder eine andere Dehydratisierungsvorrichtung zur Schlammwassertrennung gepumpt wird, wobei die Verwendungsmenge des porösen Biopolymerisationsmittels 0,06‰-0,10‰ des Gewichts des zu behandelnden Sediments ausmacht.