CN106698871A

CN106698871A - 一种清淤泥减量、无害、脱水利用处理方法

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Publication number: CN106698871A
Application number: CN201510793655.3A
Authority: CN
Inventors: 杨励昌; 杨志兴; 杨振兴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2017-05-24

Abstract

本发明涉及一种清淤泥减量、无害、脱水利用一体化处理方法，将湖库河涌的淤泥经冲洗至泥、沙石分离，第一次减量10％以上，用管道输送至泥浆池，加入FSA泥沙聚沉剂分离，接着泵抽泥浆至曝气池，采用鼓风气泵设备造气，每小时曝气1800立方其中含氧378立方，连续曝气催化和降解泥浆有机污染物，然后排入明渠过筛，流经渠底进行高强紫外光杀菌，每M³泥浆加入5～20公斤HEC固结剂，经渠流入均化池并调整含水率至80％，再泵抽至压榨机脱水，一次夹压60分钟产出片状固结物，1天内得出含水率25.5％，第二次减量55％，凉放时间越长含水率越低、减量更少，本发明优点是：淤泥经处理后减量大、固结土无害资源化，可直接用于工程回填土、护坡和绿化种植土。

Description

一种清淤泥减量、无害、脱水利用处理方法

技术领域

本发明涉及生态环境修复和湖库河涌疏浚清淤、减量、无害、再利用、低成本的机械外力压榨脱水固结一体化处理方法。

背景技术

随着工农业生产、经济的发展和城市集形化、人口的增长，所处区域水土流失以及湖库、河涌积淤不断增加，水土环境受到污染，防洪排涝调蓄容量减弱，航道萎缩不畅的后果；近年来人们不断探索湖库、河涌治理方法措施，如强化净化技术，水生植物修复和重建、底泥疏浚、清淤异地处理等措施，其中底泥疏浚异地处理是治理重要措施之一，而淤泥妥善处理及去处更是令人不断探究，其减量、无害、资源再生循环、低成本的异地处理、处置是可持续发展的方向。

传统的淤泥处理方法大至有以下几种：

1.外海卸弃，深圳市某河道淤泥去处为珠海黄茅海，有损害海洋生物生态。

2.东莞市某河道淤泥固化后采用凉晒、自然干硬、直接填埋不利环境保护要求，且占用和浪费土地资源。

3.焚烧利用和低温热解得用效率较低，只适应某种成份淤泥，未能大量应用，成本高、且底泥焚烧也有产生二恶英，烧制品建材由于重金属含量较高对人体健康有危害。

4.一种污染底泥修复剂与脱水后底泥混合均匀自然堆置，显然固化物混合均匀时工作量大，堆放有占用土地资源，且底泥有机污染物、重金属未做无害处理，底泥去处始终原地未决。

5.清淤泥浆脱水固结一体化处理方法，产出后不宜直接用于工程用土，只有经过无害化处理而无害化低于或等回填土无机和有机污染物的环境质量二级标准、且浸出液毒性低于标准值则为无污染，才能直接作为工程利用土。

发明内容

针对现有淤泥处理技术中存在问题与不足、减量不明显，淤泥中含有的污染物、重金属浸出液处理未达到无机污染物、有机污染物的环境二级标准和淤泥浸出液毒性鉴别标准，产出固化物带害的利用，或处理成本过高、经济化不合理，而资源化利用更没有实质性突破；本发明提出一种1减量化、2无害化、3资源化、4经济化的四合一的处理方法，能够取得进一步效果。所述的减量、无害、资源循环以及低成本处理的方法包括以下步骤：

一、一种河涌湖库清淤减量方法：

(1)半干半湿式清淤或湿式清淤是在底泥现场采取高压泵或吸泥设备，冲洗或搅拌底泥混浓于水，流向设定的抽泥池集中，沙子砾石沉底分离，也就是第一次现场减量10％-30％不等。

(2)将分出来的泥浆用高压泥浆泵连接管道(长距离时通过中间接力池)输送异地处理场储泥池。

(3)泥浆进处理场储泥池时按每立方泥浆加入0.005kg(FSA)泥沙沉聚剂，(专利号ZL200610166513.5)做泥水分离，分离出粒径为0.005～0.025MM的粘粒，然后采用泥浆泵抽入泥浆曝气增氧池。

二、一种淤泥曝气催化、增氧降污方法：由于湖库河涌底泥中吸附了很多有毒有害物质，淤积区常年的还原状态，为微生物提供了厌氧环境，以至溶解氧下降，硫化氢、硫醇、嘧啶和氨氮等有害物质含量上升，尤其是一些重金属难降解污染物质很容易沉积、并且缓慢地释放到淤泥中，然而在厌氧条件下河道底泥高价金属离子如铁、锰离子等被还原为低价离子如Fe2+、Mn2+与泥浆中存在的硫发生化学反应，形成稳定的黑色物质如FeS和MhS等污染物。本方法是通过人工造气催化和复氧技术、也就是采用曝气催化泥浆有机污染物，并将气体中含21％氧气充分溶解于浆液中，在高强度曝气催化下能够降低淤泥中有机物污染物的浓度20％～50％，提高液泥体溶解氧浓度和传递，促进液态混合还原状态。

泥浆曝气池长宽15M*15M，高4M，采用钢筋混凝土剪力墙护壁。

在曝气增氧池四周墙壁底部安装直径110MM钢质射气主管并连接中间分支曝气管，端部连接控制气阀、仪表调节气量，池底中间每隔3M纵、横方向安装一直径50MM钢质微孔曝气支管，并沿管长每隔500MM制作侧向射气孔，孔径2MM，对池中淤泥曝气均匀。

池顶两侧各安装一台11KW漩涡气泵连接曝气主管，并安装控制阀门、流量计及仪表，采用连续式曝气方式，最大正压65KPa，最大负压48KPa。

曝气时调整泥浆含水率至80％，以利于气体曝气催发均匀。

二台漩涡气泵以每小时制气1800立方米，其中含氧量378立方米均匀溶解于泥浆中，曝气中氧重量(20C°)487.6Kg/h，氧利用率大于30％，能在较短时间内催化污染物和提高溶解氧水平，增进矿物质的吸附与离子交换作用，从而进一步为紫外线杀菌提供条件。

在增氧曝气池后设置一条宽1.5M、长10M、高0.8M紫外模块设备明渠连接泥浆均化池。

三、一种泥浆液KCW/V紫外线杀菌方法：曝气增氧后泥浆流入明渠过筛机并通过在明渠底部安装的杀菌器进行高强度紫外线(UV)杀菌抑藻，紫外线对细菌或细胞照射，使大量细菌或细胞的主要成分核蛋白中的核酸分子，因大量吸收紫外线而发生性变，其生理活性被破坏，并受紫外线激射产生具有强氧化性的OH，与难降解有机污染物分子COD、TN、TP等发生化学反应，使之分解为小分子易解物质或CO₂和H₂O，能对微生物、臭氧、细菌和真菌起到抑藻和杀灭作用，并可起到除臭、除味、脱色的效果。

电气设备技术数据：供电电源采用三相四线AC380V、400Hz，电压220V/380V，输入配电开关箱且做重复接地，输出连接杀菌器控制柜。

紫外设备系统共安装5个模块，每个模块分为前后沿顺流水平方向紧接排列，每个模块安装10排、每排2支100W紫外线C(254nm)进口低压高强灯管，每支隔10*10CM间距排列组成，输出总功率10KW。

电子镇流器及接触器安装在电控柜内，电控柜防护等级不低于IP54，采用三相四线供电方式，电子镇流器内设置故障电子检测电路，紫外汞灯管或镇流器发生故障时，先关总电源，再检修。

安装过程：紫外线杀菌系统安装于敞开式消毒明渠中，紫外汞灯管水平排列于明渠内，距离渠底100MM，紫外汞灯管与泥浆流向一致平行连接排放，且汞灯管间排列间距相均等，灯管间距为100MM*100MM，使能够在10M明渠中5次重复照射、经流泥浆每一空间有均匀的紫外光量射杀细菌，以保持稳定的杀菌抑藻效果。

每个系统模块采用307不锈钢制成，外皮尺寸为长、宽、高1500*1500*300MM，共5个模块，采用开放式安装在泥浆过流明渠底部，维修时可将每排组灯拨起或插下，既集中安装又方便维修。

系统运行每小时可照射80立方米经明渠通过的泥浆量，每天可处理泥浆1500立方米以上，并经过杀菌率99％以上的淤泥浆进入均化池。

四、一种淤泥减量、无害、机械脱水固结一体化方法包含如下步骤：1从河涌湖库清淤泥现场减量后泵送异地处理场储泥池，2加FSA泥沙聚沉剂作泥水分离，3泵送曝气增氧池，4排出经过筛机，5流入明渠紫外光杀菌，6同时加入HEC固结剂进入均化池，7泵抽到压榨机夹压脱水、产出片状固化物、尾水循环利用，8然后铲运至工程回填土并压实或作种植土。

上述加药HEC掺配：从固化剂储存罐经过计量装置泵输向设备明渠，以每立方米泥浆加入5～20KgHEC专利产品(证书号：2003ED760040)高强耐水土体固结剂，经过设备筛明渠流入15M*15M*4M均化池，并调整含水率为80％。

上述泵抽到外力压榨机夹压脱水：一次夹压60分钟产出片状固化物，第二次减量55％(体积比)。

上述产出片状固化物停放24小时测出平均含水率小于25.5％，停放时间越长，含水率更低。

上述经紫外杀菌后为无害尾水，低于GB3838-2002《地表水环境质量标准》V类水标准，可进入循环水池重复使用，或无害排放。

五、一种无害淤泥压榨脱水技术工艺包含：河涌、湖库清淤泥供给系统；储泥及料粉供给计量系统；曝气增氧系统；紫外杀菌系统；机械脱水系统和固结土资源利用六部分；河涌湖库清淤系统包含现场疏浚清淤泥、沙石分离减量、泵压管送、接力池、至异地处理场储泥池；储泥及粉料供给系统包含淤泥储泥池、曝气增氧池、泥浆均化池、加药储存仓、自动加料装置和计量显示器、掺入FSA泥沙聚沉剂、加入HEC固化剂；曝气增氧系统包含11KW漩涡气泵2台及曝气管道、控制阀门和计量器、曝气1800M³/小时，其中含氧378M³输入曝气池；紫外杀菌系统包含10M明渠、泥浆过筛机、明渠紫外线杀菌器及配套系统；机械脱水系统包含泥浆泵、空压机及压力储存罐，厂房、压榨机械脱水、液压及配套设备；固化物工程利用部分包含产出固化片状物、装料机械及运输车辆、工程机械压实工艺。

附图说明

图1～图9为本工程发明工艺流程图。

图1原道状淤泥抽取；图2泵压淤泥管道输送异地处理场；图3泥浆曝气催化、增氧稀释COD污染物；图4曝气后通过明渠紫外杀菌；图5机械压滤脱水；图6淤泥浆杀菌后进入均化；图7机械压榨脱水卸料；图8淤泥固结物装车运出；图9产出固结土护坡加固。

具体实施方式

东莞市某河道工程试验实例：

六、减量化，本发明操作过程及试验实例：本次试验在河床丈量20M*25M、厚1M的长方体50立方米淤泥，第一次减量是：经过冲洗分离砂、砾石杂物9.96立方米占10％，接着将集泥池的泥浆用管道泵送到处理场储泥池。

每立方米泥浆加入0.005KgFSA泥沙沉聚剂做泥水分离，然后泵抽泥浆到曝气增氧池。

鼓风气泵每小时制气1800m³进行曝气增氧催化、降解污染物COD浓度至20％～50％。

经流向过筛机并通过设备明渠的杀菌器进行紫外光(UV)高强度杀菌消毒，排入均化池。

掺入HEC固化剂每立方米泥浆10Kg，经过明渠流入均化池，调整含水率至80％，最后泵抽泥浆到外力压榨机夹压脱水、产出18立方米片状固化物，显然第二次减量55％，一天内测得含水率25.5％，凉放时间更长含水率更少，尾水作循环使用。

七、无害化：无害化是淤泥处理后产出固结物经检验，符合国家标准GS18598-2001危险废物填埋污染控制标准。本方法是采用鼓风气泵制气1800立方米/h，其中含纯氧378立方米/h，进行催化和复氧处理，浆液经过曝气催化和复氧降低有机污染物，提高液泥体溶解氧浓度，然后进行紫外光高强度杀菌99％以上，使污染物控制在淤泥浸出液毒性标准值范围内，淤泥脱水固结物无害试验包含：总镉、总汞、总砷、总铅、总铬、六价格、总铜、总镍、总锌为必检项目，固化产出物淤泥浸出毒性鉴别标准值符合国家GB18598-2001危险废物填埋污染控制标准，并且固结土污染物指标低于或等于回填土无机和有机污染物的环境质量第二级标准值，且浸出液毒性鉴别低于GB5085.3标准值，则为无污染。处理后的淤泥可直接作用于工业、商业、居住用回填土和绿化种植土，但需根据不同地区、不同土壤和环境条件的差别而适用地方不同标准。

淤泥毒性物质的浸出方法及分析方法按国家标准GB5085.3的规定执行。

淤泥浸出毒性鉴别标准值GB5085.3，表一

有机汞、无机氟物(不包括氟钙)、氰化物(以CN计)

淤泥固结物经检验符合国家标准GS18598-2001危险废物填埋污染控制标准。

东莞市某河道工程检测报告号SZGD20130315-6淤泥固结物检测结果：表二

序号	检测项目	检测结果	单位
				1	PH值	7.82	-
2	含水率	11.01	％
				3	镉	＜0.008	Mg/L
4	总铬	0.01	Mg/L
				5	汞	0.0256	Mg/L
6	六价铬	＜0.004	Mg/L
				7	镍	0.17	Mg/L
8	铅	＜0.08	Mg/L
				9	砷	0.0091	Mg/L
10	铜	0.60	Mg/L
				11	烷基汞	未检出	Mg/L
12	锌	0.04	Mg/L

东莞市某河道工程淤泥固化检测总体评价表：

表三

按照检测结果指标相对标准值，经固化处理后的淤泥中重金属含量比固化处理前综合减少59.82％，其中铅减少量多，达到99.9％，最少的总铬了减少达12.5％，总体符合合格标准。

八、资源化：产出固化物自然凉放72小时含水率为23.3％，此时采用挖掘机装土、自卸车运土到工程现场回填，层厚每隔400MM经压实一遍，压实后密实度大于0.92，抗压强度28天f大于100kPa。

东莞市某河道工程固结产出物检测报告：编号T2013-045 表四

淤泥固结物密实度检测报告号YSD2013B081、执行规范SL237-1999 表五

根据固结土回填土试验结果，抗压强度f大于100KPa，抗剪强度为内摩擦角Φ＞150°，压缩系数α_1-2＜0.05MPa^-1，渗透系数k＜10^-4cm/s，地基承载力特征值fak＞100KPa，固化物性能指标符合岸坡回填土要求。

东莞市某河道工程实施按下列步骤：

1东莞市某河道经试验成功后进行实施，河道长3.2公里，平均河宽78M，积淤厚0.9M～1.9M，清淤量为257800立方米，采用半干半湿式清淤，除现场分离出沙砾石占量58700M³外，其余199100M³用高压泵冲击积淤浓于水，然后泵压管道并经接力输送处理场储泥池。

2每立方米泥浆加入0.005KgFSA泥沙沉聚剂除氮分离。

3抽泥浆进入曝气池，采用漩涡气泵制气1800M³/h对泥浆进行连续式催化，并将气体中含氧378M³/h溶解于浆液中，能在较短时间催化和降低重金属污染物浓度20％～50％。

4泥浆经曝气增氧催化降污后排入过筛机经明渠紫外光杀菌器杀菌消毒，经流泥浆杀菌率达99％以上。

5泥浆经明渠加药HEC固结剂每立方泥浆掺配10Kg并进入均化池。

6泵抽泥浆到压榨机脱水，每次夹压60分钟卸下固结物并连续进行，每条生产线产出量每天为130M3，安装三条生产线每天将产出390M³。

7共计产出固结物82300M³，减量58.66％，平均含水率26.05％。

8产出固结物无害检验结果：

东莞市某河道工程淤泥固结土检测报告号SZGD20130322-6 表六

序号	检测项目	检测结果	单位
				1	PH值	7.72	-
2	含水率	27.31	％
				3	镉	＜0.008	Mg/L
4	总铬	0.01	Mg/L
				5	汞	0.0039	Mg/L
6	六价铬	＜0.004	Mg/L
				7	镍	0.17	Mg/L
8	铅	＜0.08	Mg/L
				9	砷	0.0099	Mg/L
10	铜	0.46	Mg/L
				11	烷基汞	未检出	Mg/L
12	锌	0.02	Mg/L

东莞市某河道工程淤泥固结土检测报告号SZGD20130419-8 表七

序号	检测项目	检测结果	单位
				1	PH值	8.14	-
2	含水率	24.8	％
				3	镉	＜0.008	Mg/L
4	总铬	0.02	Mg/L
				5	汞	＜0.0002	Mg/L
6	六价铬	＜0.004	Mg/L
				7	镍	0.05	Mg/L
8	铅	＜0.08	Mg/L
				9	砷	0.0039	Mg/L
10	铜	0.15	Mg/L
				11	烷基汞	未检出	Mg/L
12	锌	0.03	Mg/L

淤泥毒性物质的浸出方法及分析方法按国家标准GB5085.3的规定，检测报告值显示符合国家标准GS18598-2001危险废物填埋污染控制标准。

九、经济化：本方法现阶段淤泥固化处理成本单价每立方米自然方为86～96元(1公里内)，比较“云南省住房和城乡建设厅、云南省发展和改革委员会的批复”云建城[2012]212号文件中淤泥固化单价103.33元/M3，相对成本有所降低；主要有：1清淤泥及固结过程减量带来运输费减少；2淤泥占用和堆放场地费减少；3无毒尾水可循环利用；4无害指标更佳、资源再生利用更广泛；而环保质量的提高是对社会价值贡献的关键所在。

Claims

1.一种清淤泥减量、无害、资源利用、机械脱水固结一体化处理方法包含以下步骤：

(1)将湖库河涌的淤泥经现场泵压冲洗，使泥、沙石杂物分离，第一次减量10％以上；

(2)采用泥浆泵经管道输送异地储泥池，每立方米泥浆加入0.005KgFSA泥沙聚沉剂做泥水分离；

(3)从储泥池抽泥浆到曝气池采用鼓风气泵设备造气催化、增氧和降解污染物；

(4)从泥浆曝气池排出明渠过筛并经紫外杀菌器杀菌后进入泥浆均化池；

(5)每立方泥浆加入5～20KgHEC高强耐水土体固结剂混合均匀；

(6)泵抽泥浆到外力压榨机夹压脱水，产出无害片状固结物，凉放1天得出含水率25.5％以下，第二次减量55％以上。

2.根据权利要求1所述清淤泥减量其特征是以湖库、河涌每立方米原状淤泥经处理后固结物为0.35立方米以下，减量65％以上。

3.根据权利要求1所述无害、资源利用、机械脱水固结一体化处理方法其特征是：从储泥池泵抽泥浆到曝气池，采用鼓风气泵设备连接泥浆曝气池安装的微孔曝气管，对泥浆连续均匀曝气催化，将气体及其含氧量充分溶解均于浆液中，经过曝气增氧对泥浆污染物稀释和降解，然后流入过筛机并通过在明渠安装的紫外杀菌器进行紫外线杀菌除污，能够在明渠中经流过的泥浆每一空间均有紫外光量射杀细菌消毒，经机械脱水后产出无害固结土，可直接作工程回填土、护坡和种植土。