CN1704348A - 环保疏浚底泥堆场余水处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种环保疏浚底泥堆场余水处理方法和系统。本发明提供的环保疏浚底泥堆场余水污染控制的方法，包括在堆场出水中投加絮凝剂，经过隔板混合池、折流式反应池、平流式沉淀池，由絮凝剂与污泥细颗粒结合而成的絮凝体沉淀下来，澄清后的水从排水口排出。本发明的方法可解决现有环保疏浚及普通疏浚工程实施过程中底泥堆场排放余水对受纳水体的污染问题。本发明还涉及用于实现上述环保疏浚底泥堆场余水处理方法的系统。本发明提出的处理方法及系统具有处理效果好、投药量少、运行成本低、出水水质易于控制的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保疏浚底泥堆场余水污染控制的方法及系统，可用于环保疏浚污染底泥堆场排放余水的污染控制及普通疏浚工程底泥堆场余水排放含泥浓度控制。
背景技术
环保疏浚是治理湖泊、港口及河道内污染源的重要手段，但由此引起的二次污染的防治一直是关注的热点，堆场余水处理是环保疏浚二次污染防治的重要内容之一。堆场余水中含有氮、磷、有机污染物及重金属污染物，这些污染物大部分粘附在悬浮颗粒上，如果不去除余水中的悬浮颗粒，这些富含污染物的悬浮颗粒随余水排到受纳水体，将造成受纳水体的二次污染(文献1：AndrewM.Lonhrer，Jennifer Jarrell Wetz.2003，Dredging-induced nutrientrelease from sediments to the water column in a southeasternsaltmarsh tidal creek.Marine Pollution Bulletin.46：1156～1163)。而这些悬浮颗粒比重较小，短时间内难以沉淀去除，并且疏浚工程的单位产水量大以及堆场空间的限制，余水处理已经成为疏浚工程正常运行的制约因素。
国内外常用的疏浚泥浆的泥水分离方法是使泥浆在底泥堆场自然沉淀，污泥沉淀在堆场，多余的水由底泥堆场排放口排出。由于污泥颗粒粒径较小，需要的沉淀时间很长，当疏浚后期污泥堆场的容积减小、泥浆的水力停留时间缩短而不足以使细颗粒污泥沉淀下来时，堆场排放的余水所携带的污泥颗粒及其粘附的污染物将污染环境，因此，仅用泥浆自然沉淀的方法往往不能满足环境保护的要求。
投加絮凝剂是加速细颗粒沉降速度、提高沉淀效果的有效方法。现有的方法是在输泥管加入絮凝剂，通过管道快速混合，在堆场内反应沉淀(文献2：Audun Hauge，Roger M.Konieczny，Per.Halvorsen，et.al.1998，Remediation of contaminated sediments inOslo harbour，Norway.Wat.Sci.Tech.37：299～305；文献3：MariaClaudia Barbosa.，Márcio de Souza Soares de Almeida.2001，Dredging and disposal of fine sediments in the state of Rio deJaneiro.Brazil Journal of Hazardous Materials 85：15-38；文献4：金相灿，荆一凤，刘文生等，湖泊污染底泥疏浚工程技术——滇池草海底泥疏挖及处置，环境科学研究，1999，12(5)：9～12页)。该方法的缺点是絮凝剂的用量大，处理效果滞后，难以及时控制余水的出水水质。
目前，对于受污染水体底泥的环保疏浚造成的二次污染已经引起重视，以清除受污染水体内污染源为目标的环保疏浚工程必须对余水水质加以严格控制，因此，开发高效、经济、实用的余水处理技术势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种经济有效的环保疏浚底泥堆场余水污染控制的方法，解决现有环保疏浚及普通疏浚工程实施过程中，当自然沉淀不能满足堆场余水排放水质要求时，底泥堆场排放余水对受纳水体的污染问题。
本发明的另一个目的是提供在上述方法中使用的堆场出水投药促沉处理系统。
本发明公开了一种在底泥堆场出水中投絮凝剂促使堆场出水携带的污泥细颗粒沉淀的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：
1)引导底泥堆场出水进入隔板混合池，在隔板混合池前将絮凝剂加入水中，絮凝剂与堆场出水混合；
2)隔板混合池出水流入折流式反应池，在折流式反应池中水的流速由大变小，完成絮凝反应；
3)折流式反应池出水流入平流式沉淀池，在平流式沉淀池中由絮凝剂与污泥细颗粒结合而成的絮凝体沉淀下来，澄清后的水从排水口排出。
在上述处理方法中，使用的絮凝剂可以是市售无机高分子絮凝剂、市售有机高分子絮凝剂或将市售无机高分子絮凝剂与市售有机高分子絮凝剂复配使用。其中，无机高分子絮凝剂如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺等，上述不同的絮凝剂均适用于本方法。絮凝剂的投加量根据堆场出水污泥浓度决定。絮凝剂加入方式为重力投加或用泵压入。
本发明还提供环保疏浚底泥堆场余水处理系统，用于实现环保疏浚底泥堆场余水处理方法，其中，该系统依次包括串联的隔板混合池、折流式反应池和平流式沉淀池。
在上述处理方法和系统中，混合装置为隔板混合池。利用隔板所产生的湍流进行混合。隔板混合池中的混合时间为20～30秒，水头损失控制在0.2～0.3米。
在上述处理方法和系统中，反应装置为折流式反应池。利用折流隔板形成廊道使流速逐渐由大变小，变化范围为进口0.5～0.6m/s至出口0.2～0.3m/s。余水在反应池中的水力停留时间为20～30分钟。
在上述处理方法和系统中，沉淀池采用平流式沉淀池。沉淀池长宽比≥4∶1，在场地条件允许的情况下，采用高的长宽比，有利于改善水力条件，减少死区。余水在平流式沉淀池中的水力停留时间≥2小时，在场地条件允许的情况下，提高水力停留时间，有利于提高沉淀效果。沉淀池底部沉淀污泥用机械方法挖除并返回污泥堆场。
与现行输泥管投药的方法相比，由于输泥管中疏浚泥浆的污泥浓度远远高于堆场出水中污泥浓度，疏浚泥浆中大部分都是细小的稳定颗粒，稳定颗粒上的吸附位需与絮凝剂的活性基结合才能形成絮凝体，稳定颗粒越多，要求与之结合的药剂量越大；而堆场出水中污泥浓度比疏浚泥浆的污泥浓度大为降低，水中所含的细小稳定颗粒浓度要少得多，需要的絮凝剂投加量也随之大幅度减少。此外，由于输泥管投药从施加投药措施到出水水质变化需几十小时，处理效果滞后，给水质控制带来困难，而本发明方法1～2小时即可反映出水效果，可根据堆场排放余水情况随时调整药剂的投加，方便灵活，节省运行费用。
本发明具有絮凝剂投加量少、处理成本低的优点，絮凝剂投加量为现行输泥管投药方法的1/10，药剂费仅为0.01～0.03元/m3泥浆。
处理效果好、适应性强、出水水质容易控制是本发明的又一特点，在疏浚泥浆浓度和堆场出水水质变化的条件下，仍然可以取得理想的处理效果。
所述方法和系统适用于底泥堆场的应用条件，是一种经济实用的余水处理方法和余水处理系统。
附图说明
图1为本发明污染底泥堆场余水投药处理工艺流程示意图。
图中箭头所示为水流方向。
图中标号：1为隔板混合池，2为折流式反应池，3为沉淀池布水区，4为平流式沉淀池，5为出水井，6为排水管。
具体实施方式
在底泥堆场中，大部分污泥颗粒被留存下来，而少量污泥颗粒被堆场排水携带排出，堆场排水中含有污泥颗粒的粒径很小，一般为粘粒级及细粉粒级，颗粒的重力沉降速度很慢，加之污泥颗粒表面带有负电荷，使污泥颗粒在水中形成稳定的分散体系而不易下沉。本发明在堆场排水中投入絮凝剂并引导其进入隔板混合池1，在池中絮凝剂扩散、水解、聚合，并与水中的污泥细颗粒接触，使污泥颗粒的稳定状态被破坏，凝聚作用开始发生。混合池的出水紧接着进入折流式反应池2，在该池中水流曲折行进，为导致颗粒凝聚的压缩双电层与电中和作用以及吸附架桥作用创造了良好的水力条件，絮凝颗粒逐渐变大，而通过廊道间距变化实现的水流流速减小保证了所形成的絮凝颗粒不被碰碎。含有大量絮凝颗粒的水流从折流式反应池最后一个廊道出来后通过沉淀池布水区3被均匀分配进入平流式沉淀池4，在沉淀池中絮凝颗粒由于重力作用被沉淀，絮凝剂在水中形成高聚合度化合物的絮体在沉淀过程中也可以吸附卷带水中细小颗粒共沉淀，从而使水得到澄清。澄清后的堆场排水流进设置在平流式沉淀池后面的出水井5，然后进入排水管6排出。
以下通过实施例具体描述本发明的实施方式。
实施例1
在堆场出水中投加无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁，投加量为20mg/L，按照上述实施方式引导堆场出水依次经隔板混合池(混合时间22秒，水头损失为0.28米)、折流式反应池(水力停留时间25分钟，进口流速0.59m/s，出口流速0.28m/s)、平流式沉淀池(长宽比4.5∶1，水力停留时间2.1小时)、出水井后，通过排水管排放，排放余水外观清澈透明，测定悬浮物浓度(SS)为32mg/L。
实施例2
在堆场出水中投加有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺1mg/L和无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁20mg/L，按照上述实施方式引导堆场出水依次经隔板混合池(混合时间23秒，水头损失为0.26米)、折流式反应池(水力停留时间26分钟，进口流速0.56m/s，出口流速0.27m/s)、平流式沉淀池(长宽比4.5∶1，水力停留时间2.2小时)、出水井后，通过排水管排放，排放余水外观清澈透明，测定悬浮物浓度(SS)为36mg/L。
实施例3
在堆场出水中投加复合高分子无机絮凝剂聚合硫酸铝铁，投加量为3mg/L，按照上述实施方式引导堆场出水依次经隔板混合池(混合时间24秒，水头损失为0.23米)、折流式反应池(水力停留时间28分钟，进口流速0.54m/s，出口流速0.25m/s)、平流式沉淀池(长宽比4.5∶1，水力停留时间2.3小时)、出水井后，通过排水管排放，排放余水外观清澈透明，测定悬浮物浓度(SS)为67mg/L。
比较例
将上述实施例1与现行输泥管投药方法对比，输泥管投药方法为在距输泥管出口100米处加入同一品种絮凝剂聚合硫酸铁，通过输泥管管道絮凝剂与流动的泥浆混合，在堆场内反应沉淀，结果见表1。
表1
| 编号 | 投药方式 | 絮凝剂品种 | 投加量(mg/L) | 出水SS(mg/L) |
| 1 | 输泥管投药 | 高分子无机絮凝剂聚合硫酸铁 | 200 | 40 |
| 2 | 本发明实施例1 | 高分子无机絮凝剂聚合硫酸铁 | 20 | 32 |
由表1可以看出，本发明方法药剂投加量为现行输泥管投药方法的1/10，处理效果良好。
Claims (6)
1.环保疏浚底泥堆场余水处理方法，其特征在于该方法包括下列步骤：
1)引导底泥堆场出水进入隔板混合池，在隔板混合池前将絮凝剂加入水中，絮凝剂与堆场出水混合；
2)隔板混合池出水流入折流式反应池，在折流式反应池中水的流速由大变小，完成絮凝反应；
3)折流式反应池出水流入平流式沉淀池，在平流式沉淀池中由絮凝剂与污泥细颗粒结合而成的絮凝体沉淀下来，澄清后的水从排水口排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所使用的絮凝剂为无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂或将无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂复配的絮凝剂，絮凝剂的加入方式为重力投加或用泵压入。
3.环保疏浚底泥堆场余水处理系统，用于实现权利要求1所述的环保疏浚底泥堆场余水处理方法，其特征在于，该系统依次包括串联的隔板混合池、折流式反应池和平流式沉淀池。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，隔板混合池中的混合时间为20～30秒，水头损失控制在0.2～0.3米。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，折流式反应池中利用折流隔板形成廊道使流速逐渐由大变小，变化范围为进口0.5～0.6m/s至出口0.2～0.3m/s，余水在反应池中的水力停留时间为20～30分钟。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，平流式沉淀池的长宽比≥4∶1，余水在平流式沉淀池中的水力停留时间≥2小时。
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