CN102849917A - 一种湖泊河道疏浚淤泥的连续在线滤袋式脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湖泊河道疏浚淤泥的连续在线滤袋式脱水方法，通过在管道混合器中，将设定浓度的PAC和PAM定量、连续地加入，淤泥在管道混合器及滤袋中在线进行混凝反应，最后由滤袋中压力和重力作用下，实现快速脱水。使用本发明提供的方法，淤泥的脱水速率可以达到2m³/h，比传统自然脱水工艺提高了近5倍，脱水淤泥的含水率可以降低到65%，比传统自然脱水工艺提高了1.5倍。本发明工艺作为一种连续在线的脱水技术，可以大大提高污泥脱水效率，减少淤泥的体积，降低淤泥处理成本；而且此工艺适应性强、效率高、不形成二次污染；可以广泛用于道路、堤防或制作建材，为工程上提供大量的再生土地资源。

Description

一种湖泊河道疏浚淤泥的连续在线滤袋式脱水方法

技术领域

本发明为一种涉及湖泊河道疏浚淤泥的脱水技术，特别是一种湖泊河道疏浚淤泥的连续在线滤袋式脱水技术。 

背景技术

随着城市规模的不断扩大，国民经济及工农业生产的快速发展，大量富含氮磷的污染物流入河道，导致湖泊及城市内河富营养化问题日益严重；环保疏浚是解决湖泊河流富营养化的重要手段。疏浚淤泥具有以下几个特点：（1）含水率高，一般均在90%以上，造成淤泥体积庞大：（2）属于高有机质的粉质粘土质类型，含有丰富的有机质，易发生腐败，造成恶臭等污染；（3）含有丰富的氮（N）、磷（P）等植物营养元素，易引起水体富营养化；（4）含有重金属污染物。疏浚淤泥具有的以上特点决定了淤泥打捞上来之后，必须进行妥善地处理和处置，否则淤泥中的N、P及重金属等将随着降雨重新进入地表径流，进入河道和湖泊，造成新的污染，最终导致前期富营养化治理工程前功尽弃。 

淤泥庞大的体积，给其运输、焚烧以及填埋等传统处理处置方法带来很大的困难，而且疏浚淤泥若不能快速干化，就会占用大量的土地资源，影响环保疏浚的进度和疏浚的工程投资。尤其在城市内河的污染整治中，由于土地资源的短缺，这一矛盾更加凸现。因此，疏浚淤泥的脱水技术及其设备的开发成为环保疏浚治理措施的重要环节和保障。 

目前，疏浚淤泥的脱水方法主要有自然干化和机械脱水两种。自然干化主要采取表面开沟、埋设暗管等措施，通过蒸发、渗滤等自然途径实现脱水，必要时采取一定的人工强化措施加速这一自然过程。机械脱水干化方法是指将打捞上来的疏浚淤泥运输到固定场地，运用传统的脱水机械设备脱水，然后再进行深度处理的方法。传统的机械脱水方式有带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机等。 

以上技术尽管都能在一定程度上解决目前城市疏浚淤泥的脱水干化问题，但是都具有一定的缺陷：首先，自然干化脱水方式效率太低，主要靠自然蒸发和渗滤，脱水速度慢，淤泥在现场需要占用大量的土地面积，遇上较强降雨，容易导致二次污染。而传统的机械脱水方法则有能耗高，需要特殊的场地等诸多不便，更重要的是，因为淤泥含水率高，带来了淤泥运输成本。这些技术或经济条件的缺陷制约了环保疏浚技术在实际中的应用。本发明开发的湖泊河道疏浚淤泥连续在线滤袋式脱水技术是一种高效、低廉的原位脱水技术，它对保障环保疏浚工程的顺利进行，解决淤泥的二次污染都具有重要意义。 

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种快速、高效、适用性广的湖泊河道疏浚淤泥脱水技术，解决传统淤泥脱水技术效率低、成本高、适用性差等问题。本发明将管道混合器和特制的脱水滤袋连接，用污泥泵将疏浚淤泥连续稳定地抽入管道，在管道混合器中在线连续加入特定浓度的絮凝剂PAC和PAM，淤泥在管道混合器和滤袋中进行充分的混凝反应，淤泥粒径变大（从粒径＜0.5mm提升到粒径3~5mm），接着进入具有亲水性的聚酯材料滤袋（型号WJW0990903，孔径23目），通过水压和重力的作用使淤泥中的水分迅速通过滤袋，同时淤泥被截留在滤袋中，短时间内淤泥的含水率从95%左右降低到65%左右。 

本发明将絮凝剂处理和滤袋脱水联合起来。絮凝剂可以有效地降低淤泥的比阻（原始淤泥比阻为8.7×107*s2/g，添加适量絮凝剂后比阻降低到2.0×107*s2/g左右），克服了传统滤袋脱水容易堵塞、易漏泥的现象，大大提高脱水速度。以普通滤袋3927为例，添加絮凝剂后过滤速度从0.2m3/m2·h提升到0.6m3/m2·h，淤泥流失率从24%降低到1%以下。 

本发明通过实验，确定了不同淤泥含水率条件下（84%、86%、88%、90%、92%、94%、96%、98%）絮凝剂的最佳添加量，见图1，以确保淤泥混凝后粒径在3-5mm、比阻为1.0-3.0×107*s2/g，以及特制滤袋能够达到最佳脱水效果。 

本发明中通过广泛比选，确定采用聚酯材质的滤布（型号WJW0990903），孔径20-25目为材质加工制作滤袋。该滤袋具有很好的亲水性，不易被淤泥吸附，该滤布的过滤性能比普通材料滤布有大幅度提升，在添加絮凝剂条件下，普通滤布3927和此滤布的过滤速度分别为0.6m3/m2·h和1.5m3/m2·h，脱水效果比常用滤布提高了1.5倍，滤布的使用优化获得了意想不到的技术效果。 

本发明中絮凝剂添加方法为在管道混合器中连续在线添加，无需建造混合池预先混合，节约了建造成本，提高了处理效率。絮凝剂PAC和PAM的添加浓度分别为15-25和1.5-2.5g/L。 

本发明河道淤泥生态滤袋脱水技术具有成本低、适用性强、效率高等特点；与自然干化法相比具有占地小、适应性强、不会受天气情况影响、不易产生二次污染等特点。与机械处理法相比具有能耗少、经济成本低的特点。经过脱水的淤泥体积大大下降，便于后续的处理。脱水后淤泥如果得到有效的固化处理后，可以变废为宝，固化处理后的淤泥广泛用于道路、堤防或制作建材，为工程上提供大量的再生土地资源。 

附图说明

图1淤泥含水率对絮凝剂最佳投加量的影响 

图2不同材质滤袋淤泥过滤速度对比 

图3中试规模的袋式脱水过程中淤泥含水率随时间的变化曲线 

图4疏浚淤泥的连续在线滤袋式脱水技术流程(1.储泥池 2.污泥输送泵 3.压力控制器 4.压力表 5.管道混合器 6.流量计 7.脱水滤袋 8.PAC储存罐 9.PAM储存罐 11、12计量泵) 

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于此。 

下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所需试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。 

实例1淤泥不同含水率条件下絮凝剂投加量 

疏浚淤泥在不同含水率条件下投加不同量的絮凝剂，观察絮体的大小、测量上清液透过率、泥饼比阻等。增加絮凝剂添加量，淤泥絮体逐渐增大，当絮体大小达到3~5mm的时候，认为这时为最佳絮凝点。同时增加絮凝剂的量可以有效地降低淤泥泥饼的比阻，开始下降的很快，当达到一定程度时下架趋势趋于缓和或逐渐没什么变化。综合以上几点我们得出了不同含水率下的絮凝剂的最佳曲线，见图1。 

实例2最佳絮凝剂投加量下滤袋材质对过滤速度的影响 

试验选取普通滤袋材料：621、750A、3927、521、747、260、758和特殊材料WJW0990903，将含水率为96%的淤泥，在最佳絮凝剂投加量的条件下，分别泵入不同材质的滤袋中，通过记录各个滤袋在1个小时内淤泥过滤量，并结合滤袋表面积，得到不同材质滤袋的过滤速度如图2所示，可见材料为WJW0990903的滤袋的过滤速度明显高于其它材质。 

实例3河道淤泥袋式脱水的中试 

当滤袋体积约为1m³，过滤面积为3m2，处理的淤泥含水率为96%，体积为5m³，按照絮凝剂最佳投加量来投加絮凝剂。不停的将淤泥抽入滤袋中，维持滤袋中压强为0.1MPa，进行连续在线脱水实验。通过多次实验得出了滤袋中淤泥含水率变化曲线（图3）。由图可见，淤泥的含水率随着试验时间的延长，得到了大大降低。短时间（小于1小时）内含水率从96%下降到75%左右，而且，通过进一步延长试验时间，含水率还可以降低到65%左右。 

实例4中试技术流程介绍 

如图4所示，储泥池1中，含水率为96%的淤泥，通过污泥输送泵2抽入管道中，调节 压力控制器3，使控制压力表4的读数为0.1MPa。淤泥随后进入管道混合器5，在管道混合器中与絮凝剂充分混合。絮凝剂通过两台机械隔膜计量泵11和12投加，PAC投加量为400ppm，PAM投加量为20ppm。充分混合的淤泥和絮凝剂发生混凝反应，絮体逐渐变大，比阻迅速下降，随后进入脱水滤袋7中，实现泥水分离。脱去的水分清彻，SS未能检测，直接排放。脱水后的淤泥含固率可以达到65%以下，进行深度资源化利用。 

虽然本发明已以较佳实例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权力要求书所界定的为准。 

Claims (3)

1.一种湖泊河道疏浚淤泥的连续在线滤袋式脱水方法，其特征在于工艺流程为：在恒定输送压力下将疏浚淤泥经过管道混合器送入特制的滤袋；在管道混合器中，将设定浓度的PAC和PAM定量、连续地加入；使淤泥在管道混合器及滤袋中进行在线混凝反应，在压力和重力作用下，在滤袋中实现淤泥快速脱水；所述滤袋为亲水性聚酯类材料，孔径为20-25目，采用的过滤速率为1.0-2.0m³/m²·h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于PAC和PAM的连续投加要求是：保证改性后的淤泥粒径为3-5mm，比阻为1.0-3.0×10⁷*s²/g，PAM为阳离子型，PAC和PAM的配制浓度分别为15-25和1.5-2.5g/L。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于PAC和PAM投加方式为管道混合器在线连续投加。

Images