CN108516658B - 一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备及方法，设备包括潜水泵，潜水泵出口通过加药泵和氧化反应罐入口连接，氧化反应罐出口和振动筛分机入口连接，振动筛分机粗颗粒出口和粗颗粒收集槽入口连接，振动筛分机泥浆出口和泥浆槽入口连接，泥浆槽出口通过提升泵、阀门和旋流分离器入口连接，旋流分离器中颗粒出口和中颗粒收集槽入口连接，旋流分离器废水出口和絮凝反应池入口连接，絮凝反应池出口和微滤机入口连接，设备通过布水管线处理通过围堰分割成的河道形成的区域；方法是通过氧化作用去除底泥中的还原态污染物，把干净的底泥按不同粒径筛分出来，并分别覆盖于河道中，同时对废水进行处理和回用，减少底泥的后续处理和处置成本。

Description

一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备及方法

技术领域

本发明涉及环境保护与资源综合利用技术领域，具体涉及一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备及方法。

背景技术

底泥是河道生态系统物质循环中的一个重要环节，底泥中淤积的大量有机物发生厌氧生物降解，生成硫化氢、氨、硫醇等发臭物质，同时形成还原态的黑色物质，底泥耗氧是导致河道水体发生黑臭的重要原因之一。同时底泥中营养盐等污染物的释放引发水体二次污染，导致突发事故、富营养化、藻类爆发等。河流黑臭底泥的内源释放在很大程度上延缓和限制了黑臭水体的修复速度和修复效果，因此底泥的处置在黑臭水体治理工作中必须予以重视。

目前常用的底泥修复技术包括异位修复和原位修复。异位修复一般指清淤疏浚，通过挖掘或抽吸作业将含有大量污染物和病菌的底泥从河道中彻底移除，运送到其他地方进行处理和处置，但这种方法成本高，需要占用面积很大的土地堆放底泥，而且缺乏对底泥的后续处理，在底泥转运和堆放的过程中易导致污染扩散；原位修复是指向河道中投加不同材料，如投加沙砾、黏土、沸石等物理材料，通过物理覆盖作用阻止污染物向上覆水转移，物理覆盖会抬高河床，减少水体容量，对于淤积层较厚的河道并不适用。另一种方法是投加稳定剂、固化剂等化学试剂，改变底泥的化学性质，使污染物质稳定在底泥中不易析出，但当温度、pH等环境条件发生变化，污染物会重新释放进入水体。无论使物理覆盖还是化学方法都没有将污染物从河道中转移出来，只能暂时降低底泥中的污染物向水体释放的程度。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备及方法，将底泥从河道中抽取出来，通过氧化作用去除底泥中的还原态污染物，消除黑臭，把干净的底泥按不同粒径筛分出来，并分别覆盖于河道中，同时对废水进行处理和回用，避免污染的扩散，减少底泥的后续处理和处置成本。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备，包括潜水泵2，潜水泵2的入口和通过格栅1过滤后河底污泥连通，潜水泵2的出口通过第一加药泵4与氧化反应罐5的顶部入口连接，第一加药泵4的加药口和氧化剂发生器3的出口连接，氧化反应罐5的底部出口和振动筛分机7的入口连接，振动筛分机7的粗颗粒出口和粗颗粒收集槽8的入口连接，振动筛分机7的泥浆出口和泥浆槽9的入口连接，泥浆槽9的出口通过提升泵10、阀门11和旋流分离器13的入口连接，旋流分离器13的中颗粒出口和中颗粒收集槽14的入口连接，旋流分离器13的废水出口和絮凝反应池15的入口连接，絮凝反应池15的加药口通过第二加药泵17和絮凝剂储罐16的出口连接，絮凝反应池15的出口和微滤机18的入口连接。

所述的一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备19通过布水管线20处理通过围堰21分割成的河道22形成的区域。

所述的氧化剂发生器3、氧化反应罐5构成底泥氧化系统；振动筛分机7、旋流分离器13构成泥水分离系统；絮凝反应池15、微滤机18构成水质净化系统，围堰21、潜水泵2、格栅1、布水管线20构成取泥和回用系统。

一种黑臭河道底泥的原地清洗和回用方法，包括以下步骤：

第一步，在河道22中设立围堰21；

第二步，在围堰21内布置布水管线20，通过潜水泵2吸出河道22内5-20cm表层底泥，通过格栅1拦截垃圾、石块物质，将泥浆抽至氧化反应罐5，泥浆含水率控制在90％以上；

第三步，利用加药泵4将氧化剂发生器3生成的氧化剂泵入氧化反应罐5，与泥浆充分混合，泥浆在氧化反应罐5中的停留时间为15-20分钟，氧化反应罐5出料泥浆烘干后有机质含量需控制在5％以下；

第四步，氧化反应罐5出料的泥浆进入振动筛分机7，将泥浆中粒径大于0.15mm的粗颗粒筛分出来，放置在粗颗粒收集槽8中备用，剩余泥浆进入泥浆槽9；

第五步，泥浆槽9的泥浆通过提升泵10进入旋流分离器13，调节阀门11，筛分出粒径为0.025mm以上的中颗粒，放置在中颗粒收集槽14中备用；旋流分离器13分离出的粒径小于0.025mm的颗粒随剩余废水进入絮凝反应池15；

第六步，絮凝剂储罐16中的药剂通过第二加药泵17进入絮凝沉淀池15，与絮凝沉淀池15内的废水充分反应生成絮状沉淀，浓缩后作为危废处理；上清液进入微滤机18进一步过滤SS，出水直接排回河道，出水水质需保证好于《地表水环境质量标准》中的Ⅴ类水标准；

第七步，将中颗粒收集槽14中的中颗粒均匀撒布于围堰21中，待沉降完全后，再将粗颗粒收集槽8中的粗颗粒均匀撒布于围堰21中。

所述的围堰21在河道22中相邻布置多个同时作业，拆除围堰21时由内部向外部拆除。

本发明的先进之处在于：通过氧化反应可去除底泥中的还原态物质和病菌，提高底泥的氧化还原电位，消除黑臭并实现底泥的无害化；通过底泥分级，去除污染物质含量最高的细颗粒，将清洗干净的中颗粒和粗颗粒分别回填，可以起到物理阻隔的作用，实现底泥的减量化和资源化；与传统的原位覆盖技术和疏浚技术相比，本发明既可将污染源彻底从水体中清除出去，又减少了疏浚底泥运输和处置的成本，是一种极具应用前景的黑臭河道底泥修复技术。

附图说明

图1为本发明设备的结构示意图。

图2为本发明设备的现场布局示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参照图1，一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备，包括潜水泵2，潜水泵2的入口和通过格栅1过滤后河底污泥连通，潜水泵2的出口通过第一加药泵4和氧化反应罐5的顶部入口连接，第一加药泵4的加药口和氧化剂发生器3的出口连接，氧化反应罐5的底部出口通过流量计6和振动筛分机7的入口连接，振动筛分机7的粗颗粒出口和粗颗粒收集槽8的入口连接，振动筛分机7的泥浆出口和泥浆槽9的入口连接，泥浆槽9的出口通过提升泵10、阀门11、压力表12和旋流分离器13的入口连接，旋流分离器13的中颗粒出口和中颗粒收集槽14的入口连接，旋流分离器13的废水出口和絮凝反应池15的入口连接，絮凝反应池15的加药口通过第二加药泵17和絮凝剂储罐16的出口连接，絮凝反应池15的出口和微滤机18的入口连接。

参照图2，所述的一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备19通过布水管线20处理通过围堰21分割成的河道22形成的区域。

所述的氧化剂发生器3、氧化反应罐5构成底泥氧化系统；振动筛分机7、旋流分离器13构成泥水分离系统；絮凝反应池15、微滤机18构成水质净化系统，围堰21、潜水泵2、格栅1、布水管线20构成取泥和回用系统。

参照图1和图2，一种黑臭河道底泥的原地清洗和回用方法，包括以下步骤：

第一步，在河道22中设立围堰21，围堰21规格可以为但不限于1m×1m或2m×2m，围堰21采用钢板材质，下部深入底泥50cm固定，上部露出水面30cm；

第二步，在围堰21内布置布水管线20，通过潜水泵2吸出河道内5-20cm表层底泥，通过格栅1拦截垃圾、石块等较大物质，将泥浆抽至氧化反应罐5，泥浆含水率控制在90％以上；

第三步，利用加药泵4将氧化剂发生器3生成的氧化剂泵入氧化反应罐5，泥浆在氧化反应罐5中的停留时间为15-20分钟，使氧化剂与泥浆充分接触混合，使底泥中的有机质、硫化物等还原性物质被充分氧化，消除黑臭，同时使一些物质由结合态变为可溶态，从底泥释放进入水中，另外二氧化氯、臭氧等氧化剂还有杀菌的作用；氧化反应罐5出料泥浆烘干后有机质含量需控制在5％以下，氧化剂实际用量配比按底泥有机质含量和控制指标进行现场小试确定；

第四步，氧化反应罐5出料的泥浆进入筛网为100目的振动筛分机7，将泥浆中粒径大于0.15mm的粗颗粒筛分出来，放置在粗颗粒收集槽8中备用，剩余泥浆进入泥浆槽9；

第五步，泥浆槽9的泥浆通过提升泵10进入旋流分离器13，调节阀门11，筛分出粒径为0.025mm以上的中颗粒，放置在中颗粒收集槽14中备用；旋流分离器13分离出的粒径小于0.025mm的颗粒随剩余废水进入絮凝反应池15；

第六步，絮凝剂储罐16中的药剂通过第二加药泵17进入絮凝沉淀池15，与絮凝沉淀池15内的废水充分反应生成絮状沉淀，浓缩后作为危废处理；上清液进入微滤机18进一步过滤SS，出水直接排回河道，出水水质需保证好于《地表水环境质量标准》中的Ⅴ类水标准；

第七步，将中颗粒收集槽14中的中颗粒均匀撒布于围堰21中，待沉降完全后，再将粗颗粒收集槽8中的粗颗粒均匀撒布于围堰21中，起到阻隔下层底泥中的污染物质释放进入水体的作用。

所述的围堰21在河道22中相邻布置多个同时作业，拆除围堰21时由内部向外部拆除。

通过以上步骤实施，可达到以下技术效果：

(1)消除黑臭：以二氧化氯为例，二氧化氯可以与底泥中的腐殖酸等有机物发生氧化反应，同时很快将硫化物氧化成硫酸盐，快速消除黑臭；并且增加底泥氧化还原电位和水体中的溶解氧，减小耗氧速率。

(2)底泥无害化：二氧化氯去除还原态污染物质的同时，对底泥中的细菌、真菌、病毒等有很强的灭活能力，可迅速杀灭大肠杆菌、异细菌、铁细菌、脊髓灰质炎病毒、肝炎病毒以及细菌芽孢和胞囊等，实现底泥的无害化。

(3)底泥减量化：通过分级将底泥分为粗颗粒、中颗粒、细颗粒，后期只需处理污染物质含量最高的细颗粒。按初始泥浆含水率90％、细颗粒含量50％、浓缩后的细颗粒含水率为60％计算，产生的浓缩污泥体积仅为初始泥浆的1/50，使需要最终处置的泥量大大缩减。

(4)底泥资源化：通过底泥分级筛分出的中颗粒和粗颗粒可分别重新回填进入河道，可以起到物理阻隔的作用，实现底泥的资源化利用。

Claims (4)

1.一种黑臭河道底泥的原地清洗和回用方法，其特征在于，一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备，包括潜水泵（2），潜水泵（2）的入口和通过格栅（1）过滤后的河底污泥连通，潜水泵（2）的出口通过第一加药泵（4）和氧化反应罐（5）的顶部入口连接，第一加药泵（4）的加药口和氧化剂发生器（3）的出口连接，氧化反应罐（5）的底部出口和振动筛分机（7）的入口连接，振动筛分机（7）的粗颗粒出口和粗颗粒收集槽（8）的入口连接，振动筛分机（7）的泥浆出口和泥浆槽（9）的入口连接，泥浆槽（9）的出口通过提升泵（10）、阀门（11）和旋流分离器（13）的入口连接，旋流分离器（13）的中颗粒出口和中颗粒收集槽（14）的入口连接，旋流分离器（13）的废水出口和絮凝反应池（15）的入口连接，絮凝反应池（15）的加药口通过第二加药泵（17）和絮凝剂储罐（16）的出口连接，絮凝反应池（15）的出口和微滤机（18）的入口连接；

所述的一种黑臭河道底泥的原地清洗和回用方法，包括以下步骤：

第一步，在河道（22）中设立围堰（21）；

第二步，在围堰（21）内布置布水管线（20），通过潜水泵（2）吸出河道（22）内5-20cm表层底泥，通过格栅（1）拦截垃圾、石块物质，将泥浆抽至氧化反应罐（5），泥浆含水率控制在90%以上；

第三步，利用第一加药泵（4）将氧化剂发生器（3）生成的氧化剂泵入氧化反应罐（5）与泥浆充分混合，泥浆在氧化反应罐（5）中的停留时间为15-20分钟，氧化反应罐（5）出料泥浆烘干后有机质含量需控制在5%以下；

第四步，氧化反应罐（5）出料的泥浆进入振动筛分机（7），将泥浆中粒径大于0.15mm的粗颗粒筛分出来，放置在粗颗粒收集槽（8）中备用，剩余泥浆进入泥浆槽（9）；

第五步，泥浆槽（9）的泥浆通过提升泵（10）进入旋流分离器（13），调节阀门（11），筛分出粒径为0.025mm以上的中颗粒，放置在中颗粒收集槽（14）中备用；旋流分离器（13）分离出的粒径小于0.025mm的颗粒随剩余废水进入絮凝反应池（15）；

第六步，絮凝剂储罐（16）中的药剂通过第二加药泵（17）进入絮凝反应池（15），与絮凝反应池（15）内的废水充分反应生成絮状沉淀，浓缩后作为危废处理；上清液进入微滤机（18）进一步过滤SS，出水直接排回河道，出水水质需保证好于《地表水环境质量标准》中的Ⅴ类水标准；

第七步，将中颗粒收集槽（14）中的中颗粒均匀撒布于围堰（21）中，待沉降完全后，再将粗颗粒收集槽（8）中的粗颗粒均匀撒布于围堰（21）中。

2.根据权利要求1所述的一种黑臭河道底泥的原地清洗和回用方法，其特征在于：所述的一种黑臭河道底泥的原地清洗、回用设备（19）通过布水管线（20）处理通过围堰（21）分割成的河道（22）形成的区域。

3.根据权利要求1所述的一种黑臭河道底泥的原地清洗和回用方法，其特征在于：所述的氧化剂发生器（3）、氧化反应罐（5）构成底泥氧化系统；振动筛分机（7）、旋流分离器（13）构成泥水分离系统；絮凝反应池（15）、微滤机（18）构成水质净化系统，围堰（21）、潜水泵（2）、格栅（1）、布水管线（20）构成取泥和回用系统。

4.根据权利要求1所述的一种黑臭河道底泥的原地清洗和回用方法，其特征在于：所述的围堰（21）在河道（22）中相邻布置多个同时作业，拆除围堰（21）时由内部向外部拆除。

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