CN111018283B - 一种河湖底泥板框压滤脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河湖底泥板框压滤脱水方法，河湖底泥泥浆经除渣后进入输泥管线，与絮凝剂混合后进入浓缩池进行泥水分离，上清液浊度满足要求后输送至余水处理系统；泥浆达到一定浓度后进入搅拌罐，加入助滤剂，充分搅拌；充分反应后，泥浆进入板框压滤机，压滤脱水完成后，通入压缩空气清理压滤槽，然后卸除泥饼，尾水输送回浓缩池。本发明的助滤剂是环保型助滤底泥调理剂，可有效加速泥水分离，不影响泥水的pH值，大幅降低调理剂投加量，经泥水分离后的底泥可用于回填土或绿化种植土，实现河湖底泥的资源化和可持续利用；另外，由空压机通入压缩空气清理管道，空压机在提供压力的基础上增加了辅助清理压滤槽的功能，充分利用已有设备和能源。

Description

一种河湖底泥板框压滤脱水方法

技术领域

本发明涉及河湖生态清淤领域，更具体地说，涉及一种河湖底泥板框压滤脱水方法。

背景技术

河湖生态清淤底泥脱水时，对于有机质含量较高的污染底泥脱水困难，在进行压滤脱水前需要对底泥进行调理，改善其脱水性能。常用的调质方法有物理调质和化学调质两大类。物理调质有淘洗法、冷冻法及热调质等方法，而化学调质则主要指向底泥中投加化学药剂，改善其脱水性能。以上调质方法在实际中都有采用，但以化学调质为主，原因在于化学调质流程简单，操作不复杂，且调质效果很稳定。在化学调质中，通常采用固化剂提高脱水效率，但固化剂会导致压滤泥饼和压滤水的均呈强碱性，河湖污染底泥脱水处置后的压滤水依旧是工业废水，压滤泥饼依旧是工业固废，严重制约了板框压滤工艺的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种河湖底泥板框压滤脱水方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种河湖底泥板框压滤脱水方法，包括以下步骤：

步骤1：通过高浓度泥浆泵将待处理的河湖底泥泥浆经管道输送至底泥筛分场地，进入除渣系统，所述除渣系统拦截泥浆中的固体杂质，除渣后的泥浆进入输泥管线；

在步骤1中，在除渣系统中被拦截的固体杂质堆存在复合固结场地，待堆积到一定容量集中处理；所述固体杂质包括漂浮杂物、生活垃圾和杂草。

步骤2：通过管道混合器将絮凝剂加入到输泥管线中，与输泥管线中除渣后的泥浆混合均匀并一同输送至浓缩池，静置沉淀，进行泥水分离，通过浊度仪对上清液的浊度进行检测，若上清液的浊度满足要求，则启动泵将上清液输送至余水处理系统，否则继续静置沉淀，直至上清液浊度满足要求；

在步骤2中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺和多孔生物聚合剂的混合物，所述多孔生物聚合剂是由50～70wt％的药剂A和30～50wt％的药剂B混合均匀后制成的不规则球体，所述不规则球体的pH值为5.0-6.0，其中：所述药剂A由10～30wt％的纤维素、20～50wt％的淀粉和20～40wt％的氨基酸均匀混合而成，药剂A中各组分的百分含量之和为100wt％；所述药剂B由40～70wt％的糖化酶和30～60wt％的柠檬酸均匀混合而成；所述不规则球体的粒径为1-3mm；所述不规则球体粉碎成粒径≤20目的固体颗粒；所述絮凝剂的使用量是处理底泥的0.3‰～0.5‰，优选0.5‰；絮凝剂能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，形成较大絮体，实现泥水的快速分离，同时具有能快速去除水中色质、SS、COD、BOD等优点。

优选地，所述药剂A由25wt％的纤维素、40wt％的淀粉和35wt％的氨基酸均匀混合而成，所述药剂B由65wt％的糖化酶和35wt％的柠檬酸均匀混合而成。

在步骤2中，若上清液的浊度小于70，则启动泵将上清液输送至余水处理系统，否则继续静置沉淀；在余水处理系统中，余水经进一步处理后达标排放。

步骤3：当浓缩池中的泥浆达到一定浓度后，通过高浓度泥浆泵将泥浆输送至搅拌罐中，并通过星形卸料器和螺旋输送机将助滤剂加入到搅拌罐中，然后对泥浆和助滤剂进行充分搅拌；

在步骤3中，所述助滤剂包括底泥调理剂A、底泥调理剂B和底泥调理剂C，所述底泥调理剂A的含量为30～40wt％、底泥调理剂B的含量为35～50wt％，底泥调理剂C的含量为20～30wt％；所述底泥调理剂A包括氯化铝和硫酸铁，其中氯化铝的含量为70～90wt％，硫酸铁的含量为10～30wt％；所述底泥调理剂B包括硅酸钠和硅酸钙，其中硅酸钠的含量为10～30wt％，硅酸钙的含量为70～90wt％；所述底泥调理剂C包括膨润土和脱硫石膏，其中膨润土的含量为30～60wt％，脱硫石膏的含量为40～70wt％；所述氯化铝、硫酸铁、硅酸钠、硅酸钙、膨润土和脱硫石膏均为固体粉末，粒径均在10目以下；所述助滤剂的使用量为处理底泥质量的1％～5％。助滤剂可强化絮凝产生的泥水分离效果，形成多孔饼层的刚性颗粒，减少泥饼脱水阻力，使滤饼有良好的渗透性及较低的流体阻力。本发明的助滤剂使用的是绿色环保药剂组分，可有效提升尾水水质，降低后续尾水处理压力，同时组分不含重金属，不带来新污染物，泥饼性质不会发生较大改变，不影响后续底泥资源化利用。

优选地，在所述助滤剂中，所述底泥调理剂A的含量为35wt％、底泥调理剂B的含量为40wt％，底泥调理剂C的含量为25wt％。

优选地，在所述底泥调理剂A中，氯化铝的含量为75～90wt％，硫酸铁的含量为10～25wt％；在所述底泥调理剂B中，硅酸钠的含量为10～15wt％，硅酸钙的含量为85～90wt％；在所述底泥调理剂C中，膨润土的含量为45～60wt％，脱硫石膏的含量为40～55wt％。

进一步优选地，在所述底泥调理剂A中，氯化铝的含量为90wt％，硫酸铁的含量为10wt％；在所述底泥调理剂B中，硅酸钠的含量为12wt％，硅酸钙的含量为88wt％；在所述底泥调理剂C中，膨润土的含量为55wt％，脱硫石膏的含量为45wt％。

步骤4：在搅拌罐中反应一段时间后，通过进料泵将泥浆输送至板框压滤机中进行压滤脱水处理：板框压滤机由交替排列的配板和隔膜板构成一组滤室，配板和隔膜板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液，滤板的表面有沟槽(即压滤槽)，其凸出部位用以支撑滤布，滤布起密封垫片的作用，滤板两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧滤板，由泥浆泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室，滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出；压滤完成后，通入压缩空气除去板框压滤机的压滤槽中的残余泥浆，然后打开板框压滤机卸除压滤泥饼，开始下一工作循环，而压滤脱水处理后的尾水输送回浓缩池，压滤泥饼被机械运送至泥饼堆场；

在步骤4中，通入压缩空气除去板框压滤机的压滤槽中的残余泥浆是通过空压机完成的，产生的压滤泥饼的含水率不高于50％。

本发明的有益效果是：本发明的河湖底泥板框压滤脱水方法中使用的助滤剂是一种环保型助滤底泥调理剂，其能(1)增加河湖底泥疏水通道，降低传统固化剂对底泥结构的破坏；(2)降低絮凝剂、助滤剂的的投加量；(3)使压滤泥饼和压滤水的pH值均低于9；(4)使压滤水的COD、BOD、TP等指标达到地表水五类标准；(5)使产生的压滤泥饼经过简单处置可以达到回填土标准；另外，本发明板框压滤脱水方法中，压滤完成后通过空压机通入压缩空气以除去板框压滤机的压滤槽中的残余泥浆，使空压机在原提供压力的基础上，增加了辅助清理压滤槽的功能，充分利用已有设备和能源，是一种绿色环保型河湖底泥板框压滤脱水方法。

附图说明

图1是本发明河湖底泥板框压滤脱水方法的工艺路线图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明实施例使用的絮凝剂中的多孔生物聚合剂，制备方法如下：

1、配料：将药剂A中各成分按照配比均匀混合；将药剂B中各成分按照配比均匀混合；

2、球磨：将药剂A和药剂B混合后送入球磨机，制成1-3mm左右的不规则球体，保持pH值在5.0-6.0范围内；

3、破碎：将上述不规则球体用破碎机粉碎成粒径≤20目的固体颗粒；

4、分装：将上述固体颗粒分装到单体袋、吨袋或粉料仓中。

本发明实施例使用的助滤剂制备方法如下：

1、筛分：分别对氯化铝、硫酸铁、硅酸钠、硅酸钙、膨润土和脱硫石膏进行筛分，控制筛分目数在10目以下；

2、混料：将筛分后的氯化铝、硫酸铁、硅酸钠、硅酸钙、膨润土和脱硫石膏按照配比要求进行均匀拌合，形成固体粉末混合物，注意防潮；

3、分装：将上述固体粉末混合物分装到单体袋或吨袋或粉料仓中。

某湖泊面积约300平方公里，拟治理水域面积约0.5平方公里，底泥含水率约60％，污染底泥为淤泥质粘土，主要污染物为氮磷污染，其中氮含量4.4mg/kg，磷含量1205mg/kg；该湖泊污染底泥中有机质含量较高，平均有机质含量约38.2mg/kg。经吸附解吸试验、拐点法等污染底泥判定，湖泊污染底泥平均厚度约0.7米，初步估算污染底泥总量约55万吨，工程按照分期治理思路，本期需疏挖污染底泥总量约10.5万吨。如图1所示，利用本发明的方法进行板框压滤脱水的具体步骤如下：

步骤1：通过高浓度泥浆泵将待处理的河湖底泥泥浆经管道输送至底泥筛分场地，进入除渣系统中，所述除渣系统拦截泥浆中的漂浮杂物、生活垃圾、杂草、较大的块体、垃圾及颗粒等固体杂质并堆存在复合固结场地，待堆积到一定容量集中处理，除渣后的泥浆进入输泥管线；

步骤2：通过管道混合器将26吨聚丙烯酰胺(PAM)和26吨多孔生物聚合剂按照质量比1：1混合后加入到输泥管线中，与输泥管线中除渣后的泥浆混合均匀并一同输送至浓缩池，静置沉淀，进行泥水分离，通过浊度仪对上清液的浊度进行检测，若上清液的浊度小于70，则启动泵将上清液输送至余水处理系统，否则继续静置沉淀，直至上清液浊度满足要求；在余水处理系统中，余水经进一步处理后达标排放；其中，多孔生物聚合剂中药剂A为16.76吨、药剂B为9.24吨；药剂A中纤维素质量百分含量为25％，淀粉质量百分含量为40％，氨基酸质量百分含量为35％；药剂B中糖化酶质量百分含量为65％，柠檬酸质量百分含量为35％。

步骤3：当浓缩池中的泥浆达到一定浓度后，通过高浓度泥浆泵将泥浆输送至搅拌罐中，并通过星形卸料器和螺旋输送机将2400吨助滤剂加入到搅拌罐中，然后对泥浆和助滤剂进行充分搅拌；其中，助滤剂中底泥调理剂A为840吨，底泥调理剂B为960吨，底泥调理剂C为600吨；底泥调理剂A中氯化铝质量百分含量为90％，硫酸铁质量百分含量为10％；底泥调理剂B中硅酸钠质量百分含量为12％，硅酸钙质量百分含量为88％；底泥调理剂C中膨润土质量百分含量为55％，脱硫石膏质量百分含量为45％。

步骤4：在搅拌罐中反应一段时间后，通过进料泵将泥浆输送至板框压滤机中进行压滤脱水处理：板框压滤机由交替排列的配板和隔膜板构成一组滤室，配板和隔膜板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液，滤板的表面有沟槽(即压滤槽)，其凸出部位用以支撑滤布，滤布起密封垫片的作用，滤板两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧滤板，由泥浆泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室，滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出；压滤完成后，由空压机通入压缩空气除去板框压滤机的压滤槽中的残余泥浆，然后打开板框压滤机卸除压滤泥饼，开始下一工作循环，而压滤脱水处理后的尾水输送回浓缩池；经检测，产生的压滤泥饼的含水率小于50％，将其运送至泥饼堆场。

本发明的河湖底泥板框压滤脱水方法中使用的助滤剂是一种环保型助滤底泥调理剂，可有效加速泥水分离，不影响泥水的pH值，大幅降低底泥调理剂投加量，成本低，经泥水分离后的底泥可用于回填土或绿化种植土，实现河湖底泥的资源化和可持续利用；另外，本发明板框压滤脱水方法中，压滤完成后通过空压机通入压缩空气以除去板框压滤机的压滤槽中的残余泥浆，使空压机在原提供压力的基础上，增加了辅助清理压滤槽的功能，充分利用已有设备和能源，是一种绿色环保型河湖底泥板框压滤脱水方法。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：通过高浓度泥浆泵将待处理的河湖底泥泥浆经管道输送至除渣系统，所述除渣系统拦截泥浆中的固体杂质，除渣后的泥浆进入输泥管线；

步骤2：通过管道混合器将絮凝剂加入到输泥管线中，与输泥管线中除渣后的泥浆混合均匀并一同输送至浓缩池，静置沉淀，进行泥水分离，通过浊度仪对上清液的浊度进行检测，若上清液的浊度满足要求，则启动泵将上清液输送至余水处理系统，否则继续静置沉淀，直至上清液浊度满足要求；

步骤3：当浓缩池中的泥浆达到一定浓度后，通过高浓度泥浆泵将泥浆输送至搅拌罐中，并将助滤剂加入到搅拌罐中，然后对泥浆和助滤剂进行充分搅拌；其中，所述助滤剂包括底泥调理剂A、底泥调理剂B和底泥调理剂C，所述底泥调理剂A包括氯化铝和硫酸铁，所述底泥调理剂B包括硅酸钠和硅酸钙，所述底泥调理剂C包括膨润土和脱硫石膏；

步骤4：在搅拌罐中反应一段时间后，通过进料泵将泥浆输送至板框压滤机中进行压滤脱水处理，压滤完成后，通入压缩空气除去板框压滤机的压滤槽中的残余泥浆，然后打开板框压滤机卸除压滤泥饼，开始下一工作循环，而压滤脱水处理后的尾水输送回浓缩池；

在步骤2中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺和多孔生物聚合剂的混合物，所述絮凝剂的使用量是处理底泥质量的0.3‰～0.5‰；

所述多孔生物聚合剂是由50～70wt％的药剂A和30～50wt％的药剂B混合均匀后制成的不规则球体，所述不规则球体的pH值为5.0-6.0，其中：所述药剂A由10～30wt％的纤维素、20～50wt％的淀粉和20～40wt％的氨基酸均匀混合而成，药剂A中各组分的百分含量之和为100wt％；所述药剂B由40～70wt％的糖化酶和30～60wt％的柠檬酸均匀混合而成。

2.根据权利要求1所述的河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：所述絮凝剂的使用量是处理底泥质量的0.5‰。

3.根据权利要求1所述的河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：所述药剂A由25wt％的纤维素、40wt％的淀粉和35wt％的氨基酸均匀混合而成，所述药剂B由65wt％的糖化酶和35wt％的柠檬酸均匀混合而成；所述不规则球体的粒径为1-3mm；所述不规则球体粉碎成粒径≤20目的固体颗粒。

4.根据权利要求1所述的河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：在步骤2中，若上清液的浊度小于70，则启动泵将上清液输送至余水处理系统，否则继续静置沉淀；在余水处理系统中，余水经进一步处理后达标排放。

5.根据权利要求1所述的河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：在步骤3中，所述助滤剂中底泥调理剂A的含量为30～40wt％，底泥调理剂B的含量为35～50wt％，底泥调理剂C的含量为20～30wt％；所述底泥调理剂A中氯化铝的含量为70～90wt％，硫酸铁的含量为10～30wt％；所述底泥调理剂B中硅酸钠的含量为10～30wt％，硅酸钙的含量为70～90wt％；所述底泥调理剂C中膨润土的含量为30～60wt％，脱硫石膏的含量为40～70wt％；所述氯化铝、硫酸铁、硅酸钠、硅酸钙、膨润土和脱硫石膏均为固体粉末，粒径均在10目以下；所述助滤剂的使用量为处理底泥质量的1％～5％。

6.根据权利要求5所述的河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：所述助滤剂中底泥调理剂A的含量为35wt％，底泥调理剂B的含量为40wt％，底泥调理剂C的含量为25wt％；所述底泥调理剂A中氯化铝的含量为90wt％，硫酸铁的含量为10wt％；所述底泥调理剂B中硅酸钠的含量为12wt％，硅酸钙的含量为88wt％；所述底泥调理剂C中膨润土的含量为55wt％，脱硫石膏的含量为45wt％。

7.根据权利要求1所述的河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：在步骤4中，通入压缩空气除去板框压滤机的压滤槽中的残余泥浆是通过空压机完成的；产生的压滤泥饼的含水率不高于50％。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的河湖底泥板框压滤脱水方法，其特征在于：在步骤1中，在除渣系统中被拦截的固体杂质堆存在复合固结场地，待堆积到一定容量后进行集中处理；所述固体杂质包括漂浮杂物、生活垃圾和杂草。

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