CN111392999A - 一种适用于河湖底泥处理处置的技术 - Google Patents

一种适用于河湖底泥处理处置的技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于河湖底泥处理处置的技术，包括四个阶段，阶段1：河道(湖泊)底质采样检测分析；阶段2：河道(湖泊)底泥污染治理技术；阶段3：河道(湖泊)底泥处理技术；阶段4：河道(湖泊)底泥处置技术，进而提出一套成熟的一种适用于河道(湖泊)底泥处理处置的技术，取处置后的底泥做检测，并与相关标准对各指标的要求做对比，经上述工艺流程处理后的底泥，经检测压实度约85％、含水率约65％、有机质含量约10％，同时，对底泥做浸出试验，结果显示各化学指标浸出试验均为N.D(未检出)。

Description

一种适用于河湖底泥处理处置的技术
技术领域
本发明涉及河道(湖泊)底泥处理处置领域，具体是一种适用于河湖底泥处理处置的技术。
背景技术
底泥是河道(湖泊)的沉积物，是自然水域的重要组成部分。底泥污染是指当水域受到污染后，水中部分污染物通过沉淀或颗粒物吸附蓄存在底泥中，累积于底泥中的各种有机和无机污染物通过与上覆水体间的物理、化学、生物交换作用，重新进入到上覆水体中，成为影响水体水质的二次污染源。
河道(湖泊)底泥污染整治既是难点，也是目前较为普遍存在的环境问题。针对目前河湖底泥污染整治有多种措施，包括底泥原位修复技术、底泥异位修复技术。其中，原位修复技术是指在原位进行污染治理的技术，主要有原位掩蔽技术、原位化学处理技术、原位生物修复技术。异位修复技术即疏浚，是指疏浚后再进行固化填埋或物理、化学、生物处理。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于河湖底泥处理处置的技术，通过对河道(湖泊)底质采样检测分析(阶段1)、底泥污染治理技术分析(阶段2)、底泥处理技术分析(阶段3)、底泥处置技术分析(阶段4)，提出一套成熟的针对河道(湖泊)底泥处理处置的技术，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于河道(湖泊)底泥处理处置的技术,包括：
一.阶段1-河道(湖泊)底质采样检测分析
河道(湖泊)底质采样点位通常在水质采样正下方，应避开河床冲刷、底质沉积不良及水草茂盛、表层底质易受扰动的地方，采样点一般设在主要河道(湖泊)及污染源排放口与湖(库)水混合均匀处。底质采样量通常为1kg～2kg，样品中的砾石、贝壳、动植物残体等杂物应予剔除。较深水域一般用掘式采泥器采样，浅水区或干涸河段用塑料勺或金属铲等采样。
底泥从垂直方向根据污染程度分为污染底泥层、污染过渡层和正常湖泥层。泥样送至专业检测机构进行检测，根据检测报告确定河道(湖泊)底质性质，为治理阶段2、阶段3及阶段4提供依据和支撑，进而形成一套完整成熟的河道(湖泊)底泥处理处置技术。
二.阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术
河道(湖泊)底泥污染治理技术分为以下两大类型：
1.原位修复技术
(1)原位掩蔽技术
是在受污染底泥上放置一层或多层覆盖物(如未污染的底泥、沙、砾石、人造地基材料)，隔离污染底泥与水体。
(2)原位化学处理技术
是向受污染沉积物中投加化学药剂(如氧化剂、还原剂)等，以启动或强化微生物对污染物的生物降解作用，减少底泥污染物迁移，控制底泥污染。
(3)原位微生物处理技术
是利用生物(包括植物、微生物、原生动物)的生命代谢活动减少存在于环境中的有毒有害物质。植物修复技术是利用植物或植物根系区微生物的吸收、代谢以降低或消除污染物毒性；微生物修复技术是利用天然的或经驯化的微生物通过氧化、还原、水解作用将有机污染物降解为CO2和H2，或转化为其他无害物质。
河道(湖泊)底泥原位修复技术一般采用原位化学处理技术与原位微生物(植物、微生物)处理技术相结合的处理方式。
2.异位修复技术
(1)异位清淤方式
异位清淤方式分为干式清淤与带水作业清淤。一般水深较浅、水量较小的河道、湖岸，适用于干式清淤(采用机械清淤设备-两栖式挖斗机)；一般水深较深、水量较大的河道、湖泊，适用于带水作业清淤(采用环保绞吸船)。依据不同现场的实际情况，可采用干式清淤与带水作业清淤相结合的方式开展河道(湖泊)的清淤工作。
(2)清淤深度确定
河道(湖泊)清淤深度一般以底泥检测结果作为依据，既要保证通过清淤达到消除内源污染的目的，又要保证清淤后湖底基质有效的生物活性。通过实践总结，以有机质含量5％作为环保清淤深度的界限，黑臭可得到明显控制。
三.阶段3-河道(湖泊)底泥处理技术
本阶段3-河道(湖泊)底泥处理技术针对于阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术，即处理清淤疏浚的底泥。底泥减量化处理包括以下三个步骤：
1.三级筛分系统
污染底泥通过减量化设备-三级筛分机进行筛分处理，底泥首先经过预筛系统(即一级筛分)，分离出粒径＞0.2mm的颗粒物，剩余物质再通过筛浆泵进入旋流除砂系统(即二级筛分)，分离出粒径介于0.045-0.2mm之间的颗粒物，其余物质最后进入精密筛分系统(即三级筛分)，分离出粒径介于0.025-0.045mm之间的颗粒物。上述经三级筛分系统分离出来的颗粒物运至指定地点，进行阶段4-河道(湖泊)底泥处置，实现资源化利用；经筛分后的余水混合物进入本阶段的第2个步骤余水处理系统进行处理。
2.余水处理系统
主要用于处理步骤1中污染底泥经三级筛分系统处理后的余水混合物。该混合物中含大量悬浮胶体颗粒，需通过处理实现澄清回排。余水处理系统的工作原理是高效混凝结合磁粉回收结合快速截留的处理技术。步骤1的余水混合物进入余水处理系统中的混合床，混合床加入高效混凝剂、高效絮凝剂、磁粉及氧化药剂，上述药剂与余水充分混合反应，通过物理沉淀，混合床中上部的水经检测水质达标后澄清回排至河道(湖泊)，混合床底部沉积的底泥进入步骤3带式压滤脱水系统进行脱水处理。
3.带式压滤脱水系统
主要是对步骤2余水处理设备中混合床底部的底泥进行脱水处理。带式压滤机的工作原理是减速电机带动转动滚筒，通过摩擦力驱动输送带运行，物料由进料装置进入并随输送带一起运动，经过一定距离到达出料口，转入下一个工艺环节。经过带式压滤机的泥饼进入阶段4-河道(湖泊)底泥处置，实现资源化回用；脱出的水经检测水质达标后澄清回排至河道(湖泊)，若检测水质不达标，重新进入余水处理设备进行二次处理。
四.阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术
主要是对阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术产生的底泥(即清淤疏浚的底泥)进行处置，从而实现资源化回用。本阶段处理流程如下：干式清淤(两栖式挖斗机)挖出的污染底泥，与带水作业清淤(环保绞吸船)清出的污染底泥经三级筛分机筛分出来的颗粒物以及带式压滤机压滤出来的泥饼，上述三类污染底泥运至指定堆场，通过翻抛机翻抛碾压，同时，加入一定配比的底泥固化剂、稳定剂、捕捉剂、微生物调和剂、杀毒剂以及芽孢杆菌，以钝化固结底泥中的各类污染物质，降解污染物的释放速率。上述药剂与底泥均匀混合后，定时翻抛碾压晾晒。取处置后的底泥做检测，并与相关标准(《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009))对各指标的要求做对比，经上述工艺流程处理后的底泥，经检测压实度约85％、含水率约65％、有机质含量约10％，同时，对底泥做浸出试验，结果显示各化学指标浸出试验均为N.D(未检出)。因此，经本阶段处置的底泥不局限于普通的填埋处理或焚烧处理，可作为园林绿化土回用，用于造林育苗和城市绿化的肥料，实现资源化回用的目标。通常，作为园林绿化土回用时，可考虑在底泥的底部加上防渗膜。
作为本发明再进一步的方案：所述底泥处理处置工艺流程阶段1-河道(湖泊)底质采样检测分析，一般底泥取样深度为80-100cm，采用柱状取样器，采回的泥样根据颜色、性状分为上、中、下三层进行检测，检测指标包括：含水率、有机质、TP、TN、Cu、Zn、Hg、Pb、Cr、As。
作为本发明进一步的方案：所述底泥处理处置阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的原位修复技术一般采用原位化学处理技术与原位微生物(植物、微生物)处理技术相结合的处理方式。
作为本发明进一步的方案：所述底泥处理处置阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术一般根据现场河道(湖泊)的宽度、水深等因素综合考虑，可采用干式清淤与带水作业清淤相结合的处理方式。
作为本发明进一步的方案：所述底泥处理处置阶段3-河道(湖泊)底泥处理技术主要用于处理阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术产生的污染底泥，即处理清淤疏浚的底泥。
作为本发明再进一步的方案：所述底泥处理处置阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术中，经该工艺处置后的底泥不局限于普通的填埋处理或焚烧处理，可作为园林绿化土回用，用于造林育苗和城市绿化的肥料，实现资源化回用的目标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明针对河道(湖泊)底泥的处理处置问题提出了一套系统的适用于河道(湖泊)底泥处理处置的技术，该技术全面系统地描述了河道(湖泊)底泥的采样检测分析、底泥污染治理技术、底泥处理技术与底泥处置技术4个阶段；
2、本发明底泥处理处置阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术中，取经处置工艺后的底泥进行检测：压实度约为85％，含水率约为65％，有机质含量约为10％；
3、本发明底泥处理处置阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术中，对经处置工艺的后的底泥做浸出试验分析：浸出试验结果为各化学指标浸出试验均为N.D(未检出)；
4、本发明底泥处理处置阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术中，经该工艺处置后的底泥不局限于普通的填埋处理或焚烧处理，可作为园林绿化土回用，用于造林育苗和城市绿化的肥料，实现资源化回用的目标
附图说明
图1为一种适用于河湖底泥处理处置的技术的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种适用于河湖底泥处理处置的技术，包括四个阶段，阶段1：河道(湖泊)底质采样检测分析；阶段2：河道(湖泊)底泥污染治理技术；阶段3：河道(湖泊)底泥处理技术；阶段4：河道(湖泊)底泥处置技术，进而提出一套成熟的一种适用于河道(湖泊)底泥处理处置的技术。
一种适用于河道(湖泊)底泥处理处置的技术。
阶段1-河道(湖泊)底质采样检测分析：河道(湖泊)底质采样点位通常在水质采样正下方，应避开河床冲刷、底质沉积不良及水草茂盛、表层底质易受扰动的地方，采样点一般设在主要河道(湖泊)及污染源排放口与湖(库)水混合均匀处。底质采样量通常为1kg～2kg，样品中的砾石、贝壳、动植物残体等杂物应予剔除。较深水域一般用掘式采泥器采样，浅水区或干涸河段用塑料勺或金属铲等采样。
底泥从垂直方向根据污染程度分为污染底泥层、污染过渡层和正常湖泥层。泥样送至专业检测机构进行检测，根据检测报告确定河道(湖泊)底质性质，为治理阶段2、阶段3及阶段4提供依据和支撑，进而形成一套完整成熟的河道(湖泊)底泥处理处置技术。
阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术，河道(湖泊)底泥污染治理技术分为以下两大类型：原位修复技术和异位修复技术。
原位修复技术中原位掩蔽技术是在受污染底泥上放置一层或多层覆盖物(如未污染的底泥、沙、砾石、人造地基材料)，隔离污染底泥与水体。
原位修复技术中原位化学处理技术是向受污染沉积物中投加化学药剂(如氧化剂、还原剂)等，以启动或强化微生物对污染物的生物降解作用，减少底泥污染物迁移，控制底泥污染。
原位修复技术中原位微生物处理技术是利用生物(包括植物、微生物、原生动物)的生命代谢活动减少存在于环境中的有毒有害物质。植物修复技术是利用植物或植物根系区微生物的吸收、代谢以降低或消除污染物毒性；微生物修复技术是利用天然的或经驯化的微生物通过氧化、还原、水解作用将有机污染物降解为CO2和H2，或转化为其他无害物质。
河道(湖泊)底泥原位修复技术一般采用原位化学处理技术与原位微生物(植物、微生物)处理技术相结合的处理方式。
异位修复技术中异位清淤方式分为干式清淤与带水作业清淤。一般水深较浅、水量较小的河道、湖岸，适用于干式清淤(采用机械清淤设备-两栖式挖斗机)；一般水深较深、水量较大的河道、湖泊，适用于带水作业清淤(采用环保绞吸船)。依据不同现场的实际情况，可采用干式清淤与带水作业清淤相结合的方式开展河道(湖泊)的清淤工作。
异位修复技术中清淤深度确定：河道(湖泊)清淤深度一般以底泥检测结果作为依据，既要保证通过清淤达到消除内源污染的目的，又要保证清淤后湖底基质有效的生物活性。通过实践总结，以有机质含量5％作为环保清淤深度的界限，黑臭可得到明显控制。
阶段3-河道(湖泊)底泥处理技术，本阶段3-河道(湖泊)底泥处理技术针对于阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术，即处理清淤疏浚的底泥。底泥减量化处理包括以下三个步骤：
1、三级筛分系统
污染底泥通过减量化设备-三级筛分机进行筛分处理，底泥首先经过预筛系统(即一级筛分)，分离出粒径＞0.2mm的颗粒物，剩余物质再通过筛浆泵进入旋流除砂系统(即二级筛分)，分离出粒径介于0.045-0.2mm之间的颗粒物，其余物质最后进入精密筛分系统(即三级筛分)，分离出粒径介于0.025-0.045mm之间的颗粒物。上述经三级筛分系统分离出来的颗粒物运至指定地点，进行阶段4-河道(湖泊)底泥处置，实现资源化利用；经筛分后的余水混合物进入本阶段的第2个步骤余水处理系统进行处理。
2、余水处理系统
主要用于处理步骤1中污染底泥经三级筛分系统处理后的余水混合物。该混合物中含大量悬浮胶体颗粒，需通过处理实现澄清回排。余水处理系统的工作原理是高效混凝结合磁粉回收结合快速截留的处理技术。步骤1的余水混合物进入余水处理系统中的混合床，混合床加入高效混凝剂、高效絮凝剂、磁粉及氧化药剂，上述药剂与余水充分混合反应，通过物理沉淀，混合床中上部的水经检测水质达标后澄清回排至河道(湖泊)，混合床底部沉积的底泥进入步骤3带式压滤脱水系统进行脱水处理。
3、带式压滤脱水系统
主要是对步骤2余水处理设备中混合床底部的底泥进行脱水处理。带式压滤机的工作原理是减速电机带动转动滚筒，通过摩擦力驱动输送带运行，物料由进料装置进入并随输送带一起运动，经过一定距离到达出料口，转入下一个工艺环节。经过带式压滤机的泥饼进入阶段4-河道(湖泊)底泥处置，实现资源化回用；脱出的水经检测水质达标后澄清回排至河道(湖泊)，若检测水质不达标，重新进入余水处理设备进行二次处理。
阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术主要是对阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术产生的底泥(即清淤疏浚的底泥)进行处置，从而实现资源化回用。本阶段处理流程如下：干式清淤(两栖式挖斗机)挖出的污染底泥，与带水作业清淤(环保绞吸船)清出的污染底泥经三级筛分机筛分出来的颗粒物以及带式压滤机压滤出来的泥饼，上述三类污染底泥运至指定堆场，通过翻抛机翻抛碾压，同时，加入一定配比的底泥固化剂、稳定剂、捕捉剂、微生物调和剂、杀毒剂以及芽孢杆菌，以钝化固结底泥中的各类污染物质，降解污染物的释放速率。
上述药剂与底泥均匀混合后，定时翻抛碾压晾晒。取处置后的底泥做检测，并与相关标准(《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009))对各指标的要求做对比，经上述工艺流程处理后的底泥，经检测压实度约85％、含水率约65％、有机质含量约10％，同时，对底泥做浸出试验，结果显示各化学指标浸出试验均为N.D(未检出)。因此，经本阶段处置的底泥不局限于普通的填埋处理或焚烧处理，可作为园林绿化土回用，用于造林育苗和城市绿化的肥料，实现资源化回用的目标。通常，作为园林绿化土回用时，可考虑在底泥的底部加上防渗膜。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于河湖底泥处理处置的技术，其特征在于，全面分析河道(湖泊)底泥处理处置的4个阶段，包括：阶段1-河道(湖泊)底质采样检测分析、阶段2-底泥污染治理技术分析、阶段3-底泥处理技术分析、阶段4-底泥处置技术分析，进而提出一套成熟的一种适用于河道(湖泊)底泥处理处置的技术，各阶段内容如下：
(1)阶段1-河道(湖泊)底质采样检测分析底质采样点一般设在主要河道(湖泊)及污染源排放口与湖(库)水混合均匀处，底质采样量通常为1kg～2kg，样品中的砾石、贝壳、动植物残体等杂物应予剔除；
(2)阶段2-底泥污染治理技术分析：河道(湖泊)底泥污染治理技术包含两大类型：原位修复技术与异位修复技术；原位修复技术包括原位掩蔽技术、原位化学处理技术以及原位微生物处理技术；异位修复技术包括干式清淤与带水作业清淤两种方式；
(3)阶段3-底泥处理技术分析：本阶段是处理阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术产生的污染底泥，即处理清淤疏浚的底泥。底泥减量化处理包括以下三个步骤：三级筛分系统、余水处理系统以及带式压滤系统；
(4)阶段4-底泥处置技术分析：本阶段是对阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术产生的底泥(即清淤疏浚的底泥)进行处置，实现资源化回用。处理流程如下：干式清淤(两栖式挖斗机)挖出的污染底泥，与带水作业清淤(环保绞吸船)清出的污染底泥经三级筛分机筛分出来的颗粒物以及带式压滤机压滤出来的泥饼，上述三类污染底泥运至指定堆场，通过翻抛机翻抛碾压，同时，加入一定配比的底泥固化剂、稳定剂、捕捉剂、微生物调和剂、杀毒剂以及芽孢杆菌，以钝化固结底泥中的各类污染物质，降解污染物的释放速率。上述药剂与底泥均匀混合后，定时翻抛碾压晾晒。
2.根据权利要求1所述的一种适用于河湖底泥处理处置的技术，其特征在于，所述底泥处理处置工艺流程阶段1-河道(湖泊)底质采样检测分析，一般底泥取样深度为80-100cm，采用柱状取样器，采回的泥样根据颜色、性状分为上、中、下三层进行检测，检测指标包括：含水率、有机质、TP、TN、Cu、Zn、Hg、Pb、Cr、As。
3.根据权利要求1所述的一种适用于河湖底泥处理处置的技术，其特征在于，所述底泥处理处置阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的原位修复技术一般采用原位化学处理技术与原位微生物(植物、微生物)处理技术相结合的处理方式。
4.根据权利要求1所述的一种适用于河湖底泥处理处置的技术，其特征在于，所述底泥处理处置阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术一般根据现场河道(湖泊)的宽度、水深等因素综合考虑，可采用干式清淤与带水作业清淤相结合的处理方式。
5.根据权利要求1所述的一种适用于河湖底泥处理处置的技术，其特征在于，所述底泥处理处置阶段3-河道(湖泊)底泥处理技术主要用于处理阶段2-河道(湖泊)底泥污染治理技术中的异位修复技术产生的污染底泥，即处理清淤疏浚的底泥。
6.根据权利要求1所述的一种适用于河湖底泥处理处置的技术，其特征在于，所述底泥处理处置阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术中，对经处置工艺的后的底泥做浸出试验分析：浸出试验结果为各化学指标浸出试验均为N.D(未检出)。
7.根据权利要求1所述的一种适用于河湖底泥处理处置的技术，其特征在于，所述底泥处理处置阶段4-河道(湖泊)底泥处置技术中，经该工艺处置后的底泥不局限于普通的填埋处理或焚烧处理，可作为园林绿化土回用，用于造林育苗和城市绿化的肥料。
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