CN113104943B - 一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，包括以下步骤：S1，在受污染河道区域中投加聚合氯化铝形成矾花絮体；S2，再投加阴离子型聚丙烯酰胺，将矾花絮体形成悬浮颗粒絮体；S3，然后投加重介质碳酸钙，并搅拌使其与悬浮颗粒絮体包裹形成重核颗粒，重核颗粒下沉形成下层悬浮物过滤层；S4，采用挂网网捕下层悬浮物实现污染水体澄清。本发明处理速度快；采用在线原位重介絮核式澄清，无需固定投资，整体费用相对较低；响应快、实施方案简便易行、见效快，实现受污染河道的迅速澄清，从根本解决了水煤浆泄漏至河道形成高色度、高分散、长时间悬浮难沉难题，无二次污染；对环境影响较小，还可对原河道水质作进一步改善与提升。

Description

一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法

技术领域

本发明涉及环保与安全相关技术领域，具体涉及一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法。

背景技术

水煤浆是由大约65％的煤、34％的水和1％的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来，采用废物资源化的技术路线后，研制成功的环保水煤浆，可以在不增加费用的前提下，大大提高水煤浆的环保效益。在我国丰富煤炭资源的保障下，水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。

近年来，随着工业化的快速发展，水煤浆在工业中的广泛应用，运输和储存都存在一定的泄露风险，突发性的河道流体水煤浆污染事故也时有发生，这种事故往往是由于生产安全或管理漏洞造成的，具有不可预见性，而河道又具有流动性，河系通常错综复杂，突发性污染事故中影响面最广，严重威胁人民生命财产安全，事故发生后需要快速处理，但河道的水体污染具有高色度、高分散、长时间悬浮不沉等难题，可调控性差、治理难度大。目前常用的快速处理技术有物理截留，但只能隔断污染的扩散，作为流动水体，阻断水流往往在实际中不具有操作性，即使短时间截流仍存在工程量大、操作复杂，无法根治等问题，目前尚无有效应急系统与方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足或缺失，提供一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，包括以下步骤：

S1，在受污染河道区域中投加聚合氯化铝形成矾花絮体；

S2，再投加阴离子型聚丙烯酰胺，将矾花絮体形成悬浮颗粒絮体；

S3，然后投加重介质碳酸钙，并搅拌使其与悬浮颗粒絮体包裹形成重核颗粒，重核颗粒下沉形成下层悬浮过滤层，自上而下网捕去除高分散性污染物；

S4，采用挂网网捕下层悬浮物实现污染水体澄清。

本发明的有益效果是：本发明利用化学絮凝将泄露至河道中的水煤浆进行快速成核重介絮核式澄清分离，与现有技术相比，具有下列优点：

(1)处理速度快，絮凝反应与澄清时间非常短，在3-5分钟即可实现水质的快速反应与澄清；

(2)采用在线原位澄清，无需固定投资，仅需药剂费、人工费及投加设施租用费，整体费用相对较低；

(3)响应快、实施方案简便易行、见效快，实现受污染河道的迅速澄清，从根本解决了水煤浆泄漏至河道形成高色度、高分散、长时间悬浮难沉难题，无二次污染，是目前处理类似水体污染事故的最优应急措施之一；

(4)对环境影响较小，还可对原河道水质作进一步改善与提升，产生的少量絮泥可增加原河道底泥的密实度，有利于后续既定规划的清淤，提高污泥调质脱水效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，S3中采用浮筒式潜水搅拌机进行搅拌。

进一步，所述浮筒式潜水搅拌机包括玻璃钢浮筒和螺旋桨式推进叶轮，所述玻璃钢浮筒浮在水面上，所述玻璃钢浮筒通过缆绳固定在河道岸边或船体上，所述螺旋桨式推进叶轮位于所述玻璃钢浮筒下方的水体中。

进一步，S4中，所述挂网包括塑料浮体、密目网和配重，所述塑料浮体浮在水面上，所述配重置于水体中，所述塑料浮体与密目网上部通过尼龙绳连接，所述密目网下部与所述配重连接。

进一步，所述塑料浮体采用中密度聚乙烯材质，单个塑料浮体能够提供150kg浮力；所述密目网的材质为聚酯，密度≥800目；所述配重采用镀锌链串连而成。

进一步，所述聚合氯化铝溶液的浓度为80～120mg/L，每立方米受污染水量体积中聚合氯化铝固体的投加量为80～120g。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用聚合氯化铝(PAC)作为无机高分子凝聚剂，在水中形成长链氢氧化铝复合体，通过吸附、电中和、架桥及网捕作用，实现以煤粉为主的胶体脱稳，形成细小的矾花絮体，析出水体。

进一步，所述聚合氯化铝溶液按2％稀释后喷洒投加到受污染水体中。

进一步，所述阴离子型聚丙烯酰胺溶液的浓度为3～8mg/L，每立方米受污染水量体积中阴离子型聚丙烯酰胺固体的投加量为3～8g。

采用上述进一步方案的有益效果是：再通过投加阴离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂/助凝剂，将细小絮体形成相对较大的颗粒絮体，增加颗粒径粒，强化絮凝效果。

进一步，所述阴离子型聚丙烯酰胺溶液按5‰稀释后喷洒投加到受污染水体中。

进一步，所述碳酸钙采用重质碳酸钙，所述碳酸钙溶液的浓度为40～60mg/L，每立方米受污染水量体积中碳酸钙固体的投加量为40～60g。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用重介质碳酸钙作为重介絮核，重质碳酸钙颗粒大、表面光洁、比表面积小，无毒、无味、无臭、分散性好等优点。当受污染物河道水体通过强化凝聚(PAC)形成细小巩矾花后，利用助凝剂(PAM)形成大颗粒絮体，但其因比重非常轻，悬浮于水面而无法沉淀，随后通过投加粉状重介质碳酸钙后，在浮筒式潜水搅拌机的搅拌作用下，使其与悬浮态絮体包裹形成高比重的重核颗粒，从而快速下沉，同时网捕下层悬浮物，实现污染水体自上而下呈三维空间的迅速澄清。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明河道突发水煤浆污染事故应急处理方法实施状态示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、玻璃钢浮筒；2、螺旋桨式推进叶轮；3、揽绳；4、塑料浮体；5、密目网；6、配重；7、受污染水体。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方法作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

本实施例的一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，包括以下步骤：

S1，迅速锁定并确定受污染河道区域，根据受污染区域长、宽、深度测算出污染面积，计算出应急处理受污染水量；在受污染河道区域中投加聚合氯化铝形成细小的矾花絮体，析出水体；

S2，再投加阴离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂/助凝剂，将细小的矾花絮体形成相对较大的悬浮颗粒絮体，强化絮凝效果；

S3，然后投加重介质碳酸钙作为絮核，并搅拌使其与悬浮颗粒絮体包裹形成重核颗粒，重核颗粒下沉形成下层悬浮过滤层，自上而下形成初级网捕效应；

S4，采用挂网强化网捕下层悬浮物，实现污染水体自上而下呈三维空间的迅速澄清。

S3中采用浮筒式潜水搅拌机进行搅拌。

如图1所示，本实施例的所述浮筒式潜水搅拌机包括玻璃钢浮筒1、螺旋桨式推进叶轮2，所述玻璃钢浮筒1浮在水面上，所述玻璃钢浮筒1通过缆绳3固定在河道岸边或船体上，所述螺旋桨式推进叶轮2位于所述玻璃钢浮筒1下方的水体中。浮筒式潜水搅拌机采用螺旋浆式的推进叶轮、叶桨作为主要水力部件，运行时潜水电机带动推进式叶轮、叶桨工作，使流体产生一定流速和流场，向水池底部和四周形成环状主流带。电机电源来自于船上柴油发电机，可随船体实时移动。

S4中，所述挂网包括塑料浮体4、密目网5和配重6，所述塑料浮体4浮在水面上，所述配重6置于水体中，所述塑料浮体与密目网上部通过尼龙绳连接，所述密目网下部与所述配重连接。所述塑料浮体采用中密度聚乙烯材质，单个塑料浮体能够提供150kg浮力，若需要更大浮力，则可以另外选型或者采用多个塑料浮体；所述密目网的材质为聚酯，密度≥800目；所述配重采用镀锌链串连而成。

本实施例中，所述聚合氯化铝溶液的浓度为80～120mg/L，每立方米受污染水量体积中聚合氯化铝固体的投加量为80～120g。所述聚合氯化铝溶液按2％稀释后喷洒投加到受污染水体7中。采用聚合氯化铝(PAC)作为无机高分子凝聚剂，在水中形成长链氢氧化铝复合体，通过吸附、电中和、架桥及网捕作用，实现以煤粉为主的胶体脱稳，形成细小的矾花絮体，析出水体。

本实施例中，所述阴离子型聚丙烯酰胺溶液的浓度为3～8mg/L，每立方米受污染水量体积中阴离子型聚丙烯酰胺固体的投加量为3～8g。所述阴离子型聚丙烯酰胺溶液按5‰稀释后喷洒投加到受污染水体中。通过投加阴离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂/助凝剂，将细小絮体形成相对较大的颗粒絮体，增加颗粒径粒，强化絮凝效果。

本实施例中，所述碳酸钙采用重质碳酸钙，所述碳酸钙溶液的浓度为40～60mg/L，每立方米受污染水量体积中碳酸钙固体的投加量为40～60g。采用重介质碳酸钙作为重介絮核，重质碳酸钙颗粒大，颗粒形状不规则，具有一定的棱角，表面粗糙、无毒、无味、无臭、分散性好等优点，进入絮体中能迅速被包裹成核。

当受污染物河道水体通过强化凝聚(PAC)形成细小巩矾花后，利用助凝剂(PAM)形成大颗粒絮体，但其因比重非常轻，长时间悬浮于水面而无法沉淀，随后通过投加粉状重介质碳酸钙后，在浮筒式潜水搅拌机的搅拌作用下，使其与悬浮态絮体包裹形成高比重的重核颗粒，从而快速下沉，同时网捕下层悬浮物，实现污染水体自上而下呈多级三维空间的迅速澄清。

本实施例利用化学絮凝将泄露至河道中的水煤浆进行快速澄清分离，与现有技术相比，具有下列优点：

(1)处理速度快，絮凝反应与澄清时间非常短，在3-5分钟即可实现水质的快速反应与澄清；

(2)采用在线原位重介絮核式快速澄清，无需固定投资，仅需药剂费、人工费及投加设施租用费，整体费用相对较低；

(3)响应快、实施方案简便易行、见效快，实现各类受污染河道的迅速澄清，无二次污染，是目前处理类似水体污染事故的最优应急措施之一；

(4)对环境影响较小，还可对原河道水质作进一步改善与提升，产生的少量絮泥可增加原河道底泥的密实度，有利于后续既定规划的清淤，提高污泥调质脱水效率。

效果实施例

一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，是指对于突发水煤浆环境污染事故，受污染水体具有高色度、高分散与长时间悬浮难沉特征，采用凝聚剂强化凝聚、快速絮凝剂和重介辅助快速沉降的工艺。凝聚剂确定为聚合氯化铝，快速絮凝剂确定为聚丙烯酰胺，重介辅助药剂确定为重质碳酸钙。然后制订具体实施方案，包括河道现场反应条件、投加方式、控制要求及不同药剂及船只投加路线等。

聚合氯化铝，购自中煤科工集团杭州研究院有限公司，规格为含量35％、食品级、200～280目。

聚丙烯酰胺，购自中煤科工集团杭州研究院有限公司，规格为阴离子、1000～1200W分子量、食品级、50～100目。

重质碳酸钙，购自河南义翔新材料有限公司，规格为含量≥96％、400～800目。

塑料浮体和密目网，购自宁波柏泰塑料科技有限公司，塑料浮体单个可提供150kg以上浮力，密目网密度≥800目。

尼龙绳和镀锌链，购自杭州五金机电市场。

某水煤浆泄露污染河道事故中，受污染水域河道参数见表1。

表1受污染水域河道参数

受污染河道长度(m)	受污染河道宽度(m)	受污染水深(m)	受污染水量(m<sup>3</sup>)
				1000	40	3	120000

药剂种类、配比、投加方式可参见表2～4。

表2药剂投加配比表

表3药剂投加配比表

序号	药剂名称	配比浓度(mg/L)	投加量(吨)	投加方式
					1	PAC	80	9.6	按2％溶解后喷洒
2	PAM	3	0.36	按5‰溶解后喷洒
					3	重质碳酸钙	40	4.8	人工铁锨投撒于水面

表4药剂投加配比表

序号	药剂名称	配比浓度(mg/L)	投加量(吨)	投加方式
					1	PAC	120	14.4	按2％溶解后喷洒
2	PAM	8	0.96	按5‰溶解后喷洒
					3	重质碳酸钙	60	7.2	人工铁锨投撒于水面

按上表2～4所需药剂量将药剂通过上述方式依次撒入受污染河道中，水煤浆絮凝后随水流而快速下沉，然后利用挂网拦截网捕下层悬浮物，实现污染水体自上而下呈三维空间的迅速澄清，经澄清后取水样与受污染水样对比可知，受污染水样颜色浑浊，澄清后水样透明几乎没有杂质，经检测水样数据如下表3，色度检测采用稀释倍数法，悬浮物测定采用称重法。

表3水质情况

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，迅速锁定并确定受污染河道区域，根据受污染区域长、宽、深度测算出污染面积，计算出应急处理受污染水量；在河道区域的受污染水体中投加聚合氯化铝形成矾花絮体；

S2，再投加阴离子型聚丙烯酰胺，将矾花絮体形成悬浮颗粒絮体；

S3，然后投加重介质碳酸钙，并搅拌使其与悬浮颗粒絮体包裹形成重核颗粒，重核颗粒下沉形成下层悬浮物过滤层，自上而下形成初级网捕效应；

S4，采用挂网网捕下层悬浮物实现污染水体自上而下呈三维空间的迅速澄清；

每立方米受污染水量体积中聚合氯化铝固体的投加量为80～120g，所述聚合氯化铝固体按2％溶解后喷洒投加到受污染水体中；每立方米受污染水量体积中阴离子型聚丙烯酰胺的投加量为3～8g，所述阴离子型聚丙烯酰胺按5‰溶解后喷洒投加到受污染水体中；所述碳酸钙采用重质碳酸钙，每立方米受污染水量体积中碳酸钙固体的投加量为40～60g。

2.根据权利要求1所述一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，其特征在于，S3中采用浮筒式潜水搅拌机进行搅拌。

3.根据权利要求2所述一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，其特征在于，所述浮筒式潜水搅拌机包括玻璃钢浮筒和螺旋桨式推进叶轮，所述玻璃钢浮筒浮在水面上，所述玻璃钢浮筒通过缆绳固定在河道岸边或船体上，所述螺旋桨式推进叶轮位于所述玻璃钢浮筒下方的水体中。

4.根据权利要求1所述一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，其特征在于，S4中，所述挂网包括塑料浮体、密目网和配重，所述塑料浮体浮在水面上，所述配重置于水体中，所述塑料浮体与密目网上部通过尼龙绳连接，所述密目网下部与所述配重连接。

5.根据权利要求4所述一种河道突发水煤浆污染事故应急处理方法，其特征在于，所述塑料浮体采用中密度聚乙烯材质，单个塑料浮体能够提供150kg浮力；所述密目网的材质为聚酯，密度≥800目；所述配重采用镀锌链串连而成。

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