CN113480116A - 疏浚底泥固化改性干化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境工程技术领域，公开了疏浚底泥固化改性干化方法，包括以下步骤：S1：泥浆提取，利用绞吸式清淤船在不构筑围堰的条件下对河道进行底泥疏浚；S2：垃圾砂石分离；S3：进前水池；S4：底泥浓缩，将水解清洗后的底泥泵送到浓缩池中，向浓缩池中定量投加有机调理剂进行浓缩处理，迫使底泥中蕴含的水分渗透出来；S5：脱水固化处理，将浓缩后的底泥泵送待板框压滤机中，并按照固化剂计划投加方案向其中投加定量的固化剂，对底泥进行压滤脱水处理；S6：固化底泥外运处置。该方法能够加快底泥的干化，避免过度使用设备辅助干化耗能问题，同时能够加强底泥改性干化后的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，具体为疏浚底泥固化改性干化方法。
背景技术
城市河道受纳的水流包括城市地表径流、生活污水和工业废水，这些水流中所夹带的颗粒状物质和溶解性物质在一定的水力条件以及化学、生物作用下会发生沉降，转变为水体沉积物。又因城市汇水区下垫面透水性与粗糙度较低，增大了径流强度，使地面沉积物易被径流夹带。径流主要以管道流方式汇入水体，缺乏植被带对径流中颗粒物的滤除作用，所以城市河道水体沉积物生成率高于自然生态系统中的水体，这使得河道水力、水文条件以及通航能力严重恶化。水体沉积物形成过程中，通过吸附、络合、化学反应等一系列物理化学作用，将进入水体的重金属、POPs等污染物聚集起来，当水与沉积物界面的环境条件发生变化时，如pH变化、氧化还原电位变化、水力扰动等，富集在沉积物中的污染物又会重新释放出来，成为水环境的内源污染，对水体生态环境与水流流动通畅性造成了严重威胁，河道、湖泊疏浚已成为水环境综合治理中不可或缺的重要环节。
河道疏浚后会产生大量的底泥，其一般采用堆场堆放、制造陶粒和多孔砖、生产水泥熟料和进行填埋等四种方法进行处理，且底泥用于材料生产时一般都需要进行干化处理。然而，现有的底泥干化处理多为自然晾晒，其处理效率慢，底泥全部干会耗费大量时间，采用设备进行烘干又会耗费大量的能源，因此急需一种可是加快底泥干化的处理方法。
因此，我们推出了疏浚底泥固化改性干化方法。
发明内容
本发明的目的在于提供疏浚底泥固化改性干化方法，该方法能够加快底泥的干化，避免过度使用设备辅助干化耗能问题，同时能够加强底泥改性干化后的力学性能，从而解决了上述背景中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：疏浚底泥固化改性干化方法包括以下步骤：
S1：泥浆提取，利用绞吸式清淤船在不构筑围堰的条件下对河道进行底泥疏浚；
S2：垃圾砂石分离，利用处理设备将底泥中的垃圾和砂石等杂物清理分离出来，并对其及时进行分类处理；
S3：进前水池，将杂物分离后的底泥输送至前水池中，对底泥进行沉淀溢流清洗；
S4：底泥浓缩，将水解清洗后的底泥泵送到浓缩池中，向浓缩池中定量投加有机调理剂进行浓缩处理，迫使底泥中蕴含的水分渗透出来；
S5：脱水固化处理，将浓缩后的底泥泵送待板框压滤机中，并按照固化剂计划投加方案向其中投加定量的固化剂，对底泥进行压滤脱水处理；
S6：固化底泥外运处置，将压滤完成的泥饼取出进行自然风干，风干后的底泥外运用作路基回填土的工程方面。
进一步地，所述S2中，垃圾砂石分离处理包括以下操作步骤：
S201：利用沙水分离器将底泥中的砂石分离排出，并将砂石集中处理作为装饰材料利用起来；
S202：通过垃圾分离器将底泥中的固体垃圾清理分离出来，垃圾分离出来后收集通过运输车外运进行无害化处理；
S203：使用抓斗对处理后的底泥进行梳理，将底泥中残存的细小树枝杂物排除分离出来。
进一步地，所述S201中，底泥中分离的砂石可用作园林、小区和公园的路面装饰材料，对其进行点缀装饰。
进一步地，所述S4中，底泥浓缩渗透出来的水收集泵送到前水池中，其用于对底泥进行溢流清洗，清洗溢流出来的污水经净化处理后排放。
进一步地，所述S5中，固化剂的投加方案如下：
(1)底泥固化改性药剂投加方案1--针对自然晾晒至含水率30％的待处理底泥，底泥初始含水率调整至50％，SC固化剂复配M1固化剂，复配比为3:7，复合固化剂投加量2％；
(2)底泥固化改性药剂投加方案2--针对疏浚船开挖所得含水率90％以上的待处理底泥：
a.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，M1固化剂投加量1.0wt％；
b.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，MCAS固化剂投加量1.0wt％；
c.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，SC固化剂投加量1.0wt％，萘系减水剂投加量0.1wt％(与水泥固化剂同时投加)；
(3)底泥固化改性药剂投加方案3--高重金属含量的待处理底泥，有机调理剂PAM投加量0.2wt％，FC型固化剂投加量1.0wt％。
进一步地，所述的三个方案中，底泥改性干化后用作机场地基填充用土、建筑物地基工程用土和园林绿化用土，其力学性能分别至少达到171KPa、155KPa和182KPa。
进一步地，所述S6中，泥饼的风干包括以下步骤：
S601：制作离地可以动的支架，在支架顶端边框上设置密目的金属网，形成晾晒泥饼的晾晒平台；
S602：将压滤后的泥饼取出均匀放置在金属网上进行自然风干，并在适当时间内对泥饼进行翻边晾晒；
S603：泥饼风干达到一定强度后，将所有的泥饼取下，并在金属网上铺设垫纸，将泥饼重新放置在垫纸上；
S604：将垫纸上的泥饼全部破碎，再对破碎后的底泥进行风干。
进一步地，所述S603中，垫纸的厚度至少为5mm，且垫纸具备强力吸水性。
进一步地，所述S604中，将垫纸上的泥饼敲碎时应使用木槌慢速敲击，敲击前将垫纸完全包裹住泥饼。
进一步地，所述S4中底泥浓缩后减量40％，含水率由95％以上降至90％，且S5中底泥进行压滤后其含水率降至50％以下。
本发明提出的疏浚底泥固化改性干化方法，向垃圾砂石分离后的底泥中投加有机调理剂进行浓缩处理，迫使底泥中蕴含的水分渗透出来，缩减底泥的含水量，并设置多种固化剂复配投加方案，利用复配固化剂对底泥进行改性处理，随后对底泥进行压滤脱水固化处理，多种措施配合最大程度的减小底泥的含水量，便于底泥脱水后的完全风干，缩减其自然晾晒风干的时间，同时经固化剂改性后的底泥具有很好的力学性能，有利于用于路基工程、机场地基工程的回填土，实现底泥的资源化利用，避免堆放和填埋对环境的不利影响。
附图说明
图1为本发明疏浚底泥固化改性干化方法的整体工艺流程图；
图2为本发明疏浚底泥固化改性干化方法的系统框图；
图3为本发明疏浚底泥固化改性干化方法的S2中垃圾砂石分离处理流程图；
图4为本发明疏浚底泥固化改性干化方法的S6中底泥风干流程图；
图5为本发明疏浚底泥固化改性干化方法的S5中固化剂投加方案表；
图6为本发明疏浚底泥固化改性干化方法的底泥固化改性工艺参数表；
图7为本发明疏浚底泥固化改性干化方法的底泥固化后力学性能检测表。
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、图2和图6，疏浚底泥固化改性干化方法包括以下步骤：
步骤一：泥浆提取，利用绞吸式清淤船在不构筑围堰的条件下对河道进行底泥疏浚，避免了传统水利疏浚对自然水体的扰动，限制了底泥中污染物向非流动水体的释放，通过对底泥中水体沉积物中污染物的异位处置最大限度地实现水体环境质量的全面提升；
步骤二：垃圾砂石分离，利用处理设备将底泥中的垃圾和砂石等杂物清理分离出来，并对其及时进行分类处理；
步骤三：进前水池，将杂物分离后的底泥输送至前水池中，对底泥进行沉淀溢流清洗；
步骤四：底泥浓缩，将水解清洗后的底泥泵送到浓缩池中，向浓缩池中定量投加有机调理剂进行浓缩处理，迫使底泥中蕴含的水分渗透出来；
步骤五：脱水固化处理，将浓缩后的底泥泵送待板框压滤机中，并按照固化剂计划投加方案向其中投加定量的固化剂，对底泥进行压滤脱水处理；
步骤六：固化底泥外运处置，将压滤完成的泥饼取出进行自然风干，风干后的底泥外运用作路基回填土的工程方面。
步骤四中，底泥浓缩渗透出来的水收集泵送到前水池中，其用于对底泥进行溢流清洗，清洗溢流出来的污水经净化处理后排放，底泥浓缩后减量40％，含水率由95％以上降至90％，且S5中底泥进行压滤后其含水率降至50％以下。
请参阅图2和图3，步骤二中，垃圾砂石分离处理包括以下操作步骤：
S201：利用沙水分离器将底泥中的砂石分离排出，并将砂石集中处理作为装饰材料利用起来，底泥中分离的砂石可用作园林、小区和公园的路面装饰材料，对其进行点缀装饰；
S202：通过垃圾分离器将底泥中的固体垃圾清理分离出来，垃圾分离出来后收集通过运输车外运进行无害化处理；
S203：使用抓斗对处理后的底泥进行梳理，将底泥中残存的细小树枝杂物排除分离出来。
请参阅图2、图5和图7，步骤五中，固化剂的投加方案如下：
(1)底泥固化改性药剂投加方案1--针对自然晾晒至含水率30％的待处理底泥，底泥初始含水率调整至50％，SC固化剂复配M1固化剂，复配比为3:7，复合固化剂投加量2％；
(2)底泥固化改性药剂投加方案2--针对疏浚船开挖所得含水率90％以上的待处理底泥：
a.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，M1固化剂投加量1.0wt％；
b.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，MCAS固化剂投加量1.0wt％；
c.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，SC固化剂投加量1.0wt％，萘系减水剂投加量0.1wt％(与水泥固化剂同时投加)；
(3)底泥固化改性药剂投加方案3--高重金属含量的待处理底泥，有机调理剂PAM投加量0.2wt％，FC型固化剂投加量1.0wt％。
三个方案中，底泥改性干化后用作机场地基填充用土、建筑物地基工程用土和园林绿化用土，其力学性能分别至少达到171KPa、155KPa和182KPa，利用复配固化剂对底泥进行改性处理，随后对底泥进行压滤脱水固化处理，多种措施配合最大程度的减小底泥的含水量，便于底泥脱水后的完全风干，缩减其自然晾晒风干的时间，同时经固化剂改性后的底泥具有很好的力学性能，有利于用于路基工程、机场地基工程的回填土，实现底泥的资源化利用，避免堆放和填埋对环境的不利影响。
请参阅图2和图4，步骤六中，泥饼的风干包括以下步骤：
S601：制作离地可以动的支架，在支架顶端边框上设置密目的金属网，形成晾晒泥饼的晾晒平台；
S602：将压滤后的泥饼取出均匀放置在金属网上进行自然风干，并在适当时间内对泥饼进行翻边晾晒；
S603：泥饼风干达到一定强度后，将所有的泥饼取下，并在金属网上铺设垫纸，将泥饼重新放置在垫纸上，垫纸的厚度至少为5mm，且垫纸具备强力吸水性；
S604：将垫纸上的泥饼全部破碎，再对破碎后的底泥进行风干，将垫纸上的泥饼敲碎时应使用木槌慢速敲击，敲击前将垫纸完全包裹住泥饼。
综上所述：本发明提出的疏浚底泥固化改性干化方法，采用绞吸式清淤船在不构筑围堰的条件下实现底泥疏浚，避免了传统水利疏浚对自然水体的扰动，限制了底泥中污染物向非流动水体的释放，通过对底泥中水体沉积物中污染物的异位处置最大限度地实现水体环境质量的全面提升；向垃圾砂石分离后的底泥中投加有机调理剂进行浓缩处理，迫使底泥中蕴含的水分渗透出来，缩减底泥的含水量，并设置多种固化剂复配投加方案，利用复配固化剂对底泥进行改性处理，随后对底泥进行压滤脱水固化处理，多种措施配合最大程度的减小底泥的含水量，便于底泥脱水后的完全风干，缩减其自然晾晒风干的时间，同时经固化剂改性后的底泥具有很好的力学性能，有利于用于路基工程、机场地基工程的回填土，实现底泥的资源化利用，避免堆放和填埋对环境的不利影响；利用金属网对泥饼的悬空防止，促进泥饼的上下端面的空气流通，便于对泥饼进行风干，随后将泥饼取下铺设吸水性强的垫纸，把泥饼放置于垫纸上破碎后进行风干，利用垫纸的吸水性提高底泥的风干效率，结合泥饼的破碎促使底泥快速晾晒风干。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提出的疏浚底泥固化改性干化方法，采用绞吸式清淤船在不构筑围堰的条件下实现底泥疏浚，避免了传统水利疏浚对自然水体的扰动，限制了底泥中污染物向非流动水体的释放，通过对底泥中水体沉积物中污染物的异位处置最大限度地实现水体环境质量的全面提升。
2.本发明提出的疏浚底泥固化改性干化方法，向垃圾砂石分离后的底泥中投加有机调理剂进行浓缩处理，迫使底泥中蕴含的水分渗透出来，缩减底泥的含水量，并设置多种固化剂复配投加方案，利用复配固化剂对底泥进行改性处理，随后对底泥进行压滤脱水固化处理，多种措施配合最大程度的减小底泥的含水量，便于底泥脱水后的完全风干，缩减其自然晾晒风干的时间，同时经固化剂改性后的底泥具有很好的力学性能，有利于用于路基工程、机场地基工程的回填土，实现底泥的资源化利用，避免堆放和填埋对环境的不利影响。
3.本发明提出的疏浚底泥固化改性干化方法，制作离地支架并配置金属滤网，利用金属网对泥饼的悬空防止，促进泥饼的上下端面的空气流通，便于对泥饼进行风干，随后将泥饼取下铺设吸水性强的垫纸，把泥饼放置于垫纸上破碎后进行风干，利用垫纸的吸水性提高底泥的风干效率，结合泥饼的破碎促使底泥快速晾晒风干。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：泥浆提取，利用绞吸式清淤船在不构筑围堰的条件下对河道进行底泥疏浚；
S2：垃圾砂石分离，利用处理设备将底泥中的垃圾和砂石等杂物清理分离出来，并对其及时进行分类处理；
S3：进前水池，将杂物分离后的底泥输送至前水池中，对底泥进行沉淀溢流清洗；
S4：底泥浓缩，将水解清洗后的底泥泵送到浓缩池中，向浓缩池中定量投加有机调理剂进行浓缩处理，迫使底泥中蕴含的水分渗透出来；
S5：脱水固化处理，将浓缩后的底泥泵送待板框压滤机中，并按照固化剂计划投加方案向其中投加定量的固化剂，对底泥进行压滤脱水处理；
S6：固化底泥外运处置，将压滤完成的泥饼取出进行自然风干，风干后的底泥外运用作路基回填土的工程方面。
2.如权利要求1所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S2中，垃圾砂石分离处理包括以下操作步骤：
S201：利用沙水分离器将底泥中的砂石分离排出，并将砂石集中处理作为装饰材料利用起来；
S202：通过垃圾分离器将底泥中的固体垃圾清理分离出来，垃圾分离出来后收集通过运输车外运进行无害化处理；
S203：使用抓斗对处理后的底泥进行梳理，将底泥中残存的细小树枝杂物排除分离出来。
3.如权利要求2所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S201中，底泥中分离的砂石可用作园林、小区和公园的路面装饰材料，对其进行点缀装饰。
4.如权利要求1所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S4中，底泥浓缩渗透出来的水收集泵送到前水池中，其用于对底泥进行溢流清洗，清洗溢流出来的污水经净化处理后排放。
5.如权利要求1所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S5中，固化剂的投加方案如下：
(1)底泥固化改性药剂投加方案1--针对自然晾晒至含水率30％的待处理底泥，底泥初始含水率调整至50％，SC固化剂复配M1固化剂，复配比为3:7，复合固化剂投加量2％；
(2)底泥固化改性药剂投加方案2--针对疏浚船开挖所得含水率90％以上的待处理底泥：
a.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，M1固化剂投加量1.0wt％；
b.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，MCAS固化剂投加量1.0wt％；
c.有机调理剂PAM投加量0.2wt％，SC固化剂投加量1.0wt％，萘系减水剂投加量0.1wt％(与水泥固化剂同时投加)；
(3)底泥固化改性药剂投加方案3--高重金属含量的待处理底泥，有机调理剂PAM投加量0.2wt％，FC型固化剂投加量1.0wt％。
6.如权利要求5所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述的三个方案中，底泥改性干化后用作机场地基填充用土、建筑物地基工程用土和园林绿化用土，其力学性能分别至少达到171KPa、155KPa和182KPa。
7.如权利要求1所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S6中，泥饼的风干包括以下步骤：
S601：制作离地可以动的支架，在支架顶端边框上设置密目的金属网，形成晾晒泥饼的晾晒平台；
S602：将压滤后的泥饼取出均匀放置在金属网上进行自然风干，并在适当时间内对泥饼进行翻边晾晒；
S603：泥饼风干达到一定强度后，将所有的泥饼取下，并在金属网上铺设垫纸，将泥饼重新放置在垫纸上；
S604：将垫纸上的泥饼全部破碎，再对破碎后的底泥进行风干。
8.如权利要求7所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S603中，垫纸的厚度至少为5mm，且垫纸具备强力吸水性。
9.如权利要求7所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S604中，将垫纸上的泥饼敲碎时应使用木槌慢速敲击，敲击前将垫纸完全包裹住泥饼。
10.如权利要求1所述的疏浚底泥固化改性干化方法，其特征在于：所述S4中底泥浓缩后减量40％，含水率由95％以上降至90％，且S5中底泥进行压滤后其含水率降至50％以下。
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