CN114477673A - 一种河道淤泥资源化利用处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于淤泥治理技术领域，尤其是一种河道淤泥资源化利用处理方法，包括以下步骤：S1：河道清淤：采用第一种清淤方式对水位浅和淤泥量小的小型河流进行清淤，采用第二种清淤方式对水位深和清淤量大的中、大型河湖进行清淤；S2：垃圾分离：将S1中清淤出来的河道淤泥泵送至垃圾分离系统内将混入的砂石和垃圾进行分离而保证淤泥的纯度。本发明通过增加了垃圾分离步骤，能在脱水固结之前将淤泥中混入的砂石和垃圾进行分离而保证淤泥的纯度，有利于后续的道路回填作业，有利于后续的多方面利用；通过增加了调理反应步骤，能在脱水固结之前对淤泥进行消菌杀毒除臭以及去除有毒重金属等无害化处理，提高处理质量，保证了后续使用的安全性。

Description

一种河道淤泥资源化利用处理方法
技术领域
本发明涉及淤泥治理技术领域，尤其涉及一种河道淤泥资源化利用处理方法。
背景技术
城市河道黑臭水体整治和淤泥的资源化利用一直是个大问题，时至今日仍未彻底解决，河道淤泥通常是粘土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于河湖水体底部。随着河道淤泥厚度增加，一方面造成河道的船舶通行受到限制，另一方面会影响自然环境，且在河水泛滥的时候会导致河水溢出河道，为此，需要经常清理河道淤泥。
目前随着资源化利用理念的逐渐深入，人们需要将清理出来的河道淤泥进行统一处理后便可以进行利用，而现有的河道淤泥资源化利用处理方法大致都是由河道清淤、沉砂浓缩和脱水固结三个步骤组成，处理完成后的淤泥用于道路回填作业，但是依然存在以下不足：
1、现有的处理方法在处理的过程中并未进行垃圾分离，从而导致处理完成后的淤泥中含有许多具有危害性质的垃圾，不利于道路回填作业；
2、现有的处理方法在处理的过程中并内进行无害化处理，从而在利用的过程中会对生态环境造成破坏而形成适得其反的不良效果；
3、现有的处理方法在处理完成后并未将淤泥的作用发挥到最大化，一般都是将所有的淤泥用作道路回填，用途单一，无法变废为宝。
因此，针对上述不足在淤泥治理技术领域急需研究一种河道淤泥资源化利用处理方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种河道淤泥资源化利用处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种河道淤泥资源化利用处理方法，包括以下步骤：
S1：河道清淤：采用第一种清淤方式对水位浅和淤泥量小的小型河流进行清淤，采用第二种清淤方式对水位深和清淤量大的中、大型河湖进行清淤；
S2：垃圾分离：将S1中清淤出来的河道淤泥泵送至垃圾分离系统内将混入的砂石和垃圾进行分离而保证淤泥的纯度；
S3：沉砂浓缩：将S2垃圾分离后的淤泥自流至沉砂池内经过一段时间的沉砂后自流于重力浓缩池内进行浓缩；
S4：调理反应：将S3浓缩后的淤泥泵送至调理设备内并加入絮凝剂、助凝剂进行絮凝，絮凝后的淤泥通入臭氧对淤泥进行消菌杀毒除臭，对处理后淤泥中加入螯合剂去除淤泥中有毒重金属；
S5：脱水固结：将S4调理后的淤泥一部分泵送至土工管袋内进行自然脱水，另一部分泵送至机械脱水设备内进行高效脱水，机械脱水设备脱水完成后泵送至河道淤泥专用压榨机内制作脱水泥饼；
S6：资源化利用：将S5中土工管袋脱水的淤泥用于园林用土和土方覆盖，将S5中淤泥专用压榨机制作出来的脱水泥饼用于建材制砖。
优选地，所述S1中第一种清淤方式包括机械干挖式的干式清淤和水力冲挖的半干式清淤，且S1中第二种清淤方式包括环保绞吸式、斗轮式和抓斗式的湿式清淤。
优选地，所述S2中垃圾分离系统包括垃圾筛分网机和砂石分离机，且S2中采用大型的抽泥泵进行泵送。
优选地，所述S3中沉砂池的沉砂步骤为：第一步，将垃圾分离后的淤泥引入沉砂池内，等待一段时间后，使得淤泥中的泥砂在重力作用下自动向下沉入底部；第二步，使用隔离板将沉砂池中沉淀于底部的泥砂和上部污水隔离开；第三步，通过螺旋聚集片旋转将沉淀于靠近螺旋聚集片外侧的泥砂运送到螺旋片的中间，聚集在螺旋聚集片中心的泥砂在重力作用下流入泥砂抽吸口处，等待抽吸。
优选地，所述S3中浓缩时间为10h-14h，将淤泥含水率降至98wt％以下，浓缩后底泥浓度为10g/L-24g/L。
优选地，所述S4中絮凝剂的主要成分为聚合硅酸铝铁，絮凝反应时间为3min-5min，助凝剂的主要成分为活化硅酸，且活化硅酸投加量250mg/L-400mg/L。
优选地，所述S4中螯合剂的主要成分为乙二胺四乙酸，加入量为6g/L-10g/L，反应时间为18min-30min。
优选地，所述S5中机械脱水设备的单批次脱水时间为1.0h-1.5h，淤泥含水率可控制在40％以下，土工管袋脱水的脱水时间为30天-45天，淤泥含水率控制在60％-70％。
优选地，所述S6中建材制砖的核心技术为水热固化技术，且水热固化技术是将加压成型和加热固化分离相结合的一种方法。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过增加了垃圾分离步骤，能够在脱水固结之前将淤泥中混入的砂石和垃圾进行分离而保证淤泥的纯度，有利于后续的道路回填作业，有利于后续的多方面利用；
2、本发明通过增加了调理反应步骤，能够在脱水固结之前对淤泥进行消菌杀毒除臭以及去除有毒重金属等无害化处理，提高处理质量，保证了后续使用的安全性；
3、本发明在脱水固结的过程中将淤泥分类进行处理，一部分在土工管袋内进行自然脱水，设备成本低，处理量大非常适合道路回填作业以及园林用土，另一部分采用水热固化技术进行制砖操作，这样能够使用淤泥用途多样，且水热制砖的产品质量高，实现变废为宝。
附图说明
图1为本发明提出的一种河道淤泥资源化利用处理方法的整体步骤的流程结构示意图；
图2为本发明提出的一种河道淤泥资源化利用处理方法中清淤方式的组成部分结构示意图。
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。
实施例1，参照图1和图2一种河道淤泥资源化利用处理方法，包括以下步骤：
S1：河道清淤：采用第一种清淤方式对水位浅和淤泥量小的小型河流进行清淤，采用第二种清淤方式对水位深和清淤量大的中、大型河湖进行清淤；
作为本实施例的进一步改进方案，S1中第一种清淤方式包括机械干挖式的干式清淤和水力冲挖的半干式清淤，第二种清淤方式包括环保绞吸式、斗轮式和抓斗式的湿式清淤；
在本实施例中更为具体的，干式清淤的工作原理是河道进行截流，同时进行排水，将清淤河道积水基本排干，采用机械开挖或人工的方法对河道进行清淤，清淤经车辆运输至处理场，其优势为能够控制清淤深度、清淤彻底、施工效率高和易于观察清淤后的河底状况等，其不足之处在于后续淤泥处置和堆放困难、需要运输道路和运输容易产生二次污染等；
在本实施例中更为具体的，半干式清淤的工作原理是河道进行截流，然后排水，留20cm-30cm水位，采用搅吸设备进行搅拌、抽排清淤，辅助使用高压水枪冲刷，淤泥经管道输送至处理场，其优势为控制清淤深度、挖掘和输送一次性完成、清淤效率高和避免了淤泥运输产生的二次污染等，其不足之处在于输送距离远、耗电量较大和清淤产生的量大于水下方方量等；
在本实施例中更为具体的，湿式清淤的工作原理是在河道不排水下，通过挖泥船、绞吸船等依靠船上挖掘设备，将河道淤泥进行开挖或疏浚，再经船舶或管道输送至处理场，其优势为吸泥量大、操作简便、清淤效率高和输送过程不产生二次污染等，其不足之处在于需要专门设备、设备投资大和运行成本高等；
在本实施例中更为具体的，干式清淤和半干式清淤均适用于小型河流、河道水位浅和便于截流等情况，大型清淤设备无法施工时干式清淤往往与半干式清淤结合使用，湿式清淤适用于大型河流、湖泊、水面宽、水位深和无法截流的河流等情况；
S2：垃圾分离：将S1中清淤出来的河道淤泥泵送至垃圾分离系统内将混入的砂石和垃圾进行分离而保证淤泥的纯度；
作为本实施例的进一步改进方案，S2中垃圾分离系统包括垃圾筛分网机和砂石分离机，且S2中采用大型的抽泥泵进行泵送，其流量为30立方米每小时-1000立方米每小时；
在本实施例中更为具体的，垃圾筛分网机用于将淤泥中的大物体杂质筛分掉，砂石分离机主要有进料槽、搅拌分离机、供水系统、筛分系统、浆水均化、循环使用及废浆再利用系统共六个部分组成；
通过增加了垃圾分离步骤，能够在脱水固结之前将淤泥中混入的砂石和垃圾进行分离而保证淤泥的纯度，有利于后续的道路回填作业，有利于后续的多方面利用。
实施例2，参照图1，本实施例是在实施例1的基础上进行优化，具体是：
S3：沉砂浓缩：将S2垃圾分离后的淤泥自流至沉砂池内经过一段时间的沉砂后自流于重力浓缩池内进行浓缩；
作为本实施例的进一步改进方案，S3中沉砂池的沉砂步骤为：第一步，将垃圾分离后的淤泥引入沉砂池内，等待一段时间后，使得淤泥中的泥砂在重力作用下自动向下沉入底部；第二步，使用隔离板将沉砂池中沉淀于底部的泥砂和上部污水隔离开；第三步，通过螺旋聚集片旋转将沉淀于靠近螺旋聚集片外侧的泥砂运送到螺旋片的中间，聚集在螺旋聚集片中心的泥砂在重力作用下流入泥砂抽吸口处，等待抽吸；
作为本实施例的进一步改进方案，S3中浓缩时间为10h-14h，将淤泥含水率降至98wt％以下，浓缩后底泥浓度为10g/L-24g/L；
S4：调理反应：将S3浓缩后的淤泥泵送至调理设备内并加入絮凝剂、助凝剂进行絮凝，絮凝后的淤泥通入臭氧对淤泥进行消菌杀毒除臭，对处理后淤泥中加入螯合剂去除淤泥中有毒重金属；
作为本实施例的进一步改进方案，S4中絮凝剂的主要成分为聚合硅酸铝铁，絮凝反应时间为3min-5min，助凝剂的主要成分为活化硅酸，且活化硅酸投加量250mg/L-400mg/L，S4中螯合剂的主要成分为乙二胺四乙酸，加入量为6g/L-10g/L，反应时间为18min-30min；
本发明通过增加了调理反应步骤，能够在脱水固结之前对淤泥进行消菌杀毒除臭以及去除有毒重金属等无害化处理，提高处理质量，保证了后续使用的安全性。
实施例3，参照图1，本实施例是在实施例1的基础上进行优化，具体是：
S5：脱水固结：将S4调理后的淤泥一部分泵送至土工管袋内进行自然脱水，另一部分泵送至机械脱水设备内进行高效脱水，机械脱水设备脱水完成后泵送至河道淤泥专用压榨机内制作脱水泥饼；
作为本实施例的进一步改进方案，S5中机械脱水设备的单批次脱水时间为1.0h-1.5h，淤泥含水率可控制在40％以下，土工管袋脱水的脱水时间为30天-45天，淤泥含水率控制在60％-70％；
在本实施例中更为具体的，机械脱水的技术优势在于：1、高速高效，单批次时间约1.0h-1.5h，设备产量是隔膜压滤机的2倍-3倍；2、针对河岸狭窄的地形条件、设备易于装卸搬迁机动灵活；3、设备占地小，无需基建、无需厂房；4、污泥抽送、砂水分离、垃圾分离，机械脱水实现流水作业，在配合上河道淤泥专用压榨机的使用能够高效的生产脱水泥饼便于后续的制砖使用；
在本实施例中更为具体的，土工管袋脱水的技术优势在于：1、设备投入少，无需大型设备投入；2、处理量大，单根管袋填充体积约为300立方米；3、填充时间短，固结时间约45左右；4、人员需求少，仅需现场维护人员，那么这种方式非常适合道路填土，因为其用土量需求大；
S6：资源化利用：将S5中土工管袋脱水的淤泥用于园林用土和土方覆盖，将S5中淤泥专用压榨机制作出来的脱水泥饼用于建材制砖；
作为本实施例的进一步改进方案，S6中建材制砖的核心技术为水热固化技术，且水热固化技术是将加压成型和加热固化分离相结合的一种方法；
在本实施例中更为具体的，水热固化技术是模拟地下水热系的成岩过程，克服了某些高温制备不可克服的晶形转变、分解、挥发等问题，生产成本低，固化物粒度均匀，其可制作出抗压强度≥100MPa的高强度墙地砖，相对湿度RH变化振幅<14％的调湿墙地砖以及抗压强度≥60MPa的淤泥烧结步道砖；
在本实施例中更为具体的，由于河道淤泥中含有腐殖质胶体，能使土壤形成团粒结构，保持养分作用，且固结淤泥达到其质量要求、理化指标及安全指标后，即可作为绿化种植土壤使用。
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 (9)

1.一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：河道清淤：采用第一种清淤方式对水位浅和淤泥量小的小型河流进行清淤，采用第二种清淤方式对水位深和清淤量大的中、大型河湖进行清淤；
S2：垃圾分离：将S1中清淤出来的河道淤泥泵送至垃圾分离系统内将混入的砂石和垃圾进行分离而保证淤泥的纯度；
S3：沉砂浓缩：将S2垃圾分离后的淤泥自流至沉砂池内经过一段时间的沉砂后自流于重力浓缩池内进行浓缩；
S4：调理反应：将S3浓缩后的淤泥泵送至调理设备内并加入絮凝剂、助凝剂进行絮凝，絮凝后的淤泥通入臭氧对淤泥进行消菌杀毒除臭，对处理后淤泥中加入螯合剂去除淤泥中有毒重金属；
S5：脱水固结：将S4调理后的淤泥一部分泵送至土工管袋内进行自然脱水，另一部分泵送至机械脱水设备内进行高效脱水，机械脱水设备脱水完成后泵送至河道淤泥专用压榨机内制作脱水泥饼；
S6：资源化利用：将S5中土工管袋脱水的淤泥用于园林用土和土方覆盖，将S5中淤泥专用压榨机制作出来的脱水泥饼用于建材制砖。
2.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S1中第一种清淤方式包括机械干挖式的干式清淤和水力冲挖的半干式清淤，且S1中第二种清淤方式包括环保绞吸式、斗轮式和抓斗式的湿式清淤。
3.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S2中垃圾分离系统包括垃圾筛分网机和砂石分离机，且S2中采用大型的抽泥泵进行泵送。
4.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S3中沉砂池的沉砂步骤为：第一步，将垃圾分离后的淤泥引入沉砂池内，等待一段时间后，使得淤泥中的泥砂在重力作用下自动向下沉入底部；第二步，使用隔离板将沉砂池中沉淀于底部的泥砂和上部污水隔离开；第三步，通过螺旋聚集片旋转将沉淀于靠近螺旋聚集片外侧的泥砂运送到螺旋片的中间，聚集在螺旋聚集片中心的泥砂在重力作用下流入泥砂抽吸口处，等待抽吸。
5.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S3中浓缩时间为10h-14h，将淤泥含水率降至98wt％以下，浓缩后底泥浓度为10g/L-24g/L。
6.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S4中絮凝剂的主要成分为聚合硅酸铝铁，絮凝反应时间为3min-5min，助凝剂的主要成分为活化硅酸，且活化硅酸投加量250mg/L-400mg/L。
7.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S4中螯合剂的主要成分为乙二胺四乙酸，加入量为6g/L-10g/L，反应时间为18min-30min。
8.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S5中机械脱水设备的单批次脱水时间为1.0h-1.5h，淤泥含水率可控制在40％以下，土工管袋脱水的脱水时间为30天-45天，淤泥含水率控制在60％-70％。
9.根据权利要求1所述的一种河道淤泥资源化利用处理方法，其特征在于，所述S6中建材制砖的核心技术为水热固化技术，且水热固化技术是将加压成型和加热固化分离相结合的一种方法。
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