CN209493464U - 一种地表水体底泥就地处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地表水体底泥就地处理系统，包括底泥抽吸系统、底泥化学氧化快速处理系统和再利用系统，地表水体底泥经底泥抽吸系统进入底泥化学氧化快速处理系统，经化学氧化快速处理后进入再利用系统实现底泥再利用。再利用系统包括通过底泥回填口进行底泥回填再利用，以及经底泥脱水系统和脱水底泥压缩系统进行资源化再利用。脱水压缩后的底泥可以用于河道坡岸整治、道路基础回填等领域。本实用新型系统可以有效解决地表水体底泥处理过程中底泥堆积所产生的大面积占地难题，防止二次污染；实现底泥的回填或资源化利用，节约底泥处理的成本；并且实现对化学氧化过程的控制，避免化学氧化过程中化学氧化剂对地表水体的负面影响。

Description

一种地表水体底泥就地处理系统

技术领域

本实用新型属于地表水体底泥治理领域，特别涉及一种地表水体底泥就地处理系统。

背景技术

地表水体底泥治理技术可分为三大类，即物理修复、化学修复和生物修复。

物理修复技术包括底泥疏挖、底泥覆盖、以及底泥曝气。底泥疏挖是通过挖除表层含有高浓度氮磷营养盐、重金属和难降解有机物的污染底泥，从而去除底泥污染的修复手段。当底泥中污染物的浓度高出本底值3～5倍时被认为其对人类及水生生态系统存在潜在危害，可考虑进行疏挖。底泥疏挖是目前最常用的地表水体底泥治理技术。底泥疏挖有如下特点：(1)尽可能保留原有生态特征，为疏挖区的生态重建创造条件，充分保护生物多样性；(2)去除湖泊底泥中所含的污染物，减少底泥中高浓度污染物向水体的释放；(3)疏挖泥层厚度一般小于1m，按清除内源性污染、控制大型水生植物的生长以及有利于生态恢复的要求确定疏挖深度，并将疏挖精度控制在5～10cm；(4)采用专业环保疏挖设备进行施工，严格监控施工进程，避免因疏浚扰动造成污染物扩散及颗粒物再悬浮，防止二次污染出现；(5)根据底泥和水污染性质和程度不同对底泥进行特殊处理，避免疏挖污染物对其他环境造成污染。底泥覆盖主要是通过在污染底泥上构建一层或多层覆盖物，实现水体和污染底泥的物理隔离，并利用覆盖材料和污染物之间的吸附和降解等作用以减少底泥中的氮磷营养盐、重金属和难降解有机物等污染物向水体迁移。常用的覆盖材料包括天然材料(如清洁的沉积物、土壤、沙子、砂砾)、改性粘土(如有机改性膨润土、有机改性沸石、有机改性高岭土)和活性覆盖材料(如零价铁、磷灰石、方解石)等。一般工程上通过机械设备表层倾倒、移动驳船表层撒布、水力喷射表层覆盖和驳船管道水下覆盖等方式将覆盖物放置到底泥上形成覆盖层。近年来，曝气充氧技术也开始被应用在底泥治理中。有研究表明曝气充氧能明显控制底泥中氮磷的释放。此外，氧气可以改善底泥的厌氧环境，提高好氧微生物数量和活性，加速氮磷和有机物的去除。

化学修复的原理是化学试剂与污染物发生氧化、还原、沉淀、水解、络合、聚合等反应，使污染物从底泥中分离、转化成低毒或无毒形态。目前常用的化学药剂有铝盐、铁盐、生石灰、Ca(NO3)2、CaO2、H2O2和KMnO4等。化学修复虽然能耗较低、投资较少，但也存在问题。首先，化学药剂存在增加水体毒性的可能；其次，化学药剂可能会引起污染物的异常释放和稳态改变。总体而言，化学修复可能更适用于应急处理。在可选用其他技术对内源污染进行控制时，尽量不使用化学修复，以免给水体造成二次污染，增加水体治理成本。

生物修复技术可以概括为利用植物、动物和微生物中的一类或几类对水体中的污染物进行吸附、降解、转化，以实现水环境净化和生态修复目的的技术。生物修复技术主要包括植物修复、微生物修复和动物修复。植物修复是以植物能耐受和积累的一种或几种化学元素为前提，利用植物吸收、降解、固定等作用，有效去除水中有机和无机污染物，达到净化底泥目的的修复技术。微生物修复即利用微生物代谢、吸附等作用将底泥中的污染物进行削减或减毒的修复技术。动物修复是通过动物的摄食行为或富集能力去除氮磷、重金属和有机物污染物，以达到底泥净化目的的一种生物学修复手段。与传统物化技术相比，生物修复技术建造和运行成本相对较低，运行维护技术也相对简单。但是生物修复技术也存在一些问题：(1)生物生长周期较长，一般见效时间较长；(2)生物的活性易受到环境条件的制约(如温度)，其修复效果随环境的变化可能出现波动；(3)生物对污染物耐受性有限，在出现高浓度突发性污染情况时，生物可能死亡而失去修复能力，而死亡的死亡若未能及时清除可能造成水体二次污染。

在地表水体底泥处理中，现有的物理和化学处理技术多需要将底泥挖出后在地表陆地进行处理，会占用大面积土地并可能造成二次污染！同时，一些原位物理、化学处理技术和生物处理技术也多存在处理效率慢或容易对地表水体产生二次污染等问题，而受到限制！

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种地表水体底泥就地处理系统，解决现有技术中地表水体底泥处理过程中底泥堆积所产生的大面积占地、处理成本高的问题。

本实用新型的技术方案是：一种地表水体底泥就地处理系统，包括底泥抽吸系统、底泥化学氧化快速处理系统和再利用系统，地表水体底泥经底泥抽吸系统进入底泥化学氧化快速处理系统，经化学氧化快速处理后进入再利用系统实现底泥再利用。

所述底泥抽吸系统包括底泥抽吸设备、底泥抽吸口、底泥传输管道，底泥抽吸口下设置底泥扰动设备。

所述底泥抽吸系统设置有水下底泥防扩散帷幕。

所述底泥化学氧化快速处理系统包括底泥化学氧化快速处理罐，底泥化学氧化快速处理罐中设置底泥传输螺杆和化学氧化剂加药系统，底泥在进入化学氧化快速处理罐后，通过底泥传输螺杆在底泥化学氧化快速处理罐中传输；同时，在传输过程中通过化学氧化剂加药系统向底泥喷洒化学氧化剂，并在传输过程中通过底泥传输螺杆的螺旋循环传输方式将底泥和化学氧化剂充分混合。

所述化学氧化剂加药系统包括化学氧化剂储存罐，化学氧化剂加压传送设备和化学氧化剂喷淋设备。

所述再利用系统包括直接通过底泥回填口回填至地表水体底部以及经底泥脱水系统和脱水底泥压缩系统脱水、压缩处理后，进行资源化再利用两种方式。

底泥回填口外设置有水下底泥防扩散帷幕。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型可以实现地表水体底泥的就地处理，可以有效解决地表水体底泥处理过程中底泥堆积所产生的大面积占地难题，防止二次污染；

2、本实用新型在地表水体底泥就地处理后，可以实现底泥的回填或资源化利用，节约底泥处理的成本；

3、本实用新型在化学氧化处理底泥的过程中，可以实现对化学氧化过程的控制，避免化学氧化过程中化学氧化剂对地表水体的负面影响。

附图说明

图1为地表水体底泥就地处理系统流程图；

图2为地表水体底泥就地处理并回填利用系统结构示意图；

图3为地表水体底泥就地处理并资源化再利用系统结构示意图；

图4为底泥化学氧化快速处理系统示意图；

其中：1底泥，2底泥抽吸设备，3底泥抽吸口，4底泥传输管道，5底泥化学氧化快速处理罐，6底泥扰动设备，7水下底泥防扩散帷幕，8底泥回填口，9底泥脱水系统，10脱水底泥传输系统，11脱水底泥压缩系统，12底泥传输螺杆，13化学氧化剂加药系统，14化学氧化剂储存罐，15化学氧化剂加压传送设备，16化学氧化剂喷淋设备

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，底泥经底泥抽吸系统进入底泥化学氧化快速处理系统，经化学氧化快速处理后可以通过底泥回填口8进行底泥回填再利用，也可以经底泥脱水系统10和脱水底泥压缩系统11进行资源化再利用。底泥抽吸系统包括底泥抽吸设备2，底泥抽吸口3，底泥传输管道4，底泥扰动设备6和水下底泥防扩散帷幕7。底泥化学氧化快速处理系统包括底泥化学氧化快速处理罐5，底泥传输螺杆12，化学氧化剂加药系统13。化学氧化剂加药系统13包括化学氧化剂储存罐14，化学氧化剂加压传送设备15和化学氧化剂喷淋设备16。在实际过程中，地表水体底泥就地处理装置可以设置在船、陆地和水面工作平台等任意位置。

如图2所示，底泥1通过底泥抽吸设备2经底泥抽吸口3和底泥传输管道4进入底泥化学氧化快速处理罐5，经过化学氧化快速处理的底泥通过底泥回填口8回填至地表水体底部。在底泥抽吸过程中，为提高底泥抽吸效率，在底泥抽吸口3下设置底泥扰动设备6，将底泥和水充分混合以提高抽吸效率。同时，为防止在抽吸过程中底泥的扩散对地表水体的污染，设置水下底泥防扩散帷幕7，以防止扰动后的底泥大范围扩散。

如图3所示，底泥1通过底泥抽吸设备2经底泥抽吸口3和底泥传输管道4进入底泥化学氧化快速处理罐5，经过化学氧化快速处理的底泥还可以通过底泥脱水系统9、脱水底泥传输系统10和脱水底泥压缩系统11经过脱水、压缩处理后，进行资源化再利用。脱水压缩后的底泥可以用于河道坡岸整治、道路基础回填等领域。

如图4所示，底泥化学氧化快速处理系统包括底泥化学氧化快速处理罐5，底泥传输螺杆12，化学氧化剂加药系统13。化学氧化剂加药系统13包括化学氧化剂储存罐14，化学氧化剂加压传送设备15和化学氧化剂喷淋设备16。底泥1通过底泥抽吸设备2经底泥抽吸口3和底泥传输管道4进入底泥化学氧化快速处理罐5，在底泥化学氧化快速处理罐5中设置底泥传输螺杆12，化学氧化剂加药系统13。底泥1在进入化学氧化快速处理罐5后，通过底泥传输螺杆12在底泥化学氧化快速处理罐5中传输。同时，在传输过程中通过化学氧化剂加药系统13向底泥1喷洒化学氧化剂(包括H2O2，KS2O4，O3，KMnO4等)，并在传输过程中通过底泥传输螺杆12的螺旋循环传输方式将底泥和化学氧化剂充分混合，以提高化学氧化剂对底泥的处理效果。

底泥1包括河流、湖泊、水库、海洋等地表水体底泥。

底泥抽吸设备2用于将底泥1从河流、湖泊、水库等地表水体底部抽出或挖出，包括但不局限于人工和机械挖取、真空抽吸泵、污泥泵、渣浆泵等。在实际运行中，底泥抽吸设备2的数量包括但不局限于1套。

底泥抽吸口3可为由不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料制成的任意形状，用于在底泥抽吸过程中在更大范围内将地表水体和底泥分隔，形成抽吸力。在实际运行中，底泥抽吸口3的数量包括但不局限于1套。

底泥传输管道4用于在地表水体底泥就地处理过程中底泥的传输，可为钢管、不锈钢管、塑料管等任意自制或市售管道。

底泥化学氧化快速处理罐5用于底泥的化学氧化快速处理，可为由不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料制成的任意形状。在实际运行中，底泥化学氧化快速处理罐5的数量包括但不局限于1套。

底泥扰动设备6主要设置在底泥抽吸口3下，也可以设置在底泥抽吸口3外面任意位置。主要用于在底泥抽吸过程中将底泥与水充分混合，以提高抽吸效率。包括但不局限于人工、机械搅拌、泵循环搅拌、气动搅拌等方式。在实际运行中，底泥扰动设备6的数量包括但不局限于1套。

水下底泥防扩散帷幕7主要用于防止在抽吸过程中扰动后的底泥大范围扩散，可以为由透水和不透水材料制成的各种帷幕，透水和不透水材料包括但不局限于不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料。同时，也可以通过化学吸附、电吸附等方式提高帷幕对防止底泥扩散的效率。在实际运行中，水下底泥防扩散帷幕7的数量包括但不局限于1套。

底泥回填口8可为由不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料制成的任意形状，主要用于将经过化学氧化快速处理的底泥稳定、均匀的回填至地表水体底部，并放置回填过程中底泥的扩散。同时，在底泥回填过程中，也可以在底泥回填口8外设置水下底泥防扩散帷幕7，以防止在底泥回填过程中底泥的大范围扩散。在实际运行中，底泥回填口8的数量包括但不局限于1套。

底泥脱水系统9主要用于化学氧化快速处理后高含水底泥的脱水，可以为离心、压滤等任意物理脱水方式和絮凝等化学脱水方式，也可以为任意市售脱水设备。在实际运行中，底泥脱水系统9的数量包括但不局限于1套。

脱水底泥传输系统10主要用于脱水底泥的传输，包括但不局限于人工、铲车、传输带、泵送等。在实际运行中，脱水底泥传输系统10的数量包括但不局限于1套。

脱水底泥压缩系统11主要用于脱水底泥的压缩，可以为真空压缩或机械压缩等任意方式，也可以为任意市售压缩设备。在实际运行中，脱水底泥压缩系统11的数量包括但不局限于1套。

底泥传输螺杆12设置在底泥化学氧化快速处理罐5中，主要用于在底泥化学氧化快速处理罐5中传输底泥。同时，在传输的过程汇总可以通过底泥传输螺杆12的循环使底泥和化学氧化剂充分混合，以提高化学氧化剂对底泥的氧化效率。底泥传输螺杆12可为由不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料制成的任意形状。同时，也可以通过人工搅拌、机械搅拌、泵循环搅拌、气动搅拌等方式实现底泥和化学氧化剂的充分混合。在实际运行中，底泥传输螺杆12的数量包括但不局限于1套。

化学氧化剂加药系统13包括化学氧化剂储存罐14，化学氧化剂加压传送设备15和化学氧化剂喷淋设备16。化学氧化剂可以为H2O2，KS2O4，O3和KMnO4等任意化学氧化剂，用于化学氧化去除底泥中的COD、氨氮等污染物。在实际运行中，化学氧化剂加药系统13的数量包括但不局限于1套。

化学氧化剂储存罐14主要用于储存化学氧化剂，可为由不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料制成的任意形状。在实际运行中，化学氧化剂储存罐14的数量包括但不局限于1套。

化学氧化剂加压传送设备15主要用于将化学氧化剂传送至化学氧化剂喷淋设备16，可以为重力输送、人工运输、泵送等任意方式。在实际运行中，化学氧化剂加压传送设备15的数量包括但不局限于1套。

化学氧化剂喷淋设备16设置在底泥化学氧化快速处理罐5中，主要用于将化学氧化剂均匀喷洒在底泥传输螺杆12上的底泥中，实现化学氧化剂和底泥的充分混合，可以为可为由不锈钢、混凝土、玻璃、有机玻璃、塑料等任何材料制成的具孔管道、喷头等。在实际运行中，化学氧化剂喷淋设备16的数量包括但不局限于1套。

尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种地表水体底泥就地处理系统，其特征在于，包括底泥抽吸系统、底泥化学氧化快速处理系统和再利用系统，地表水体底泥经底泥抽吸系统进入底泥化学氧化快速处理系统，经化学氧化快速处理后进入再利用系统实现底泥再利用。

2.根据权利要求1所述地表水体底泥就地处理系统，其特征在于，所述底泥抽吸系统包括底泥抽吸设备、底泥抽吸口、底泥传输管道，底泥抽吸口下设置底泥扰动设备。

3.根据权利要求1所述地表水体底泥就地处理系统，其特征在于，所述底泥抽吸系统设置有水下底泥防扩散帷幕。

4.根据权利要求1所述地表水体底泥就地处理系统，其特征在于，所述底泥化学氧化快速处理系统包括底泥化学氧化快速处理罐，底泥化学氧化快速处理罐中设置底泥传输螺杆和化学氧化剂加药系统，底泥在进入化学氧化快速处理罐后，通过底泥传输螺杆在底泥化学氧化快速处理罐中传输；同时，在传输过程中通过化学氧化剂加药系统向底泥喷洒化学氧化剂，并在传输过程中通过底泥传输螺杆的螺旋循环传输方式将底泥和化学氧化剂充分混合。

5.根据权利要求4所述地表水体底泥就地处理系统，其特征在于，所述化学氧化剂加药系统包括化学氧化剂储存罐，化学氧化剂加压传送设备和化学氧化剂喷淋设备。

6.根据权利要求1所述地表水体底泥就地处理系统，其特征在于，所述再利用系统包括直接通过底泥回填口回填至地表水体底部以及经底泥脱水系统和脱水底泥压缩系统脱水、压缩处理后，进行资源化再利用两种方式。

7.根据权利要求6所述地表水体底泥就地处理系统，其特征在于，底泥回填口外设置有水下底泥防扩散帷幕。