專利名稱：環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保疏浚底泥堆場余水污染控制的方法及系統(tǒng)，可用于環(huán)保疏浚污染底泥堆場排放余水的污染控制及普通疏浚工程底泥堆場余水排放含泥濃度控制。
背景技術(shù)：
環(huán)保疏浚是治理湖泊、港口及河道內(nèi)污染源的重要手段，但由此引起的二次污染的防治一直是關(guān)注的熱點，堆場余水處理是環(huán)保疏浚二次污染防治的重要內(nèi)容之一。堆場余水中含有氮、磷、有機污染物及重金屬污染物，這些污染物大部分粘附在懸浮顆粒上，如果不去除余水中的懸浮顆粒，這些富含污染物的懸浮顆粒隨余水排到受納水體，將造成受納水體的二次污染(文獻1AndrewM.Lonhrer，Jennifer Jarrell Wetz.2003，Dredging-induced nutrientrelease from sediments to the water column in a southeasternsaltmarsh tidal creek.Marine Pollution Bulletin.461156～1163)。而這些懸浮顆粒比重較小，短時間內(nèi)難以沉淀去除，并且疏浚工程的單位產(chǎn)水量大以及堆場空間的限制，余水處理已經(jīng)成為疏浚工程正常運行的制約因素。
國內(nèi)外常用的疏浚泥漿的泥水分離方法是使泥漿在底泥堆場自然沉淀，污泥沉淀在堆場，多余的水由底泥堆場排放口排出。由于污泥顆粒粒徑較小，需要的沉淀時間很長，當疏浚后期污泥堆場的容積減小、泥漿的水力停留時間縮短而不足以使細顆粒污泥沉淀下來時，堆場排放的余水所攜帶的污泥顆粒及其粘附的污染物將污染環(huán)境，因此，僅用泥漿自然沉淀的方法往往不能滿足環(huán)境保護的要求。
投加絮凝劑是加速細顆粒沉降速度、提高沉淀效果的有效方法?，F(xiàn)有的方法是在輸泥管加入絮凝劑，通過管道快速混合，在堆場內(nèi)反應(yīng)沉淀(文獻2Audun Hauge，Roger M.Konieczny，Per.Halvorsen，et.al.1998，Remediation of contaminated sediments inOslo harbour，Norway.Wat.Sci.Tech.37299～305；文獻3MariaClaudia Barbosa.，Márcio de Souza Soares de Almeida.2001，Dredging and disposal of fine sediments in the state of Rio deJaneiro.Brazil Journal of Hazardous Materials 8515-38；文獻4金相燦，荊一鳳，劉文生等，湖泊污染底泥疏浚工程技術(shù)——滇池草海底泥疏挖及處置，環(huán)境科學研究，1999，12(5)9～12頁)。該方法的缺點是絮凝劑的用量大，處理效果滯后，難以及時控制余水的出水水質(zhì)。
目前，對于受污染水體底泥的環(huán)保疏浚造成的二次污染已經(jīng)引起重視，以清除受污染水體內(nèi)污染源為目標的環(huán)保疏浚工程必須對余水水質(zhì)加以嚴格控制，因此，開發(fā)高效、經(jīng)濟、實用的余水處理技術(shù)勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟有效的環(huán)保疏浚底泥堆場余水污染控制的方法，解決現(xiàn)有環(huán)保疏浚及普通疏浚工程實施過程中，當自然沉淀不能滿足堆場余水排放水質(zhì)要求時，底泥堆場排放余水對受納水體的污染問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供在上述方法中使用的堆場出水投藥促沉處理系統(tǒng)。
本發(fā)明公開了一種在底泥堆場出水中投絮凝劑促使堆場出水攜帶的污泥細顆粒沉淀的方法，其特征在于該方法包括下列步驟1)引導底泥堆場出水進入隔板混合池，在隔板混合池前將絮凝劑加入水中，絮凝劑與堆場出水混合；2)隔板混合池出水流入折流式反應(yīng)池，在折流式反應(yīng)池中水的流速由大變小，完成絮凝反應(yīng)；3)折流式反應(yīng)池出水流入平流式沉淀池，在平流式沉淀池中由絮凝劑與污泥細顆粒結(jié)合而成的絮凝體沉淀下來，澄清后的水從排水口排出。
在上述處理方法中，使用的絮凝劑可以是市售無機高分子絮凝劑、市售有機高分子絮凝劑或?qū)⑹惺蹮o機高分子絮凝劑與市售有機高分子絮凝劑復配使用。其中，無機高分子絮凝劑如聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵、有機高分子絮凝劑如聚丙烯酰胺等，上述不同的絮凝劑均適用于本方法。絮凝劑的投加量根據(jù)堆場出水污泥濃度決定。絮凝劑加入方式為重力投加或用泵壓入。
本發(fā)明還提供環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理系統(tǒng)，用于實現(xiàn)環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理方法，其中，該系統(tǒng)依次包括串聯(lián)的隔板混合池、折流式反應(yīng)池和平流式沉淀池。
在上述處理方法和系統(tǒng)中，混合裝置為隔板混合池。利用隔板所產(chǎn)生的湍流進行混合。隔板混合池中的混合時間為20～30秒，水頭損失控制在0.2～0.3米。
在上述處理方法和系統(tǒng)中，反應(yīng)裝置為折流式反應(yīng)池。利用折流隔板形成廊道使流速逐漸由大變小，變化范圍為進口0.5～0.6m/s至出口0.2～0.3m/s。余水在反應(yīng)池中的水力停留時間為20～30分鐘。
在上述處理方法和系統(tǒng)中，沉淀池采用平流式沉淀池。沉淀池長寬比≥4∶1，在場地條件允許的情況下，采用高的長寬比，有利于改善水力條件，減少死區(qū)。余水在平流式沉淀池中的水力停留時間≥2小時，在場地條件允許的情況下，提高水力停留時間，有利于提高沉淀效果。沉淀池底部沉淀污泥用機械方法挖除并返回污泥堆場。
與現(xiàn)行輸泥管投藥的方法相比，由于輸泥管中疏浚泥漿的污泥濃度遠遠高于堆場出水中污泥濃度，疏浚泥漿中大部分都是細小的穩(wěn)定顆粒，穩(wěn)定顆粒上的吸附位需與絮凝劑的活性基結(jié)合才能形成絮凝體，穩(wěn)定顆粒越多，要求與之結(jié)合的藥劑量越大；而堆場出水中污泥濃度比疏浚泥漿的污泥濃度大為降低，水中所含的細小穩(wěn)定顆粒濃度要少得多，需要的絮凝劑投加量也隨之大幅度減少。此外，由于輸泥管投藥從施加投藥措施到出水水質(zhì)變化需幾十小時，處理效果滯后，給水質(zhì)控制帶來困難，而本發(fā)明方法1～2小時即可反映出水效果，可根據(jù)堆場排放余水情況隨時調(diào)整藥劑的投加，方便靈活，節(jié)省運行費用。
本發(fā)明具有絮凝劑投加量少、處理成本低的優(yōu)點，絮凝劑投加量為現(xiàn)行輸泥管投藥方法的1/10，藥劑費僅為0.01～0.03元/m3泥漿。
處理效果好、適應(yīng)性強、出水水質(zhì)容易控制是本發(fā)明的又一特點，在疏浚泥漿濃度和堆場出水水質(zhì)變化的條件下，仍然可以取得理想的處理效果。
所述方法和系統(tǒng)適用于底泥堆場的應(yīng)用條件，是一種經(jīng)濟實用的余水處理方法和余水處理系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明污染底泥堆場余水投藥處理工藝流程示意圖。
圖中箭頭所示為水流方向。
圖中標號1為隔板混合池，2為折流式反應(yīng)池，3為沉淀池布水區(qū)，4為平流式沉淀池，5為出水井，6為排水管。
具體實施例方式
在底泥堆場中，大部分污泥顆粒被留存下來，而少量污泥顆粒被堆場排水攜帶排出，堆場排水中含有污泥顆粒的粒徑很小，一般為粘粒級及細粉粒級，顆粒的重力沉降速度很慢，加之污泥顆粒表面帶有負電荷，使污泥顆粒在水中形成穩(wěn)定的分散體系而不易下沉。本發(fā)明在堆場排水中投入絮凝劑并引導其進入隔板混合池1，在池中絮凝劑擴散、水解、聚合，并與水中的污泥細顆粒接觸，使污泥顆粒的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞，凝聚作用開始發(fā)生?；旌铣氐某鏊o接著進入折流式反應(yīng)池2，在該池中水流曲折行進，為導致顆粒凝聚的壓縮雙電層與電中和作用以及吸附架橋作用創(chuàng)造了良好的水力條件，絮凝顆粒逐漸變大，而通過廊道間距變化實現(xiàn)的水流流速減小保證了所形成的絮凝顆粒不被碰碎。含有大量絮凝顆粒的水流從折流式反應(yīng)池最后一個廊道出來后通過沉淀池布水區(qū)3被均勻分配進入平流式沉淀池4，在沉淀池中絮凝顆粒由于重力作用被沉淀，絮凝劑在水中形成高聚合度化合物的絮體在沉淀過程中也可以吸附卷帶水中細小顆粒共沉淀，從而使水得到澄清。澄清后的堆場排水流進設(shè)置在平流式沉淀池后面的出水井5，然后進入排水管6排出。
以下通過實施例具體描述本發(fā)明的實施方式。
實施例1在堆場出水中投加無機高分子絮凝劑聚合硫酸鐵，投加量為20mg/L，按照上述實施方式引導堆場出水依次經(jīng)隔板混合池(混合時間22秒，水頭損失為0.28米)、折流式反應(yīng)池(水力停留時間25分鐘，進口流速0.59m/s，出口流速0.28m/s)、平流式沉淀池(長寬比4.5∶1，水力停留時間2.1小時)、出水井后，通過排水管排放，排放余水外觀清澈透明，測定懸浮物濃度(SS)為32mg/L。
實施例2在堆場出水中投加有機高分子絮凝劑聚丙烯酰胺1mg/L和無機高分子絮凝劑聚合硫酸鐵20mg/L，按照上述實施方式引導堆場出水依次經(jīng)隔板混合池(混合時間23秒，水頭損失為0.26米)、折流式反應(yīng)池(水力停留時間26分鐘，進口流速0.56m/s，出口流速0.27m/s)、平流式沉淀池(長寬比4.5∶1，水力停留時間2.2小時)、出水井后，通過排水管排放，排放余水外觀清澈透明，測定懸浮物濃度(SS)為36mg/L。
實施例3在堆場出水中投加復合高分子無機絮凝劑聚合硫酸鋁鐵，投加量為3mg/L，按照上述實施方式引導堆場出水依次經(jīng)隔板混合池(混合時間24秒，水頭損失為0.23米)、折流式反應(yīng)池(水力停留時間28分鐘，進口流速0.54m/s，出口流速0.25m/s)、平流式沉淀池(長寬比4.5∶1，水力停留時間2.3小時)、出水井后，通過排水管排放，排放余水外觀清澈透明，測定懸浮物濃度(SS)為67mg/L。
比較例將上述實施例1與現(xiàn)行輸泥管投藥方法對比，輸泥管投藥方法為在距輸泥管出口100米處加入同一品種絮凝劑聚合硫酸鐵，通過輸泥管管道絮凝劑與流動的泥漿混合，在堆場內(nèi)反應(yīng)沉淀，結(jié)果見表1。
表1

由表1可以看出，本發(fā)明方法藥劑投加量為現(xiàn)行輸泥管投藥方法的1/10，處理效果良好。
權(quán)利要求
1.環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理方法，其特征在于該方法包括下列步驟1)引導底泥堆場出水進入隔板混合池，在隔板混合池前將絮凝劑加入水中，絮凝劑與堆場出水混合；2)隔板混合池出水流入折流式反應(yīng)池，在折流式反應(yīng)池中水的流速由大變小，完成絮凝反應(yīng)；3)折流式反應(yīng)池出水流入平流式沉淀池，在平流式沉淀池中由絮凝劑與污泥細顆粒結(jié)合而成的絮凝體沉淀下來，澄清后的水從排水口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所使用的絮凝劑為無機高分子絮凝劑、有機高分子絮凝劑或?qū)o機高分子絮凝劑與有機高分子絮凝劑復配的絮凝劑，絮凝劑的加入方式為重力投加或用泵壓入。
3.環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理系統(tǒng)，用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理方法，其特征在于，該系統(tǒng)依次包括串聯(lián)的隔板混合池、折流式反應(yīng)池和平流式沉淀池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，隔板混合池中的混合時間為20～30秒，水頭損失控制在0.2～0.3米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，折流式反應(yīng)池中利用折流隔板形成廊道使流速逐漸由大變小，變化范圍為進口0.5～0.6m/s至出口0.2～0.3m/s，余水在反應(yīng)池中的水力停留時間為20～30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，平流式沉淀池的長寬比≥4∶1，余水在平流式沉淀池中的水力停留時間≥2小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供的環(huán)保疏浚底泥堆場余水污染控制的方法，包括在堆場出水中投加絮凝劑，經(jīng)過隔板混合池、折流式反應(yīng)池、平流式沉淀池，由絮凝劑與污泥細顆粒結(jié)合而成的絮凝體沉淀下來，澄清后的水從排水口排出。本發(fā)明的方法可解決現(xiàn)有環(huán)保疏浚及普通疏浚工程實施過程中底泥堆場排放余水對受納水體的污染問題。本發(fā)明還涉及用于實現(xiàn)上述環(huán)保疏浚底泥堆場余水處理方法的系統(tǒng)。本發(fā)明提出的處理方法及系統(tǒng)具有處理效果好、投藥量少、運行成本低、出水水質(zhì)易于控制的優(yōu)點。
文檔編號C02F1/52GK1704348SQ20041004276
公開日2005年12月7日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者荊一鳳, 霍守亮 申請人:中國環(huán)境科學研究院