一種分散式河道底泥快速脫水與余水凈化系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于河道疏浚領(lǐng)域，具體涉及針對(duì)分散式河道的疏浚底泥脫水及產(chǎn)生余水的凈化處理。
【背景技術(shù)】
[0002]河道污染主要成因包括:①截污不徹底;②垃圾的堆放和傾倒以及③農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)以及漁業(yè)污染等。其中，截污的不徹底是造成河道污染嚴(yán)重的主要原因。我國(guó)正處于快速城市化發(fā)展階段，導(dǎo)致截污納管工程在綜合規(guī)劃上存在不足;另一方面，一些污染排放企業(yè)存在廢水治理不達(dá)標(biāo)排放甚至偷排、漏排現(xiàn)象，這些都造成了河道生態(tài)環(huán)境的惡化。
[0003]河道疏?？煞譃楣こ淌杩：铜h(huán)保疏浚。多數(shù)情況下環(huán)保疏浚是解決河道、湖泊底泥污染的唯一有效方法。河道疏浚在實(shí)現(xiàn)底泥徹底清淤的同時(shí)，該過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的底泥，需要進(jìn)行安全無(wú)害化的處理處置。
[0004]疏浚底泥的處理處置技術(shù)主要有填埋以及資源化處理處置，如堆肥、燒制陶粒等?？紤]到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等要求，疏浚底泥在進(jìn)行后續(xù)的無(wú)害化、資源化利用之前，需要進(jìn)行減量處理，而脫水處理是實(shí)現(xiàn)高含水率疏浚底泥減量化的有效路徑之一。疏浚底泥含水率在85%以上范圍(96%?85%，甚至更高)，該含水率區(qū)間進(jìn)行脫水能夠顯著實(shí)現(xiàn)底泥的減容化效果。與此同時(shí)，底泥中脫除水分COD、BOD5、NH3-N等污染物濃度指標(biāo)往往很高，如果直接排放入水體中，會(huì)成為新的污染源對(duì)河道水體的治理工作帶來(lái)負(fù)面作用。因此，在實(shí)現(xiàn)疏浚底泥高效脫水的同時(shí)，還需要對(duì)脫水產(chǎn)生廢水進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)排放。
[0005]河道底泥脫水技術(shù)主要有:自然干化、主動(dòng)開(kāi)溝排水干化、機(jī)械方法以及目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少的土工管袋法。其中機(jī)械方法主要分為板框壓濾脫水和離心脫水兩大類(lèi)。相較于自然干化以及主動(dòng)開(kāi)溝排水干化，機(jī)械脫水工藝由于受自然條件影響小、脫水效率高等優(yōu)點(diǎn)，作為我國(guó)目前城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生污泥的高效脫水工藝之一，得到了廣泛的應(yīng)用。土工管袋脫水工藝是在河道疏浚過(guò)程中將高分子絮凝劑根據(jù)試驗(yàn)確定比例以溶液的形式通入底泥中，充分混合后填充入土工管袋，在底泥脫水性能改善的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮土工管袋對(duì)底泥的脫水效果。土工管袋具有適用處理量范圍廣、容積調(diào)節(jié)范圍大、強(qiáng)度高、過(guò)濾性能好以及可疊放基層、最大化節(jié)約土地資源等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0006]如前所述，機(jī)械脫水在具備自動(dòng)化程度高、脫水效率高、受自然條件影響小等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，該類(lèi)工程項(xiàng)目投資及運(yùn)行成本往往較高，工藝往往僅適用于如城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生污泥的集中式脫水處理，污泥處理規(guī)模較大，該類(lèi)工程往往屬于長(zhǎng)周期運(yùn)行項(xiàng)目。相較而言，一方面，河道疏浚工程往往具有階段性，即在一定的時(shí)間段內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的底泥需要處理，處理時(shí)間相對(duì)有限，疏浚工程完成后其對(duì)底泥的脫水需求隨之也告一段落;另一方面，河道疏浚工程“隨水而動(dòng)”，空間分布范圍廣，機(jī)械脫水模式造成工程項(xiàng)目選址的困難。再有，疏浚底泥由于含水率很高，如果進(jìn)行集中式脫水處理，運(yùn)輸體積較大，造成成本投入較高，最為理想的脫水模式為疏浚底泥的就地/就近脫水，大大降低底泥容積，顯著緩解運(yùn)輸負(fù)荷，降低運(yùn)輸成本開(kāi)支。綜上分析可知，河道疏浚底泥的脫水宜采用分散式模式進(jìn)行。與河道疏浚底泥的脫水方式相對(duì)應(yīng)，脫水過(guò)程產(chǎn)生的廢水處理工藝應(yīng)該能夠就地/就近實(shí)現(xiàn)廢水處理目標(biāo)。
[0007]目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)河道疏浚底泥的脫水以及脫水產(chǎn)生的廢水的專(zhuān)利較多，如專(zhuān)利號(hào)為CN 104140190 A，專(zhuān)利名稱(chēng)為“移動(dòng)式河湖清淤疏浚污泥處理方法及裝置”，采用廂式隔膜壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)河湖清淤疏浚底泥的脫水，通過(guò)廂式隔膜壓濾機(jī)設(shè)備的移動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同河段底泥的脫水，不足之處:一方面，廂式隔膜壓濾機(jī)設(shè)備尺寸及重量較大，設(shè)備安裝及配置較為復(fù)雜，造成設(shè)備移動(dòng)復(fù)雜程度及難度較大;另一方面，該方法未對(duì)底泥脫水過(guò)程產(chǎn)生廢水進(jìn)行處理而直接排入水體，不利于水質(zhì)的改善。專(zhuān)利號(hào)為CN 102603151 A，專(zhuān)利名稱(chēng)為“一種強(qiáng)化土工管袋污泥脫水的方法”，其通過(guò)將污泥絮凝、電滲透和土工管袋脫水組合工藝，實(shí)現(xiàn)針對(duì)污水處理廠污泥的高效脫水，但是淤泥電滲脫水技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在諸如:陽(yáng)極材料腐蝕、電耗較高、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定等不足。專(zhuān)利號(hào)為CN 102583950 A，專(zhuān)利名稱(chēng)為“一種移動(dòng)式污染底泥管袋脫水治理方法”，通過(guò)環(huán)保疏浚船或泥漿栗對(duì)河道或水庫(kù)中污染的底泥輸送到混合器中與絮凝劑混合，然后進(jìn)入到土工管袋中進(jìn)行脫水，但未涉及對(duì)底泥脫水產(chǎn)生廢水的凈化處理。專(zhuān)利號(hào)為CN 1884115A，專(zhuān)利名稱(chēng)為“疏浚與水處理方法及實(shí)施裝置”，通過(guò)絮凝劑的使用實(shí)現(xiàn)對(duì)余水SS、C0D、TP、TN等成分的混凝去除，適用廢水種類(lèi)有限，且僅涉及余水處理部分。
[0008]一般而言，河道底泥的處理模式可以劃分為“集中式”與“分散式”兩大類(lèi):“集中式”往往適用于河道分布集中、清淤量大、處理難度較大等特征的底泥處理；“分散式”模式則比較適用于河道分布分散、距離較遠(yuǎn)、臨近處置場(chǎng)所較易獲取、處理處置難度相對(duì)較小等特征的底泥脫水處理。針對(duì)不同的清淤方案，需要有針對(duì)性的選擇經(jīng)濟(jì)合理、使用可靠、生態(tài)友好、影響范圍小的處理方案。
[0009]綜上所述，為了更好的適應(yīng)河道疏浚工程實(shí)際特點(diǎn)，高效、便捷、整體性的完成對(duì)疏浚底泥脫水及脫水產(chǎn)生廢水的處理目標(biāo)，本專(zhuān)利提出“一種分散式河道底泥快速脫水與余水凈化方法”以滿(mǎn)足分散式河道疏浚工程階段性的工程要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為解決傳統(tǒng)河道疏浚工程中存在的僅單一針對(duì)河道疏浚底泥脫水或產(chǎn)生余水的處理處置，本發(fā)明提供一種適用于分散式河道底泥快速脫水與余水凈化的系統(tǒng)及其方法，具體技術(shù)方案如下。
[0011]—種分散式河道底泥快速脫水與余水凈化系統(tǒng)及其方法由底泥輸送系統(tǒng)、混凝加藥設(shè)備、管道混合器、土工管袋、脫水場(chǎng)地、余水調(diào)節(jié)池以及一體化余水處理設(shè)備等組成。疏浚底泥通過(guò)底泥輸送管路進(jìn)入后端處理單元，底泥輸送管路后接管道混合器，管道混合器后端通過(guò)管路與土工管袋相接，另外，管道混合器與混凝加藥設(shè)備通過(guò)管路相連，混凝加藥設(shè)備具有計(jì)量功能。土工管袋為聚丙烯紗線(xiàn)等材質(zhì)編制而成具有過(guò)濾功能的材料。土工管袋設(shè)有一處開(kāi)口，與管道混合器形成連接，脫水過(guò)程中產(chǎn)生的余水通過(guò)脫水場(chǎng)地的鋪設(shè)管路進(jìn)行引流，進(jìn)入到調(diào)節(jié)池內(nèi)，調(diào)節(jié)池通過(guò)栗系統(tǒng)與后端的余水凈化系統(tǒng)相連。
[0012]底泥輸送管道:底泥通過(guò)疏浚船只作業(yè)從河道底部清出，通過(guò)疏浚船只(或者泥駁)與脫水場(chǎng)地之間的底泥輸送管道，進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)備單元。底泥輸送管道采用管道輸送，其特點(diǎn)是全封閉、連續(xù)輸送，其優(yōu)點(diǎn)是泄露少、輸送效率高，是一種最為安全、經(jīng)濟(jì)的底泥輸送方式。管道輸送的設(shè)備采用離心栗。
[0013]管道混合器:底泥輸送管道通過(guò)法蘭與管道混合器一端相連，管道混合器另一端通過(guò)法蘭與接入土工管袋的管道的一端相連。管道混合器目的是為了使栗入的河道底泥與混凝劑混合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)底泥脫水性能的改善，起到調(diào)質(zhì)的目的。
[0014]混凝加藥設(shè)備:混凝加藥設(shè)備通過(guò)管路與管道混合器外壁支管相連接?；炷铀幵O(shè)備的加藥方式為濕式加藥，以保證混凝劑與底泥的快速混合?；炷齽┩ㄟ^(guò)加藥進(jìn)行計(jì)量投加，以利于投藥量的調(diào)節(jié)。
[0015]土工管袋:土工管袋采用為聚丙烯紗線(xiàn)等材質(zhì)編制而成具有過(guò)濾功能的材料。土工管袋的脫水場(chǎng)地需要預(yù)先進(jìn)行簡(jiǎn)單的鋪設(shè)，主要結(jié)構(gòu)包括設(shè)置防滲層、滲濾排水層、排水花管、排水溝、集水坑、排水水栗等，構(gòu)建排水、導(dǎo)水結(jié)構(gòu)。土工管袋規(guī)格以及堆疊的樣式可根據(jù)疏浚河道的底泥處理量以及脫水場(chǎng)地的大小進(jìn)行選擇，土工管袋具有很好的場(chǎng)地適應(yīng)性，可以單層或者多層進(jìn)行堆疊。調(diào)質(zhì)改性后的底泥被栗入土工管袋，借助土工管袋特有的透水不透泥的特性，底泥能夠進(jìn)行快速的脫水。待填充脫水底泥達(dá)到土工管袋容量上限后，即可將土工管袋整體或者破開(kāi)后，利用車(chē)輛將脫水底泥進(jìn)行運(yùn)輸，用于后續(xù)的脫水底泥的處理處置，脫水的底泥相較于疏浚高含水率底泥，具有顯著的減容化效果。
[0016]—體化余水凈化單元:底泥脫水產(chǎn)生的余水通過(guò)脫水場(chǎng)地的排水、導(dǎo)水結(jié)構(gòu)進(jìn)入后續(xù)余水凈化系統(tǒng)。首先，根據(jù)需要，進(jìn)入到余水調(diào)節(jié)池，以滿(mǎn)足與后續(xù)處理工藝相匹配的進(jìn)水水質(zhì)要求。水質(zhì)調(diào)整參數(shù)主要包括酸堿度、可生化性、SS等。調(diào)節(jié)后的余水通過(guò)栗系統(tǒng)按照一體化余水凈化單元的設(shè)計(jì)處理能力進(jìn)水，在完成余水處理后，達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)即可就地排入疏浚河道內(nèi)。根據(jù)一體化余水凈化裝置的工藝選擇，如果有剩余污泥的產(chǎn)生，可通過(guò)排泥系統(tǒng)的設(shè)置，將該部分污泥排入到系統(tǒng)前端，與河道疏浚底泥進(jìn)行混合、調(diào)質(zhì)、脫水。
[0017]一體化余水凈化單元為是由若干腔室組成的罐體，可根據(jù)土工管袋產(chǎn)生余水水質(zhì)，進(jìn)行不同水處理功能腔室的靈活組合，形成針對(duì)不同余水水質(zhì)的余水處理組合工藝。如，含重金屬污染余水可采用由酸堿調(diào)節(jié)、化學(xué)藥劑投加和中和反應(yīng)沉淀池單元的一體化余水凈化系統(tǒng);含有毒有害難降解有機(jī)污染物的余水處理，可采用與高級(jí)氧化技術(shù)、生物處理技術(shù)相適應(yīng)的技術(shù)設(shè)備，如A/0(缺氧/好氧)、A2/0(厭氧/缺氧/好氧)以及MBBR(移動(dòng)