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水环境治理技术大盘点(一):黑臭水体底泥处理

http://www.water.hc360.com2017年08月28日08:35 来源:小谈PPPT|T

    慧聪水工业网 引言:黑臭水体底泥主要由粘土、泥沙、有机物等矿物质组成,经过长时间水体传输、物理、化学、生物等作用沉积于水体底部,导致水体黑臭的原因是有机污泥沉积+厌氧发酵。我们来梳理目前底泥处理相关技术与工艺:

    技术一

    疏浚清淤

    疏浚清淤指利用人力或机械进行水下开挖,清除底泥。

    1.干床疏浚

    干床疏浚是在疏浚前把水抽干,适用于规模较小的池塘、水库、小型河道等,然后用人力清挖、机械清挖(推土机、刮泥机)或水力冲挖(带浮筒的高压水枪、吸泥)等方式清除底泥。

    干床疏浚作业方便,疏浚较彻底,但对水体生态影响较大,还可能影响岸线及周边建筑物的安全。

    2.带水疏浚

    带水疏浚应用范围更为广泛,是依靠带水清淤设备将底泥抽吸至岸上处置地点,常用设备为铰吸式挖泥船。

    铰吸式挖泥船:装有泥泵和吸泥装置,利用转动的绞刀绞松河底或海底的土壤,与水泥混合成泥浆,经过吸泥管吸入泵体并经过排泥管送至排泥区。作业时,挖泥、输泥、卸泥一体化,生产效率较高,适用于风浪小、流速低的内河湖区和沿海港口的疏浚,适宜开挖砂、砂壤土、淤泥等土质。

    目前带水疏浚采用生态疏浚方式,使用配备专用环保铰刀头的无扰动型挖泥船,有效防止因铰刀扰动使底泥颗粒向罩外水体扩散,造成二次污染,底泥清除率可达到96%以上。

    技术二

    淤泥干化

    淤泥干化是指去除淤泥中大部分含水量的过程,应用较广泛的技术有:

    1.真空预压法

    真空预压法是指在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层,然后埋设垂直排水管道,再用不透气的封闭使其与大气隔绝,薄膜四周埋入土中,通过砂垫层内埋设的吸水管道,用真空装置进行抽气,使其形成真空,增加地基的有效应力。在抽真空时,先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压,使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下,土体中的孔隙水不断由排水通道排出,从而使土体固结,以达到淤泥干化的目的。

    其中真空联合堆载预压法是指在实施真空预压法的同时在地基上部进行堆载(包括堆土、充水等),真空预压与上部堆载联合作用加大了超载压力,同时发挥真空预压和堆载预压各自的优势,提高淤泥干化效率。但此种方法工期较长,一般需4-5个月的抽真空过程,且当淤泥含泥率达65%左右时,极难再提升。

    2.固化法

    固化法是指在淤泥中加入固化剂(如水泥、石灰、蛋白酶等)使淤泥固化。该方法的优点是工期短,见效快,缺点是成本高,处理淤泥量小,而且处理后改变了淤泥作为土的性质,难以二次利用,不利于环保。

    3.土工管袋法

    土工管袋法用于淤泥脱水是指向管袋内填充淤泥,在管袋内部的强大压力下,有效快速排出水分,并截留淤泥中的的固体颗粒。土工管袋材质为复合(带状)和单向高韧聚丙烯或聚酯纤维丝编织而成,材质本身强度高、表面具有一定渗透性。土工管袋同时配合使用稳定剂、吸附剂等,截留污染物和淤泥沉淀物,同步脱水并去除部分污染物。

    土工管袋法适用于细小颗粒、高含水的底泥,脱水固化过程高效且成本低,但处理量较小,工期长,将淤泥干至塑限以上难度很大。

    4.离心脱水法

    离心脱水法即使用离心式污泥脱水机,利用固液密度差,在离心力的作用下,加快固相颗粒沉降速度实现固液分离。污泥和絮凝剂药液经入口管道被送入转鼓内的混合腔,在此进行混合絮凝(若为污泥泵前加药或泵后管道加药,则已提前进行絮凝反应),由于转子(螺旋和转鼓)的高速旋转和摩擦阻力,污泥在转子内部被加速并形成一个圆柱液环层(液环区),在离心力的作用下,比重较大固体颗粒沉降到转鼓内壁形成泥层(固环层),再利用螺旋和转鼓的相对速度差把固相推向转鼓锥端,推出液面之后(岸区或称干燥区)泥渣得以脱水干燥,推向排渣口排出,上清液从转鼓大端排出,实现固液分离。但此种方法能耗大、处理量小、脱水较不彻底,未能大规模应用。

    5.开沟主动排水法

    传统的疏浚淤泥堆场在上部排水后即进入完全依赖自然条件的被动干化阶段,如蒸发、渗透等,时间长、被动干化效率低,还存在一定安全隐患。因而在堆场设置各种形式的排水系统,实现堆场主动排水,可经济有效实现淤泥排水。排水沟的设计可根据淤泥堆场的面积和性质,采用放射状、平行线状、枝状等形式,并考虑排水沟不同间距、坡度下的排水干化效果。

    6.板框压滤法

    板框压滤法指的是使用板框式污泥压滤机实现固液分离过滤。板框式污泥压滤机属于间歇性固液分离设备,由滤板、滤框排列构成滤室,在输料泵的压力作用下,将料液送进各滤室,通过过滤介质将固体液体分离。此种方法分离效果好、适用范围广、操作简单且成本较低,尤其对分离粘细物料有不可比拟的优势。

    目前为实现底泥快速干化,一般在前期添加絮凝剂和固化剂,再进行板框压滤。但是板框压滤出料时间长、占地面积大,也有企业克服此缺陷研发出了占地面积小、无需添加化学药剂并且尾端可再利用的自主设备。

    技术三

    底泥分解氧化技术

    底泥分解氧化技术指的是原位生物修复,即对受污染的底泥不做搬运或运输,向底泥中直接投加底泥净化剂,在基本不破坏水体底泥自然环境条件下在水体底部进行降解和修复。其中,底泥净化剂是一种将降解底泥微生物菌种和优选矿物等混合加工而成的生物产品,它能够数百倍放大自然界的底泥降解作用,有效分解恶臭物,快速将水体从厌氧状态变为好氧,是一种有效降解底泥,帮助水体恢复自净能力,并重建生态平衡的技术与产品。

    底泥分解氧化技术的优点在于:

    见效快,能迅速消除底泥黑臭,提高污染介质中的微生物浓度,促进水体生物快速修复,提高自净能力;

    提高水体中的溶解氧(DO),可使水体从黑臭厌氧恢复至溶解氧2~4mg/L以上

    能消除水体内源(淤泥)污染,淤泥不上涌,无异臭味,并可将淤泥逐步矿化为密实的土褐色,减少污泥厚度。

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