申请日2011.01.14
公开(公告)日2011.06.29
IPC分类号C02F1/52; C02F11/12; C02F1/56
摘要
本发明公开了一种适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，将清出的泥浆从排泥场泥浆入口排入排泥场内，泥浆在排泥场内流动并沉集在排泥场的底泥堆场中，泥浆的余水流动至排泥场的退水口处，余水在退水口处添加复配絮凝剂后，再排入余水沉淀池内进行沉淀处理。本发明工艺采用“物理”和“化学”相结合的组合处理方式，将两种处理方法进行有机结合，可有效去除余水中COD、NH4+-N、TP和SS等，排泥场的合理选址和设计有利于余水中SS自然沉降，减少絮凝剂用量，复配絮凝剂能彻底净化余水，二者之间相互协同发挥了每种处理方法的最佳效果优势，达到了高效率余水处理的目的。
权利要求书
1.一种适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：将清出的泥浆从排泥场泥浆入口排入排泥场内，泥浆在排泥场内流动并沉集在排泥场的底泥堆场中，泥浆的余水流动至排泥场的退水口处，余水在退水口处添加复配絮凝剂后，再排入余水沉淀池内进行沉淀处理。
2.根据权利要求1所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述排泥场的退水口处设有过滤余水的围护栏。
3.根据权利要求1所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述排泥场内设有使泥浆曲折流动的隔埂。
4.根据权利要求1所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述复配絮凝剂包括聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵，具体质量比为1∶1.5～2.5∶3.5～4.5∶0.5～1.5。
5.根据权利要求4所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述复配絮凝剂中聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为1∶2∶4∶1。
6.根据权利要求1所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述复配絮凝剂的投加量为8～12mg/L。
7.根据权利要求1或3所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述排泥场的土方量为泥浆量的70～80%。
8.根据权利要求1所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述排泥场包括排入泥浆的泥浆入口、设于排泥场中部的用以沉淀泥浆的底泥堆场和在排泥场尾部的集结并排出泥浆余水的退水口。
9.根据权利要求1或3所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述排泥场由太湖外侧的多个相连的鱼塘组成，相邻鱼塘的隔埂构成排泥场的隔埂，各隔埂上供泥浆通过的缺口交错布置。
10.根据权利要求9所述的适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其特征在于：所述排泥场的两端分别与河道直接连接，利用河道的河堤和太湖大堤作为排泥场的部分或全部围堰。
说明书
一种适合太湖清淤底泥余水处理的工艺
技术领域
本发明属于环境保护领域，具体涉及适合太湖清淤底泥余水处理的新工艺。
背景技术
太湖是我国第三大淡水湖，但自上世纪八十年代以来，由于流域经济高速发展与水环境保护工作相对滞后，太湖水质污染与湖泊富营养化问题日益突出，水质总体已降到IV类，水质恶化、蓝藻暴发、生态环境退化等一系列问题，直接威胁沿湖及流域供水安全和生态安全。为加快太湖水环境治理，国务院批准了《太湖流域水环境综合治理总体方案》，明确采取污染源防治、生态修复、流域管理等综合治理措施对太湖水环境进行综合治理。总体方案明确在控源基础上，还需要采取内源控制、生态修复等综合治理措施，即要对太湖的污染底泥实施生态清淤。江苏省委、省政府高度重视太湖水环境治理工作，特别要求加快推进太湖生态清淤工程，2012年前基本完成国务院确定的太湖清淤任务。如此大规模的湖泊清淤工程，在国内、国外都属首次，大规模的太湖清淤产生大量的淤泥，且太湖淤泥含水率较高，淤泥堆放场会排放大量余水，由于余水与淤泥相界面大，在堆放过程中，底泥中的污染物会释放到余水中，如余水不经处理排放到受纳水体，会造成二次污染。目前，大规模的湖泊清淤工程技术问题较为复杂，多数研究者仅关心施工工艺、疏浚效率、排泥占地、弃土处理和生态修复等方面，对余水处理研究不多，积累的经验较少。
发明内容
本发明的目的是针对太湖清淤底泥余水处理方面存在的不足，在排泥场设计阶段充分考虑到后续的余水处理，把排泥场也作为余水处理的一部分，通过复配絮凝剂(HS-5)强化处理余水，提供一种物理与化学方法相结合的工艺。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种适合太湖清淤底泥余水处理的工艺，其为：将清出的泥浆从排泥场泥浆入口排入排泥场内，泥浆在排泥场内流动并沉集在排泥场的底泥堆场中，泥浆的余水流动至排泥场的退水口处，余水在退水口处添加复配絮凝剂后，再排入余水沉淀池内进行沉淀处理。
排泥场包括排入泥浆的泥浆入口、设于排泥场中部的用以沉淀泥浆的底泥堆场、在排泥场尾部的集结并排出泥浆余水的退水口。排泥场的退水口处设有过滤余水的围护栏，围护栏后设置监测口，对排水实施监测;退水口处还可设有用以投加复配絮凝剂的絮凝剂投加口。排泥场内还设有使泥浆曲折流动的隔埂，其延长泥浆过流路径，延长其停留时间，增加自然沉淀效果，减少絮凝剂投加量。排泥场的四周以及隔埂上修筑围堰，也可利用现有的大堤或河堤做为围堰的一部分。
经排泥场自然沉淀和过滤后的余水需絮凝处理，絮凝剂为HS-5复配絮凝剂，复配絮凝剂包含或只含聚合硫酸铁(PFS)，聚合氯化铝(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)成分，其质量比为1∶1.5～2.5∶3.5～4.5∶0.5～1.5，优选为1∶2∶4∶1。本工艺中HS-5复配絮凝剂的投加量是根据排泥场出水中污染物含量及余水处理要求确定的，经反复试验，HS-5复配絮凝剂的投加量在8～12mg/L之间，适合太湖清淤底泥余水的处理。HS-5复配絮凝剂絮凝时间16h左右较能达到较好的处理效果，达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准。
HS-5复配絮凝剂克服了单种无机高分子絮凝剂絮体结构松散，浑液面的沉速慢，剩余SS浓度高等缺点。加入复配HS-5有机高分子絮凝剂后，浑液面的沉速加快，剩余SS浓度变小，絮凝剂加药位置在排泥场的出水口。本复配絮凝剂(HS-5)充分发挥电中和及吸附架桥作用，带负电的悬浮离子可因静电作用而吸附高聚物并通过表面电荷中和而使双电层受到压缩，使离子间距离缩短，聚合物可在离子间架桥，从而获得好的絮凝效果;其絮凝能力强，用量小，絮凝时间短，适合处理含高悬浮物余水且适于工程规模现场应用。
排泥场容积是根据试验工程实际经验确定的，太湖周边土地较为紧缺，由于淤泥在排泥场自然沉降等因素，排泥场容积适当缩小，最终排泥场土方量约为清淤量(泥浆量，自然方)的70%～80%左右。
排泥场多数利用太湖大堤外侧的鱼塘，减少工程量，按照底泥疏浚量、可用堆土情况及现场条件，设置合适的围堰，排泥场中鱼塘间现有的隔埂可作为排泥场天然的隔埂使用，只需将部分鱼塘隔埂上加设袋装土隔埂增高，使隔埂的缺口交错布置，并将现有的隔埂打开缺口与其他鱼塘相通，使泥浆从排泥管出口至退水口有一条流动的通道，延长其停留时间，增加自然沉淀效果，减少絮凝剂投加量。在退水口前后设置围护栏过滤，更进一步去除排泥场余水中悬浮物，减少后续絮凝剂的使用量。在合适位置向排泥场排出的余水中添加适量的复配絮凝剂(HS-5)，余水中SS、NH4+-N、TP和COD去除率都能达到90%以上，达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准。
一种方案为排泥场由太湖外侧的多个相连的鱼塘组成，相邻鱼塘的隔埂构成排泥场的隔埂，各隔埂上供泥浆通过的缺口交错布置。进一步排泥场的两端可分别与河道直接连接，利用河道的河堤和太湖大堤作为排泥场的部分或全部围堰。在排泥场修筑围堰时，利用太湖大堤作为排泥场的一侧围堰，两端与各河道直接连接时，利用河道两侧的河堤作为端头围堰，仅在外侧靠农田侧及端头无法利用河堤时修筑围堰。围堰填筑所需土方紧靠鱼塘外侧取土，取土至鱼塘底面，取土区与围堰坡脚保留5m净距，同时避开原有防洪建筑物。
本发明工艺首先在排泥场的设计和选址上充分考虑疏浚方量、可用堆土区情况以及现场条件等，且排泥场围堰顶高程不高于太湖大堤顶高程7.0m及河堤顶高程6.5m，确定排泥场内排泥区围堰顶高程为6.5m，考虑沉淀富余水深和风浪超高，排泥区内堆泥面高程不高于5.5m。余水沉淀池围堰顶高程低于排泥区围堰堰顶0.5m。围堰位于鱼塘内侧的农田上，农田平均高程约4.2m，余水沉淀池围堰高约1.8m。围堰顶宽取2.0m，内、外侧边坡均为1∶2。在围堰外坡脚设置0.6m宽的截水沟，截水沟开挖土体在沟外堆筑填土埂防止沟内水漫溢到农田中。在排泥场内设置隔埂，延长泥浆过流路径。排泥场多利用鱼塘，呈条带状分布，鱼塘间现有的隔埂可作为排泥场天然的隔埂使用，只需将部分鱼塘隔埂上加设袋装土隔埂至一定高程，使隔埂的缺口交错布置，并将现有的隔埂打开缺口与其他鱼塘相通，使泥浆从排泥管出口至退水口有一条流动的通道。其间隔一般与排泥场的宽度相近。整个流径增加1.5倍左右。隔埂能延长泥水流经路径，延长其停留时间，增加自然沉淀效果，减少絮凝剂投加量。排泥场退水口采用闸箱式退水口，有闸板进行控制，可以调节出水流量，以控制余水在沉淀池内的水深，在退水口前后设置围护栏过滤，更进一步去除排泥场余水中悬浮物，减少絮凝剂的添加量。
本发明中用于处理的泥浆可以为湖泊或池塘清淤过程中产生的泥浆，本工艺尤其适用于太湖清淤底泥所产生的泥浆。
本发明工艺采用“物理”和“化学”相结合的组合处理方式，将两种处理方法进行有机结合，提供一种适合太湖清淤底泥余水处理的新工艺，可有效去除余水中COD、NH4+-N、TP和SS等，排泥场的合理选址和设计有利于余水中SS自然沉降，减少絮凝剂用量，HS-5复配絮凝剂能彻底净化余水，二者之间相互协同发挥了每种处理方法的最佳效果优势，达到了高效率余水处理的目的。该工艺处理出水水质可以稳定达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准。本发明利用当地有利地形，设置围堰，具有投资低、工艺简单、操作方便、剩余污泥产生少等特点。本工艺已在太湖清淤工程中实施应用，取得了良好效果。